..續本文上一頁的距離。由于原子實在太小了,所以雖然它移動了自己本身體積的10兆倍距離,但在我們的尺度下,這個距離僅是200米。
可是每一個人都由原子組成的,那麼我們爲什麼沒有以每秒鍾200米速度移動呢?原因很簡單,因爲每一個原子每一秒鍾都會改變運動方向至少1000億次以上。所以由1個氧原子、2個氫原子組成的水分子,在1分鍾內最多也只能移動0.1厘米的距離。原子實在是太小了,那麼,在這麼混亂的運動中如何分辨出時間呢?關鍵取決于原子運動的尺度。
比如說,我們一天的時間就是一大堆原子,即地球旋轉一圈的時間。這一圈的時間也是我們可以重複看到兩次太陽的時間。在一千年前,人類才將一整天劃分爲24等分,即24小時的由來。而在5億年前,地球自轉一圈的時間是20個小時。現在一小時的時間是人們根據今天地球自轉一圈而製定出來的,所以,一小時的時間是人定的,而不是一個“想當然”的事情。
也許令你無法相信,鍾表上分針的出現僅僅不到300年的時間。是第一次工業革命導致人們需要更精准地計算工作的時間與報酬的合理性。當然火車也要更精准地開,工人要正點上班,所以分針就從鍾表的表盤上長了出來,秒針也隨後出現了。而且很快就蔓延到世界各地。
就是說,人們以地球自轉一圈爲基准劃分出了24小時,又以一小時爲基准分出了60分鍾,再以一分鍾爲基准
分出了60秒鍾。所以一秒鍾的時間完全取決于地球自轉一周的時間。而地球赤道的周長是40075.7公裏。而一天中有24小時×60分鍾×60秒=86400秒。所以用40075.7公裏÷86400秒=0.4638391公裏≈465米。就是說,你原地不動,地球就會帶著你以每秒鍾465米速度向一個方向飛奔。當然一天你會飛奔40075.7公裏,這也就是人們很熟悉的“坐地日行八萬裏”的由來。
所以,我們的1秒鍾就是對地球轉動465米距離的度量。而我們很不方便實時去測量地球轉動距離來計量時間,那麼,我們又以什麼“東西”爲測量時間的工具呢
1583年,19歲的伽利略一次在風雨交加中,通過觀察比薩大教堂搖擺的吊頂而發現了擺的定律。他用自己的脈搏計時,他發現無論吊頂搖擺的幅度有多大,它完成一次循環擺動的時間都是一樣的。由此伽利略提供給人類一個在相等時間內,完成一次振動的計時工具,這也讓人們至今還用這老方法製造機械鍾表。
那麼,一分鍾內鍾擺的擺動是多少次呢?這依賴于我們用多大的鍾表和其內部構件。比如,是教堂上的大鍾,還是座在地上2米高的大鍾,或者是挂在牆上的小挂鍾。所以,人們是反過來將地球自轉一圈1440分之一區間內,即一分鍾時間內,讓一個秒針圍繞表盤轉一圈定義爲一分鍾。又將這一圈劃分成60等份,而當秒鍾移動一個等份的時候,就定義爲一秒鍾。
所以,人們不是根據鍾擺的晃動時間定義分鍾,而是通過觀察確定,一個特定大小的鍾擺,在地球自轉一圈的1440分之一的區間內——地球自轉465米距離的情況下,這個特定大小的鍾擺會以相等的時間,規律性地擺動多少次。然後,再反過來將確定後的鍾擺擺動的次數,定義爲一分鍾的時間。
如果一個精致鍾表的鍾擺在一分鍾內來回晃蕩了600次,那麼我們就可以將時間精確到十分之一秒——因爲每秒鍾,鍾擺會以相等的時間晃蕩10次,所以才能夠被精確到十分之一秒的時間。劉翔以12秒88打破世界記錄,而如果用一個機械表來測量劉祥的成績的話,就會非常困難。因爲大的挂鍾很難精確到百分之一秒的時間,而一分鍾鍾擺能晃蕩600次的鍾表也只能精確到十分之一秒的時間。所以,如果我們能發現一個事物可以在1440分之一的地球轉動區間內,即一秒鍾,以相等的時間振蕩的次數越高,那麼我們精確到的時間就會越短。
在1967年,人類發現铯133原子釋放出的電磁波每秒鍾恒定地振動9192631770周,並在國際上,由此定義了一秒鍾的世界統一時間爲這種電磁波來回擺蕩9192631770周的時間。也就是說,在理論上人類可以將時間精確到9192631770分之1秒的時間。當然我們也製造出了這種計時器,這種計時器叫做“原子鍾”。
今天人類製造出的原子鍾其運行一億年才有可以走慢或快一秒鍾。這個鍾完全超出了我們需要計量時間的精確度。所以,在本質上,時間只是人類對物質運動“量度”的一種標記方法。
既然時間本質上是原子“相對運動”量的一個標示,那麼原子相互運動的規律是怎樣的?答案:依化學反應規律進行的。而化學反應,就是原子與原子發生相互間連接變化,再次組建成新分子結構的過程。比如,氫氣在燃燒過程當中,會由原來兩個氫分子(一個氫分子含裏有2個氫原子)和一個氧分子(一個氧分子含裏有2個氧原子)發生重新組合成兩個水分子(一個水分子含裏有2個氫原子和一個氧原子)。原子、分子發生重新組合的過程就是化學——即變化的學問。
人體每一個細胞內每時每刻都在發生著劇烈的化學反應。比如,一個糖分子被蛋白酶“砸”成兩個丙酮酸分子,丙酮酸分子再裂解釋放出氫原子、碳原子。而後,這些氫與碳原子與你從呼吸得來的氧原子結合,形成水分子和二氧化碳。來自豆漿或牛肉的蛋白質被分解成更小的“磚頭”——氨基酸。最終,這些“磚頭”就被用來組建你的身體。所以小孩子才會長大,傷口才會愈合。
化學反應就是原子發生重組的過程,而原子能夠重組的動力來自于原子的激烈運動。如果能夠讓原子停止運動,那麼化學反應也就停止了。既然原子之間的相對位置不再發生變化,時間也就停止了。所以我們追尋時間追尋到了原子的激烈運動上了。而進一步的問題是,是什麼讓原子“活蹦亂跳”的呢?
