不知從何時開始，網路上不少文章開始宣稱，

科學家說時間根本就不存在

，只是人的一種錯覺罷了。而且文章裡面還說得神乎其神，就差讓你相信四大皆空了。

Tips：時區是地球上的區域使用同一個時間定義。1863年，首次使用時區的概念。透過設立一個區域的標準時間部分地解決了這個問題。正式的時區劃分包括24個時區。

那麼問題來了，這些文章中說到的科學家究竟是誰？

時間究竟是真實存在還是莫須有的幻覺呢

？這次我們就來好好聊聊，科學家眼中的時間，究竟是什麼東西。

愛因斯坦為什麼說時間是幻覺？

好巧不巧，說出這句話的不是別人，而是提出了相對論的愛因斯坦。要知道，

相對論就是以時間和空間為基礎提出來的學說

，愛因斯坦說時間是幻覺，就等同於在否定自己提出來的相對論。這明顯矛盾站不住腳，事實的真相到底如何呢？

Tips：相對論Theory of relativity，是關於時空和引力的理論，主要由愛因斯坦創立，依其研究物件的不同可分為狹義相對論和廣義相對論。它們共同奠定了現代物理學的基礎。

想要說清楚這件事，就不得不提到愛因斯坦的摯友，米凱萊·貝索。在愛因斯坦76年的人生中，很多人都和他打過交道，但基本上都是泛泛之交。

如果說有誰深深影響過愛因斯坦，那一定是貝索。

米凱萊·貝索並不出名，他是一位義大利裔的瑞士工程師，曾和愛因斯坦同在蘇黎世聯邦理工學院就讀，兩人從此結下了不解之緣。雖然他們所學的專業完全不同，

愛因斯坦攻讀的是數學物理，而索爾是機械工程，

但是相同的愛好讓他們走到了一起。

在伯爾尼，愛因斯坦組織了一個叫做

“奧林匹亞學院”的讀書會

，幾個同好們坐在一起看書討論哲學。當時的愛因斯坦名不見經傳，幾個窮小子坐在一起談論哲學和宇宙倒也痛快。

Tips：愛因斯坦和好友：莫里斯·索洛文和康拉德·哈比希特，懷著對科學和哲學的共同興趣，經常一個叫奧林匹亞的咖啡館中展開討論，並開玩笑地把他們的聚會稱為“奧林匹亞科學院”。

當時的貝索向愛因斯坦推薦了哲學家

恩斯特·馬赫

的著作。這位哲學兼物理學家的世界觀十分有趣，

他否定牛頓的絕對時空觀念

，認為所有事物的屬性，比如時間空間這類概念，其實都不是人能客觀感受到的，只有透過函式邏輯才能找尋其中的規律。這些思想極大啟發了愛因斯坦，併成為他構建相對論的關鍵環節，所以老愛本人也把他尊為相對論的先驅。

正因為有這層淵源，愛因斯坦一直和貝索互有聯絡，甚至可以說，

貝索是這個世界上第一個聽愛因斯坦講相對論的人。

一直到晚年，兩個人還在互通書信。

Tips：經典力學總結了低速物體的運動規律，它反映了牛頓的絕對時空觀。絕對時空觀認為時間和空間是兩個獨立的觀念，彼此之間沒有聯絡，分別具有絕對性。

1955年3月15日，81歲的米凱萊·貝索溘然長逝，作為摯友的愛因斯坦自然悲痛萬分。他在寫給貝索妹妹的信中說道：“如今，他先我一步，離開了這個奇異的世界。這並不意味著什麼。對於我們這些抱有信念的物理學家來說，

過去、現在和未來之差別的唯一意義，只不過是一種縱然有些頑固的幻覺而已。

”

這句話，被後來很多人摘抄出來，成了科學家否定時間存在的證據。

那麼，愛因斯坦說的這句話，究竟是安慰死者的悼詞，還是自己深信不疑的哲理箴言呢？

Tips：時間是人類用以描述物質運動過程或事件發生過程的一個引數，確定時間，是靠不受外界影響的物質週期變化的規律。

其實，只要你瞭解過愛因斯坦的相對論，你就會明白，這裡所說的幻覺，並不是在否定時間，而是在用盡量通俗的說法，向貝索的妹妹傳達“我們這些物理學家”眼中的時空觀。時間並不是一支開弓就不能回頭的箭，因為每一個人經歷的時間並不相同，

只要你速度足夠快，就可挽留時間，甚至讓它逆轉。

所以從某種意義上來說，已去的逝者其實沒有走遠，只不過我們還沒有辦法觸碰到過去罷了，於是，死亡成了一個頑固的幻覺。這種說法可和我們平常說的“永遠活在我們心中”的意思完全不同。我們可以試想一下，如果說

