时间从何而来

李孝辉　陈瑞琼

时间是什么？时间从何而来？这是很多人都在思索的问题，也有很多人对时间表示疑惑，不知道为什么会有时间。在科学和技术上，时间的概念非常明确，就是人们为了分辨事件先后顺序而设定的一个坐标。这要从宇宙的起源说起。

宇宙大爆炸

宇宙創生之前，没有空间也没有时间，只是一个“点”。这个“点”的体积无限小，但质量非常大，引力也异常大，以至于连光线都被吸在里面发不出来。人们目前所知道的物理定理在这里都是失效的，我们把这个“点”叫作奇点。

奇点静静地漂浮在那里，没有人知道它为什么在那，也没有人知道它要干什么。

突然，“砰”的一声，奇点爆炸了，这下可热闹了！原子核、电子等形成物质的各种基本粒子，一个接一个产生了。这些粒子相互碰撞、相互结合、相互分离，慢慢就产生了各种物质。随后，我们现在看到的星系也逐渐产生了。由于爆炸的冲击，这些星系一个接一个远离了爆炸的中心。

这个过程，就好似推翻的多米诺骨牌一样的连锁反应，一个事件导致另一个事件发生，然后慢慢地，就形成了我们的这个宇宙。

“时间”的提出与定义

在宇宙演化一百三十多亿年后，产生了人类。从此，这个宇宙就不平静了。

有一天，两个人相遇并激烈地争论起来，因为有一件事，他们统一不了意见。

一个人说：“是这朵黄色的花先开的，那天我打死了一只野猪。”

另一个说：“是这朵红色的花先开的，那时候我正在这朵花旁挖地。”

他们争论了好久都没能统一，只好去找族长，看族长有没有什么办法分出先后。族长听了沉默不语，仰头看着天空，静静地想了好半天，语重心长地说：“出现这个问题也不奇怪，那是因为我们没有定义出时间。如果有了时间，我们只需要说出每件事发生的时间坐标，就可以比较它们发生的先后顺序了。”

“那么，族长，我们为什么不创造‘时间呢？”

“是呀！人类需要一个时间。”

时间的性质

族长开始忙碌起来，他要创造时间！族长集中了部落里的几十位先知，成立了一个时间局。他们绞尽脑汁思索与讨论后，给出了时间的三条性质。

第一条：时间的作用是打标记。

制订时间是为了什么？就是为了给一个事件打标记。通过比较两个事件的时间标记，就可以知道事情发生的先后顺序。

第二条：时间要被大家所承认。

首先，我们部落内部的活动，大家要使用同一个时间标准。如果不使用同一个时间标准，譬如张三和李四，那么他俩对同一个事件的标记就无法进行比较，如此就失去了时间的意义。

其次，将来我们几个部落之间有相互交流的话，部落相互之间使用的时间，也要一致！这样，部落之间才有对事件进行比较的可能。如果将来部落扩展到全球，那就要统一全球的时间标准。

第三条：时间要能测量。

我们制订一个“时间”，想让大家都能用上，那就需要大家都可以测量到它。如果人们测量不到，那又怎么能够用呢！

时间的要素：起点与周期

把时间的性质搞清楚后，时间局的任务马上就能完成了。他们很容易就确定了创造时间的方法：选一个起点，再选一个周期现象，对这个周期现象进行累计，这就是“时间”。

起点的选定比较容易，可以选用某一个伟人的生日，大家后来同意确定使用耶稣的生日。至于周期现象，则让大家费了一番功夫。

树上的年轮一年长一圈，这就是一种周期现象。但大部分人并不同意使用这个周期现象，因为观测这个现象要把树砍断，难度较大。

喇叭花每天早上开放，也是一种周期现象。但冬天就观察不到这个现象了，因为不持久，所以很多人也不同意。

族长家后院有个泉眼，长年累月都在滴水，一滴一滴的，也是一种周期现象。但由于这个泉水在族长家，其他人都观测不到，也被否定了。

最后，大家一致同意，用“日”这个周期现象：太阳升起一次就是过了一天。这种周期现象较为容易观测，也能被大家所接受。这样，时间就产生了！

人们在非常长的岁月里，都在使用这种由太阳得到的时间标准进行生活。直到科技发展，人们需要更加精准的时间，才转而使用其他的周期现象，使时间的产生更加容易把控，精度更高。

这就是时间起源的故事。人们定义出一个时间尺度，利用这个尺度作为比较事件发生先后的依据。这个时间尺度可以一直向前推到宇宙大爆炸，向后推到宇宙结束，这就给出了所有计时器具都必须遵守的参考标准。所有的计时器具都按照这个标准进行校准，这就把时间的产生转化为了时间的测量。

（选自中国科学院国家天文台2021年1月13日微信公众号，本刊有删改）