第叁節、是什麼讓原子“活蹦亂跳”的
我們已經說過,如果把一個原子放大到足球場那麼大的話,原子中的質子僅如一粒細沙,而圍繞這粒“細沙”在外圍旋轉的電子像一顆灰塵一樣大小。而原子的“活力”就來自于電子圍繞質子旋轉的速度和離原子核的距離。
那麼,電子的速度有多快呢?答案是,電子以接近每秒鍾20萬公裏的速度瘋狂地繞著質子旋轉。而電子爲什麼會這麼瘋狂?因爲圍繞著電子周圍瘋狂旋轉的是每秒鍾以30萬公裏極速飛奔的電磁場——當電磁場被表達爲塊狀的時候,就被表示爲“光子”,所以,圍繞電子旋轉的是無數的光子球。
在電子周圍旋轉的電磁場,被我們標記爲負性,即負電場。而在質子周圍的電磁場則被標記爲正電場。電子與質子之間的“膠力”是通過相互交換電磁場來完成的。由于用來交換的電磁場平時我們看不到,所以就被稱爲“虛的”,所以科學家將這些看不到的“場量子”命名爲“虛光子”。
我們可以想象一下,一個以每秒鍾30萬公裏運動的東西,被封閉在十分狹小的原子內,它所蘊含的能量是十分巨大的。所以,如果燃燒如人體一樣重的木材的話,在十米之外我們就不會被它烤到。但是要把一個人體所擁有的原子全部轉化成能量的話,至少會將半個地球化爲一片火海(每爆炸一顆原子彈,最終所轉化的物質是微量的)。
就是說,人體內每一個原子中被封閉的能量實在太大了。而能量是什麼?就是電磁場。當電磁場以一個特定頻率在空間移動的時候(當然,電磁場總是以一個永遠不變的速度移動,即光速不變原理),我們看到的就是光。所以,最終原子運動的活躍程度取決于其內部圍繞電子和質子瘋狂旋轉的電磁場的能量。而電磁場的速度是絕對的,即30萬公裏∕秒,那麼電磁場的能量是如何被表達的呢?
我們可以想象一下,一個以每秒鍾運動30萬公裏像乒乓球一樣的光子,當它由原子內共振被增強能量時,它的速度不會變慢,它在每秒鍾振蕩的頻率會增加。所以,能量被儲存在光子振動的頻率上,而不是速度上。比如,當一個光子球擁有以每秒鍾振蕩1億億次頻率的能量運動時候,我們看到的就是太陽光。而以擁有每秒鍾一千萬億億次振蕩頻率能量運動的時候,就是我們無法看到的紫外線、X射線等。當以擁有每秒鍾一萬次頻率振蕩能量的時候,就是我們手機上發射的無線電波。所有類型的電磁波速度都一樣,但擁有的能量卻不同。
時間的存在依賴于原子之間發生的相互運動,而這相對運動依賴于原子的活躍程度。原子的“活蹦亂跳”的程度,又取決于電子與質子之間相對運動的激烈性,而這“激烈性”又取決于圍繞電子與質子旋轉電磁場的速度和振蕩頻率。
所以,最終的一切取決于原子內電磁場的速度和振蕩頻率。如果有一個方法讓電磁場停止與電子和質子之間的相對運動和振蕩,則會直接導致原子之間停止相對運動,化學反應即爲停止,生命的進程也就停止了。進而,時間也就隨之凝固了。而如何能夠讓電磁場停止相對運動和振蕩呢?
第四節:是什麼讓電磁場停止運動的
爲了能夠簡單、清楚地說明,以下只說明到光子圍繞質子旋轉層面,而不深入到光子振蕩層面。
在原子內,電子圍繞著原子核(質子)做高速旋轉,而電磁場(光子)圍繞著電子、質子及電子與原子核之間以光速旋轉振蕩和傳遞著。那麼,當這個原子以光速向一個方向運動時,則光子、電子、質子就會平行地向一個方向同步運動,這樣它們之間的相對運動也就處于停止狀態。進一步說,電子與質子之間相對運動停止了,原子與原子之間的相對運動也停止了,這時化學反應停止了。既然所有的相對運動都停止了,那麼基于時間本質上是物質相對運動量的度量,所以時間也就停止了。
爲了更清楚說明這個現象,下面我做一個更形象的比喻。
我們…
《爲什麼空間與時間是一種幻覺
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