人類真的發明出了時間機器，可以穿越時空回到過去，

那麼我們真的可以拜訪一下已經去世的親朋好友。

Tips：時空旅行Time travel，泛指人或者其它物體由某一時間點移動到另外一個時間點。時間旅行單指違反我們平時生活中的時間變化規律方式，穿越到未來或回到過去。

這個時候，死亡還是難以割捨的味道嗎？顯然不是，到那個時候，時間只不過是一個玩具，隨我們任意擺弄，這就是相對論告訴我們的可怕事實。為什麼在物理學家的眼裡，

時間變成了一個可以前進後退的，想快就快想慢就慢的維度了呢？

我們不妨先從牛頓的絕對時空觀開始，講講物理學的發展史。

牛頓的絕對時空觀

時間的流逝會不會被什麼條件改變？在愛因斯坦之前，

大家都相信這個世界上沒有什麼東西可以影響時間，

它是絕對無法被改變的東西，永遠都按照固定的流逝速度飛快消逝，是這個世界上最公平公正的存在。在物理學上，把時間規定的如此刻板的人，就是牛頓的經典力學。

Tips：經典力學是牛頓運動定律或與牛頓定律有關且等價的其他力學原理，有兩個基本假定：其一是假定時間和空間是絕對的，其二是一切可觀測的物理量在原則上可以無限精確地加以測定。

由來也非常簡單，

就是一個計算物體運動速度的問題。

如何計算一個物體的速度？我們小時候就學過，速度等於路程除以時間。不過，這種演算法測出來的速度是真實的嗎？比如說一輛汽車以120公里每小時的速度飛奔，這在以地面為參考的時候並沒有什麼問題。但是我們把眼光擴大，地球不但在自轉，還在繞著太陽公轉，而整個太陽系也在圍繞仙女座旋轉。只要我們改變了參考的目標，速度就會完全不同。

比如說，以汽車為參考系，那麼車裡面的人其實是靜止的，如果以地面為參考系，車裡的人才是運動著的。也就是說，

速度其實並不絕對，它是一個相對的量，主要取決於我們以什麼為參考。

所以，當我們在測量和計算速度的時候，常常要進行座標系的變換。這裡小編出一道題，大家有興趣可以停下來自己算算。

Tips：地球公轉，是指地球按一定軌道圍繞太陽轉動。地球自轉，是指地球繞自轉軸自西向東的轉動，從北極點上空看呈逆時針旋轉，從南極點上空看呈順時針旋轉。

比如說，有兩輛火車在平行的鐵軌上朝同一個方向行駛。一輛的速度是80公里每小時，火車裡有一個小孩以5公里每小時的速度在走廊裡向前跑。另一輛火車的速度是90公里每小時，車裡有一個小孩以5公里每小時的速度向後跑。問這兩個小孩的

相對速度

是多少。

這道題解起來很簡單，只要把兩個小孩相對於火車的奔跑速度換算成相對於地面的速度，就能求出來兩個小孩的相對速度其實是零。

透過這個簡單的例子，我們就能明白牛頓力學裡對速度的詮釋。速度是相對而言的，但不管座標系怎麼變化，大家經歷的時間都是一樣的。

這就是牛頓闡釋出的絕對時空觀，時間不會因為任何外力而改變，永遠都在均勻地流逝。

於是，在牛頓的經典力學裡，測量時間非常簡單，拿一個秒錶咔咔一按，時間T就被確定下來了。

Tips：電磁學electromagnetism，是研究電磁現象的規律和應用的物理學分支學科，起源於18世紀。廣義的電磁學可以說是包含電學和磁學，但狹義來說是一門探討電性與磁性互動關係的學科。

不過，隨著電磁學的發展，人們卻發現，有些東西的速度，沒有辦法像上面的例子一樣，用座標變換就能求出來。

牛頓經典力學受到了挑戰。

奇怪的光速不變

第一個跳出來打臉牛頓的是光速。

我們繼續用火車來舉例子，假設火車前面有一盞燈，那麼這盞燈照出來的光，速度相對於地面是多少呢？如果按照牛頓經典力學來算，那麼速度就是火車的時速再加上光速。但事實是，經過測算，不管火車跑多快，測量出來的光速一直都是恆定的每秒鐘30萬公里。

