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回复:科学普及(第一章)之时间

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时间开端的学说,有一种说法是,宇宙大爆炸是时间的开始。
对于四维空间学说,时间是一直存在的,宇宙大爆炸也是有时间维度


18楼2012-07-31 17:40
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    应该说,时间观念的起源是至今尚未完全解决的问题。它与人类的起源、进化联系在一起。因此。要探讨这一问题。首先必须考察早期人类是怎样开始对自然界形成认识,并在认识自然的过程中产生了时间观念。


    19楼2012-07-31 17:41
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      2025-12-19 10:27:04
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      人和自然界中的一切生物都在一定的时间和空间中生活,它们都随时间的流逝和空间的变迁而发展变化。人可以通过记忆来追忆过去,为追求某些目标而预见将来。人的这种借鉴过去,以及为了将来而从事目前活动的能力,表明人具有极其精密和复杂的时间感觉和时间意识的系统,具有比其它任何生物强得多的驾驭时间的能力。
      


      20楼2012-07-31 17:41
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        “记忆”这个术语,具有多种含义。我们既可以用它表达对过去特定事件的感觉的保持,也可以表示对这些事件的回忆。我们还可以用它表示对熟悉的名字和我们所读到或听到的内容或事件的“瞬时记忆”,以及对输入大脑的熟悉的刺激信号的识别。


        21楼2012-07-31 17:41
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          宇宙年代

            美国宇航局(NASA)在2003年公布了一张精细的宇宙“婴儿期”照片,对137亿年前的宇宙作出了富含大量细节的图像描述。许多科学家认为,这是基础科研领域最为重要的成果之一,不仅对宇宙年龄、构成等作出了更为精确的回答,并对大爆炸理论等也提供了有力的证据。这张照片是美国宇航局发射“威尔金森微波各向异性探测器”第一年观测宇宙微波背景辐射结果的结晶。
            科学家在此基础上将相关数据与其它天文观测结果进行了比较,最终得出一些精确的测算结论:宇宙年龄约为137亿年,该数据的误差率仅为1%左右;宇宙的各构成成分中,原子只占4%,暗物质占23%,剩下的73%则全部是暗能量;此外,宇宙的几何结构是“平坦”的,并将永远膨胀下去。上述结果同时为验证“大爆炸”等宇宙学基本理论提供了更准确、更有力的支撑。
            运用科学理论和方法,计算天体形成和演化的年龄;建立宇宙重大事件的时间表。宇宙演化的时间表主要包括:宇宙年龄、银河系年龄、太阳系年龄等。
          


          22楼2012-07-31 17:41
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            最初3分钟
              有一种理论说宇宙形成于一次大爆炸。宇宙大爆炸开始后,产生了星云、星系、恒星、行星、地球,之后再开始我们人类的进化史。
              诺贝尔奖获得者蒂文•温伯格为此写过厚厚的一本书:《最初三分钟》,详细描述了大爆炸之后仅仅180秒钟之内的有趣景象。科学家对宇宙大爆炸的最初瞬间直至目前所发生的种种现象的解释,依据的是热力学原理即宇宙的半径每增加一倍,它的绝对温度便降低到原来的二分之一。他们描绘的这幅图画,看来向我们揭示了一条不可抗拒的人类的进化历程??宇宙大爆炸产生了形成星系的气体,星系中的恒星散布出富含各种元素的碎片,然后形成行星,之后才开始我们人类的进化史。

            


            23楼2012-07-31 17:41
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              宇宙年龄


              24楼2012-07-31 17:42
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                宇宙的演化图像

                  现代科学对宇宙的认识是:所有星系都在彼此远离,宇宙各处都有微波背景辐射,宇宙中含有大量氦元素,天体的年龄在100??150亿年之间。科学家分析,宇宙最初是由疯狂旋转的氢和氦原子云组成的,它们高歌狂舞了几亿到几十亿年,以后经过漫长演变诞生出太阳、地球。这大约发生在距今45?50亿年以前。
                


                25楼2012-07-31 17:42
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                  2025-12-19 10:21:04
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                  地质学时间
                  在地质学中我们是怎么定义时间的呢?最直接的方法就是利用岩石层位的空间叠置关系,以及采集岩芯或冰芯的深度等等。通过研究它们交叉式的相互关联来间接的确定时间。
                  


                  26楼2012-07-31 17:42
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                    时间测量的极限
                      任何有周期的运动都可以作为时间测量的标准。华人叶军的研究小组,与2006到2007年,做成一台世界上最准确??每7000万年仅误差1秒的锶原子光钟,精度超过了目前存放于美国国家标准和技术局的铯原子钟,并有望取代铯原子钟成为世界新的计时标准。
                      在时间的长河里,1秒只不过是时钟里简单的一声“滴答”。但对物理学家来说,对这一“滴答”声的定义和测量却走过了漫长路程。时间测量的精度是在不断提高的。
                      1350年,第一座机械闹钟出现在德国。1583年,伽利略发现单摆的摆动周期与振幅无关,这是时钟历史上的一大进步。1656年,荷兰天文学家、数学家惠更斯提出了单摆原理并制作了第一座自摆钟,从此,时钟误差可以秒来计算。到1762年,最好的机械表已经能够达到每3天才差1秒钟的精度。1945年,美国纽约哥伦比亚大学物理学家拉比提出用原子束磁共振技术来做原子钟的概念。1948年,美国国家标准和技术局NIST用氨分子作为磁振源,制成了世界上第一台原子钟。1952年,NIST制成第一台铯原子钟,将之命名为NBS-1(是以当时的美国国家标准局〈National
                    Bureau of
                    Standards〉命名,简称NBS),这一命名规则一直延续到1975年的NBS-6。现在存放于NIST的铯原子钟为NIST-F1,精度为3000万年差一秒。
                    


