点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:时间有什么独特的性质?
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

时间有什么独特的性质?

来源:光明网2021-01-22 11:03

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  上下四方曰宇,古往今来曰宙。请随我们进入“时间”的故事。

  时间与空间的不同点在于时间的“流逝性”。因此,时间有一些独特的性质,但究竟独特在什么地方?很多人并不能全面的回答。 时间独特的地方在于看不见摸不着,但又是客观存在的。如果仔细观察,我们就能看到时间的痕迹,感受到时间的作用。 有一个关于时间的谜语:有个东西,它在你身边,但你却看不见、闻不着、抓不住、也尝不了。这个谜语充分说明了时间最独特的性质,它主要体现在三个方面。

  首先,时间不能通过生理感觉感知。我们可以看到长度,也可以感觉到质量和温度。但对于时间,看不见、听不到、闻不着、也尝不了,只能通过观察时间引起的变化来感受时间的存在。

时间有什么独特的性质?

图1. 温度可以被感受(图源:作者)

  其次,时间只有一个方向。对于长度,我们可以从西安到北京,也可以从北京到西安。如果我们要称重一堆物体的重量,可以从这一堆里的任何一个开始,也可以反反复复的称重。但对时间,我们只能处于现在:过去的现在、现在的现在和将来的现在。

时间有什么独特的性质?

图2. 在小路任意点都可以往各个方向走

  第三,时间是不断变化的。我们可以给朋友写信,问他家的桌子有多宽、两家距离有多远,他会回信告诉你,这些信息在你收到回信后仍然有用。但如果你问他家的表是几点了,他写回信可能会非常头疼,因为在他写下时间的那一刻,时间就改变了。

时间有什么独特的性质?

图3. 写不出正确的时间(图源:作者)

  时间虽然看不到,但它始终围绕着我们、无处不在,只要留心,我们就可以感受时间。一个呀呀学语的孩子,如何成长为妙龄少女,又变成耄耋老人?一个种子,如何变成一颗嫩芽,从开花到结果。这些都让我们感受到时间的流逝。

时间有什么独特的性质?

时间有什么独特的性质?

图4. 上:“时间”让一个呀呀学语的孩子变成耄耋老人;下:“时间”可以让一粒种子开花结果(图源:作者)

  感受时间,难免会加上主观感觉,不同的人对时间的感觉是不一样的。相谈甚欢的恋人觉得时间稍纵即逝,但监狱中的犯人却是度日如年。

  这就是时间的特性,是独一无二的。

时间有什么独特的性质?

时间有什么独特的性质?

图5. 对时间的感受,有稍纵即逝,也有度日如年(图源:作者)

  在现代,时间通常和频率联系在一起,统称时间频率。时间频率目前是实现测量精度最高的物理量。时间频率信号可以通过电磁波传播,直接应用于科学研究和工程技术。基于此,高精度时间频率已经成为一个国家科技、经济、军事和社会生活中至关重要的参量,关系着国家和社会的安全稳定。

  时间的单位秒作为七个国际基本单位制之一,也是目前能实现的测量精度最高的一个量。现代量子频标的出现和电子技术的进步,极大地提高了时间频率计量测试的稳定度和准确度,更使之遥遥领先于其他量值的计量水平。

  由于极高的测量精度和直接传递的特性,从而使时间频率计量成为其它量值计量向着量子基准转化的先导。在1983年第17届CGPM会议的决议中重新定义了“米”。以前米的定义是根据国际米元器得到的,米长元器随温度、气压的环境变化而变化,精度并不高。现在定义为光在真空中1/299 792 458秒(约3.3356纳秒)所传播的距离,这极大提高了米定义的实现精度。

  长度和时间的这种密切的关系已经被用于导航系统,全球定位系统(GPS)尤其令世人注目。其最基本的原理就是把长度的测量转化为电磁波传播时间的测量,将定位精度从基于角度测量的天文导航的几十公里提高到十米以内。 完成这种转换而重新定义的量值还有如电压单位:伏特(1990年),电阻单位:欧姆(1990年)。德国已经开发出基于时间间隔测量的电容和电阻传感器,极大的提高了电容和电阻的测量精度和便捷性。

  在2019年的国际计量大会上,对七个基本物理量的单位重新进行了定义,所有的物理量都直接或者间接由时间的单位导出。由此可见,时间频率成为了当今物理量准确计量的基础。

  作者简介:

  李孝辉,中国科学院国家授时中心研究员,博士生导师,国家卫星导航重大专项专家组成员,主要研究时间频率测量、时间同步、卫星导航。

  樊多盛,硕士,中国科学院国家授时中心助理研究员。主要从事精密时间测量、原子钟控制方法、高精度远程时间复现技术、时间频率设备测试方面的工作。

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 新型风电安装船在江苏启东交付启航

  • 北京:夏日荷花开

独家策划

推荐阅读
中国水稻研究所研究员王克剑团队近日在杂交水稻育种领域取得重要进展——成功研发出克隆效率稳定超过99%、结实完全正常的一系法杂交水稻,团队将其命名为“一系1号”。图为团队创制的无融合生殖株系在试验田大群体种植下表现出的克隆效率与结实率情况。
2026-07-22 09:35
今年新增农业机器人、盐碱地科学与工程、智慧渔业三大新农科专业,分别由江苏大学、山东农业大学、宁波大学首批开设,为涉农人才培养开辟了新跑道。
2026-07-22 09:31
这场举世瞩目的盛会,凝聚共识,密集发布国际合作倡议与行动计划,为促进全球人工智能朝着向上向善、造福人类的方向发展注入了更多新动能。
2026-07-22 09:29
虽然现阶段机器人能做的事还很有限,但这种“人机搭档”的新模式,让我们的生活服务向高品质、多样化和便利化发展。我想,这就是科技落地的意义吧。
2026-07-22 09:28
重离子加速器是探索基本相互作用、物质结构和宇宙演化的重要工具,研究中产生的新知识、技术和方法被广泛应用于航天、医疗、农业等多个领域。
2026-07-22 09:26
无法驶出的化肥运输船,迟迟不散的热浪,突然生效的出口禁令……近期,一系列事件叠加,或许正给全球粮食安全带来显著不确定性。
2026-07-21 03:40
拔尖创新人才作为国家战略科技力量的核心支撑,其培育成效直接关系到高水平科技自立自强的进程。科学教育是拔尖创新人才培养的基础工程,必须把握青少年成长的关键期,构建全链条、一体化的科学教育新生态,推动教育、科技、人才深度融合,为强国建设筑牢人才根基。
2026-07-21 03:40
以人工智能为代表的新一轮科技革命和产业变革,正深刻重塑产业形态与劳动方式,职业教育作为对接产业最紧密的教育类型,面临的根本性问题已不再是如何培养标准化、重复性的熟练操作者,而是要回答人机协同时代究竟需要什么样的高技能人才。
2026-07-21 03:40
暑假已至,以中小学生为主力的研学游市场持续升温。外出研学已成为不少中小学生家庭的假期常规安排。家长往往将研学活动视作教育由家庭、学校向社会课堂的延伸,是学校教育的重要补充。
2026-07-21 03:40
毕业论文AI率检测,已成为无数大学毕业生关心的热点话题。AI工具引发的学术不端如何界定?为规避高AI率而拆解论文、打乱表达的无奈如何化解?AI检测产品缺少国家标准、质量参差不齐的困局如何突破?这些追问,热度居高不下,答案却远未清晰。
2026-07-21 03:40
未来产业是重塑全球技术竞争格局和引领全球经济变迁的重要力量,“十五五”规划纲要对“培育壮大新兴产业和未来产业”作出系统部署。
2026-07-21 03:40
当前,全球能源转型加速推进,海洋能正处在由技术探索迈向规模化应用的关键阶段。准确把握发展形势与现实基础,对于我国海洋能发展具有重要意义。
2026-07-20 10:00
如何破解制约早期科技成果转化的瓶颈?加强国家技术转移体系建设,培养一批全链条参与成果转化的技术经理人迫在眉睫。
2026-07-20 04:20
今年7月,全球人工智能治理的讨论在短短几天内完成了一次耐人寻味的“接力”。从在日内瓦举行的联合国人工智能治理全球对话、“人工智能向善”全球峰会,再到在上海举办的2026世界人工智能大会暨人工智能全球治理高级别会议,来自政府、国际组织、企业和学术界的讨论都聚焦于同一个问题:面对快速发展的人工智能,国际社会如何把已有的治理理念真正转化为国际合作行动?
2026-07-20 04:20
中国农业科学院和中国农业绿色发展研究会18日在北京发布《中国农业绿色发展报告2025》。报告显示,我国农业绿色发展水平持续向好,农业绿色发展机制创新不断拓展,理论研究与技术突破协同发力,区域农业绿色发展实践走深走实。
2026-07-20 04:20
不同于常规仅能帮助科研人员完成查阅文献、编写代码、处理数据或者实现流程自动化等基础功能的现有科研系统大模型,“求是引擎”首次具备了千步级长程科研推理能力,是能够自主组织和持续推进科研工作的科学发现系统。
2026-07-20 04:20
精细匹配才能让资源发挥最大效能。把闲置变增量,让分散汇合力,精准的分配机制,有利于提高生产力。
2026-07-17 09:53
新专业落地只是起点。下一步,教育部将组织各地各校有序完成专业开设,及时开发完善教学标准和人才培养方案,明确新专业的核心素养、知识能力要求及设置条件,确保新专业设置有章可循。
2026-07-17 03:20
盛夏雨林凝翠色,沧江碧水逐新潮。7月16日,“2026世界市长对话·西双版纳”主旨对话活动在云南省西双版纳傣族自治州举行。
2026-07-17 03:50
新质生产力的形成和发展,不仅引起社会生活的重大变革,而且引起并要求人的思维方式发生新的变革。思维观念和思维方式是能力、素质的先导,只有思维“换挡”,才能适应和驾驭新质生产力的快速发展。
2026-07-17 03:50
加载更多