Tips：光速Lightspeed是指光波或電磁波在真空或介質中的傳播速度。真空中的光速是目前所發現的自然界物體運動的最大速度，約為30萬公里/秒。

在一開始，科學家認為問題出在介質上。當時人們認為光是一種波，既然和聲音一樣，那麼必然有傳播它的介質。雖然一直沒有找到，

但學者還是給這種介質按了一個名字，叫做以太。

支持者認為，光速不變是因為它在以太中傳播的速度是恆定的。不過這樣解釋又引出了一個新的問題，如果說以太無處不在，那麼地球在繞太陽以30公里每秒的速度公轉，那豈不是一直在迎面撞上速度為30公里每秒的以太風？

Tips：以太是古希臘哲學家亞里士多德所設想的一種物質。是物理學史上一種假想的物質觀念，其內涵隨物理學發展而演變。

想到這裡，物理學家邁克爾遜和莫雷二人決定，

用實驗的方法證明以太的存在。

想法很簡單，我們只需要用分光鏡，把一束光分成兩束，讓它們之間以90度的直角傳播，之後再原路返回。因為以太受地球影響有速度方向，那麼這兩束光的速度一定是不一樣的，所以能看到這兩束光的干涉條紋出現變化。

1887年，邁克爾遜和莫雷用自己設計的儀器做了無數次實驗，但結論都一樣，不管怎麼變換角度，干涉條紋都沒有變化，

這說明此前假設的以太根本就不存在。光速就是恆定不變的

！

Tips：電子 Electron，是最早發現的基本粒子，帶負電，電量為1。602176634×10庫侖，是電量的最小單元，質量為9。10956×10kg，常用符號e表示。

與此類似的例子還有電子的運動。

電子定向移動會產生電磁場，速度越快電磁場就越強。

但是，不管你讓電子在地面運動，還是在火車上運動，磁場都不會發生變化。

時間是相對的

很顯然，

運動不僅是改變了速度那麼簡單。

在這個過程中，一定有什麼東西，跟著速度一起變了。物理學家洛倫茲結合了牛頓經典力學中的伽利略變換和解釋電磁學的麥克斯韋方程，聯立推匯出了基於邁克爾遜-莫雷實驗基礎上的洛倫茲變換，解釋了為什麼光速不變。

他認為，

在運動的過程中，空間也在發生變化。

一個運動的物體，它的長度會比靜止時要短。這種變化十分微弱，只能用微積分的方法算出來。光速之所以保持不變，是因為它走過的路程變短了，這被稱為洛倫茲收縮。

Tips：“洛倫茲收縮”不是“尺縮鐘慢”，而是減速效應。靜止觀測者觀測運動座標系中沿座標運動方向上發生的物體位移速度，與跟隨運動物體進行觀測相比變慢了。

也就是說，原本牛頓以為絕對不變的空間，其實是會隨著運動而變化的。但實際上，洛倫茲只對了一半，他差點成為了愛因斯坦。

但洛倫茲依舊把時間當做是絕對不變的量。

在洛倫茲看來，以太依舊存在，不過它是絕對靜止的。任何相對於以太的運動，都會出現“尺縮”效應。直到愛因斯坦推匯出了狹義相對論，把時間也變成了相對的量，世人才終於明白，原來時間也不是絕對的，它會隨著物體運動速度的加快而變慢。

Tips：引力波，在物理學中是指時空彎曲中的漣漪，透過波的形式從輻射源向外傳播，這種波以引力輻射的形式傳輸能量。換句話說，引力波是物質和能量的劇烈運動和變化所產生的一種物質波。

如果你以接近光速的速度飛行，那麼你經歷的時間，要相對於地上的人要慢得多。

如果你的速度達到光速，你的時間就會靜止。如果你超過光速，你的時間就會倒流。

在之後的廣義相對論中，愛因斯坦把尺縮鐘慢，以及引力等等自然現象結合在一起，提出了廣義相對論，才終於把一個完美的時空觀呈現在世人面前。

結語

在物理學家眼中，時間和空間絕對不是幻覺。

只不過和速度一樣，都是相對而言的物理量。

如今，相對論已經廣泛應用到現實之中，比如衛星定位系統，就是靠相對論原理修正，才實現了精準導航的能力。

Tips：全球定位系統Global Positioning System，是一個由覆蓋全球的24顆衛星組成的衛星系統。這個系統可以保證在任意時刻，地球上任意一點都可以同時觀測到4顆衛星，以保證衛星可以採集到該觀測點的經緯度和高度，以便實現導航、定位、授時等功能。

這個時候我們再回過頭來看看愛因斯坦寫給貝索的信，你就會明白，他所說的幻覺，其實指的是牛頓的絕對時空觀。