                    27楼2012-07-31 17:43
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                      地球的自转和绕太阳的公转就组成了太阳钟,它普遍存在---地球上的每一个人都可以在任一地方观测到它和应用它;它是可靠的---预见不到它会停止或“损失”时间;它的稳定度很高---科学家们依据它的时标能预见到地球上任何地方日出或日落的时、分、秒等;还能早几百年或几千年预见到日蚀或月蚀以及别的与时间有关的事件。此外,它不涉及人们的运算---在国际上不存在争论“谁的太阳最权威”的可能性,人们不必对它的运转或调节负任何责任。然而,这个古老而光荣的“钟”也有严重的缺陷。其中一个事实是:太阳钟与更精密的标准钟相比,并不是一个很稳定的钟。


                      28楼2012-07-31 17:43
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                        火钟
                          火,使人类开始吃上熟食,火给人类带来光明,火也被人们用来计时,这就是古代的火钟。可以想象,在古代,人们白天从事游牧和耕种,可以靠观察太阳的“移动”来计量时间,但夜里漆黑一团,用什么来计时昵?闪动的篝火给人以启示,人们发现,一定数量的同一种燃料,燃烧的时间大致相同,于是想到用火的燃烧来计时,就发明了火钟。
                          火钟是利用燃烧预定的燃料的速度来计时的,预定的燃料一样多,燃烧的速度一样快,所用的时间就一样长。
                          有一种火钟叫“定时蜡”,蜡烛本身的“燃料”数量已经确定,在燃烧时,只要周围环境变化不大,蜡烛燃烧的速度也就基本相同,那么烧完一支蜡烛的时间也就大体一样。如在蜡烛上刻上相应的记号,就可以用它来计量时间间隔了。
                          我国是火钟的故乡,这种火钟是由我们平时所熟知的盘香构成自,用一些特殊树本磨成粉末,并加入一些香料,合成“面团”,就可以制成盘香了。大的盘香几公尺长,可以燃烧几个月。如在盘香的特定位置上再装上几个金属球,盘香下面放一个金属盘,当燃烧到某一特定的部位时,金属球就会落在金属盘里,发出清脆的响声??这就构成了“火闹钟”。
                          火钟,和我们现代的钟表一样,是一种计量时间间隔的工具。但火钟计时的精度不可能做得很高。因为火钟的燃烧速度总是取决于燃烧条件,至于制造成完全相同的蜡烛、盘香更是不可能的事,燃料和燃烧条件两个因素都不确定,燃烧速度也在变化,计时精度就低了。火钟还需要人们定期看管,所以用火钟来计时,仍然有一定的局限性,这就促使人们继续探索更精确的计时器。
                        


                        29楼2012-07-31 17:43
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                          流体钟
                            流体钟包括水钟和沙钟。水钟和沙钟都是使用一定数量的流体(水或沙),测量流体在特定方式下特定数量的流动所需的时间来表示固定的时间间隔。这类不依糊于天文现象的“漏刻”计时仪器亦至少有4000年的历史。
                            中国古代的“铜壶滴漏”就是一种水钟。中国现存较早的一件漏壶制造于西汉时期。漏壶呈圆筒形,三蹄足,近底部伸出一细管,壶盖和提梁上开有长方形孔,便于布置刻箭。刻箭立于浮标上,能随漏壶内水面的升降而上下移动,以此来指示时间。在更早的周代,已设有专职管理漏壶的官员,且已注意到外界温度对计时精度的影响。为了保证精度,避免温度过高或过低的影响,甚至采取了“温度控制”措施。如《周礼》一书记载,
                          “挈壶氏以水火守之,分以日夜。”
                          


                          30楼2012-07-31 17:43
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                            机械钟

                              机械钟表有多种结构形式,但其工作原理基本相同。插图为机械钟表工作原理图。钟表主要由原动部分、传动部分、擒纵调速器、指针部分和上条拨针部分等部分组成。机械钟表用发条作为动力的原动部分,经过一组齿轮组成的传动部分来推动擒纵调速器工作,再由擒纵调速器反过来控制传动部分的转速。传动部分在推动擒纵调速器的同时还带动指针机构。传动部分的转速受控于擒纵调速器,所以指针能按一定的规律在表盘上指示时刻。上条拨针部分是上紧发条或拨动指针的机件。此外,还有一些附加机构可增加钟表的功能,如自动上条机构、日历(双历)机构、闹时装置、月相指示和测量时段机构等。

                            


                            31楼2012-07-31 17:43
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                              2025-12-19 10:15:04
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                              电钟
                                电精密计时可以分为两个时期:
                                第一个时期(1840?1930年), 为了完善时间测量技术,开始是在古典振动精密计时领域里所取得的电磁学成就。
                                第二个时期(1930年??),电精密计时的发展导致应用新型振荡器(原子、分子、石英晶体、音叉以及其他)的计时仪器的产生。这与那时在无线电光谱学、无线电电子学、半导体(和微电子)技术,以及其它科学和技术领域所取得的成就相联系着的。
                              


                              32楼2012-07-31 17:44
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