当前时讯：相对论表明卫星（GPS）上的时间变快了，为何不是钟变快了？-- 迪族网

当前时讯：相对论表明卫星（GPS）上的时间变快了，为何不是钟变快了？

来源：宇宙探索　2023-04-14 05:38:46

简单讲，这是狭义相对论和广义相对论的两个效应共同作用的结果。

(资料图片仅供参考)

狭义相对论告诉我们物体运动速度越大，其时间流逝越慢，卫星速度比地面大，且一直在变化，因此在这个效应下，卫星上的时间的确比地面的慢。但根据广义相对论的引力效应，地面的时间流逝的比卫星上要慢。经计算引力效应大于速度效应，综合起来，地面上的时间比卫星上的要慢，比如说咱们非常熟悉的GPS定位卫星上的时钟每天比地面要快38微秒。

我们的手机电脑上的导航接收终端在定位时都要加上修正值才能准确定位，否则早就把我们导沟里去了。

时间和空间是物质及其运动产生的，物质及其运动又以时间和空间的方式表示着存在，运动变化是宇宙的本质特征，时间是描述物质运动变化的，因此时间对应着宇宙的本质特征。从这个角度讲时间属于意识范畴的东西。说到这里大家不要误会，以为意识范畴的东西就是人为的、不同于物质的“非物质”，从广义上讲意识范畴的东西也是客观存在的物质。下面再从时间和空间的关系上讲一下时间的物质性。

时间和空间有着不可分割的联系，闵可夫斯基认为时间是一维特殊的空间，和三维空间一起称为“四维时空”。但这个四维时空是个被抽走了所有物质的纯粹的空间。因而不能抵消笛卡尔认为空间不能空无一物或先验给定

的疑虑。爱因斯坦认为空间中充满了场（这已被现代科学所证实），

空间作为场物质的结构性质

而存在，不能脱离物质单独存在，空间是实实在在的物质，因此从这个角度讲时间和空间一样也是物质。不过空间又是一种性质，从这个角度讲，空间也属于意识范畴的东西。不过上面已经说过意识范畴的东西也是物质，空间是看不见摸不着但可被感知的客观存在，因此时间也是如此，只不过时间是更虚幻抽象的一维空间。

怎么来证明时间存在？本来我想用多个相同的钟表分别放到地面、太空卫星等不同运动速度的系统中，用它们时间示数的差异来证明时间的存在，因为如果时间不存在，只是人类制造的钟表具有的功能的话，那每个钟表的时间示数应该是一样的，否则就证明时间是存在的。也就是说由此来证明时间到底存不存在。可现在题主有先见之明，预先堵死了这条道。你如果说是钟的问题，或者说是速度使得钟表而非时空变慢，这个方法还真不好用。

不过还是有办法，那就是可以用多个不同原理的钟表组合放在同一个参考系，比如在每一个参考系放置机械钟表（如钟摆周期式和齿轮传动式）、电子表、原子钟（利用原子跃迁释放电磁波的共振频率一定性）等各若干个进行试验，这样就排除了钟的故障和无法验证的因素（验证原理就是速度不可能对不同原理的钟表变慢的效果一样）。这样如果每一个参考系的钟表示数互相都不一样，而在同一个参考系的所有钟表（包括各种不同原理的钟）时间示数却都一样，这就能证明运动速度是让时间变慢了，而非让钟表变慢了，进而也证明了时间的存在。目前在宏观上还只能用这种方法验证，而不能让人在飞船上像“双生子佯谬”那样试验，

这是因为：1，没有亚光速的飞船，低速运动是不容易验证这种钟慢效应。2，人不能长时间在太空飞船。速度低，只能像卫星那样长时间在太空飞行，看积累效应，可人的吃喝拉撒没法解决。3，即使前两个问题都解决了，宇航员回到地面胡子拉碴，显得很苍老，你照样可以说，是人在太空中太累了，因而显得老了，我照样瞠目结舌。幸亏我比较聪明，不用这种方法，而还是采用上面所说的方法。

给大家的好消息就是，科学家们已经用上面的方法证明了卫星上的钟和地面上的钟不一样的原因不是因为钟的问题，而的确是时间发生了变化。安装在卫星上的原子钟的种类很多，精度也越来越高，现在最先进的是激光冷原子钟，精度可以达到几亿年误差1秒钟。

但不论用什么钟，与地面的钟表时间差异一直存在，且同一高度卫星时间与地面相差大小是一样的。

在微观领域，粒子高速运动的相对论钟慢尺缩效应比比皆是，比如由质子、氦核、铁核等裸原子核高能粒子流以及中性伽马射线和中微子流组成的宇宙射线，科研人员对它们的能量、质量、速度、寿命和距离的研究，必须考虑它们的钟慢尺缩效应，这都离不开相对论，这都充分证明了时间的存在，由于篇幅的原因，这里不再赘述。总而言之，好多人对相对论的钟慢尺缩效应的解释并不信服，历史上洛伦兹到死就不相信相对论。

尽管狭义相对论中的主要数学工具就是洛伦兹推导的变换式，洛伦兹认为所谓的尺缩是物体实实在在的物理变化，不是时空的相对性，时间参数只是他用来解释他的电子理论的辅助手段而已，由此可见，连物理大师在刚接触相对论时都有抵触，更何况我们普通人呢？但相对论到目前为止被证明是正确的。

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