時間從何而來？_風聞
中国科学院国家天文台-中国科学院国家天文台官方账号-发布科研成果，普及天文知识2021-01-13 21:30
上下四方曰宇,古往今來曰宙。
請隨我們進入“時間”的故事。
時間是什麼？
時間從何而來？
這是很多人都在思索的問題，也有很多人對時間表示疑惑，不知道為什麼會有時間。在科學和技術上，時間的概念非常明確，就是人們為了分辨事件先後順序而設定的一個座標。這個問題的解釋要從宇宙的起源開始。
宇宙大爆炸
宇宙創生之前，沒有空間也沒有時間，只是一個“點”。這個“點”的體積無限的小，但質量非常大，引力也異常的大，以至於連光線都被吸在裏面發不出來。人們目前所知道的物理定理在這裏都是失效的，我們把這個“點”叫做奇點。
奇點靜靜的漂浮在那裏，沒有人知道它為什麼在那，也沒有人知道它要幹什麼。
突然，“砰”的一聲，奇點爆炸了，這下可熱鬧了！原子核、電子等形成物質的各種基本粒子，一個接一個的產生了。這些粒子相互碰撞、相互結合、相互分離，慢慢的產生了各種物質。隨後，我們現在看到的星系也逐漸產生了。由於爆炸的衝擊，這些星系一個接一個的遠離爆炸的中心。
圖1. 奇點大爆炸（圖源：作者）
這個過程，就好似推翻的多米諾骨牌一樣的連鎖反應，一個事件導致另一個事件發生，然後慢慢的，就形成了我們的這個宇宙。
“時間”的提出與定義
在宇宙演化一百三十多億年後，產生了人類。從此，這個宇宙就不平靜了。
有一天，兩個人遇到並激烈的爭論起來，因為有一件事，他們統一不了意見。
一個人説：“是這朵黃色的花先開的，那天我打死了一隻野豬。”
另一個説：“是這朵紅色的花先開的，那時候我正在這朵花旁挖地。”
圖2. 提出“時間”的原因是比較先後順序（圖源：作者）
他們爭論了好久都沒能統一，只好去找族長，看族長有沒有什麼辦法分出先後。族長聽了沉默不語，仰頭看着天空，靜靜的想了好半天，語重心長地説：“出現這個問題也不奇怪，那是因為我們沒有定義出時間。如果有了時間，我們只需要説出每件事發生的時間座標，就可以比較它們發生的先後順序了。”
“那麼，族長，我們為什麼不創造“時間”呢？”
“是呀！人類需要一個時間。”
1、時間的性質
族長開始忙碌起來，他要創造時間！族長集中了部落裏的幾十位先知，成立了一個時間局。經過他們絞盡腦汁的思索與冗長的討論後，給出了時間的三條性質：
第一條：時間的作用是打標記。
制定時間是為了要幹什麼？就是為了給一個事件打標記。通過比較兩個事件的時間標記，就可以知道事情發生的先後順序。
第二條：時間要被大家所承認。
首先，我們部落內部的活動，大家要使用同一個時間標準。如果不使用同一個時間標準，譬如張三和李四，那麼他兩人對同一個事件的標記就無法進行比較，如此就失去了時間的意義。
其次，等將來我們幾個部落之間有相互交流的話，部落相互之間使用的時間，也要一致！這樣，部落之間才有對事件進行比較的可能。等將來部落擴展到全球，那就要統一全球的時間標準。
第三條：時間要能測量。
我們制定一個“時間”，想讓大家都能用上，那就需要大家都可以測量到它。如果人們測量不到，那又怎麼能夠用呢！
2、時間的要素
把時間的性質搞清楚後，時間局的任務馬上就能完成了。他們很容易就確定了創造時間的方法：選一個起點，再選一個週期現象，對這個週期現象進行累計，這就是“時間”。
圖3. 時間具有兩個要素（圖源：作者）
時間的起點與週期
起點的選定比較容易，可以選用某一個偉人的生日，大家後來同意確定使用耶穌的生日。至於週期現象，則讓大家費了一番功夫。
樹上的年輪一年長一圈，這就是一種週期現象。但大部分人並不同意使用這個週期現象，因為觀測這個現象要把樹砍斷，難度較大。
喇叭花每天早上開放，也是一種週期現象。但冬天就觀察不到這個現象了，因為不持久，所以很多人也不同意。
族長家後院有個泉水，常年累月的滴水，一滴一滴的，也是一種週期現象。但由於這個泉水在族長家，其他很多人都觀測不到，也被否認了。
最後，大家一致同意，用“日”這個週期現象：太陽昇起一次就是過了一天。這種週期現象較為容易觀測，也能被大家所接受。這樣，時間就產生了！
人們在非常長的歲月裏，都在使用這種由太陽得到的時間標準進行生活。直到科技發展，人們需要更加精準的時間，才轉而使用其他的週期現象，使時間的產生更加容易把控，精度更高。
結語
這就是時間起源的故事。人們定義出一個時間尺度，利用這個尺度作為比較事件發生先後的依據。這個時間尺度可以一直向前推到宇宙大爆炸，向後推到宇宙結束，這就給出了所有計時器具都必須遵守的參考標準。所有的計時器具都按照這個標準進行校準，這就把時間的產生轉化為時間的測量。
【“時間”的故事】第1集閲讀
作者簡介
**李孝輝，**中國科學院國家授時中心研究員，博士生導師，國家衞星導航重大專項專家組成員，主要研究時間頻率測量、時間同步、衞星導航。
**陳瑞瓊，**中國科學院國家授時中心副研究員，博士，主要從事高精度時間頻率測量、改進的衞星共視法研究、標準時間頻率遠程復現等方面的研究工作。