时间是轮回的还是只有一个方向？

张学文，2020 12 16

读http://blog.sciencenet.cn/blog-39026-1262465.html  日历上1582年10月少了10天有感

物理学说时间是有去无回的有方向的量。牛顿第2定律里的时间就是这样的时间。气象学里给出大气状态单位时间的变化，其实也是指牛顿的时间体现的任何地点的单位质量的空气的速度在单位时间中的变化。

另外，现在又到了岁末了。岁末是什么意思？就是2020年快结束了，新的一年即将开始了。--显然在这种视角下，时间是轮回的，循环的。

时间究竟是轮回的还是单方向的？

我觉得说时间是轮回的主要原因是人类居住在地球上。而地球的自转与公转给予我们的影响太深刻。使得地球上的人认为时间具有强烈的轮回的色彩！

地球的自转使得我们看到日出日落，而这严重地影响了我们的起居，工作，睡眠的24小时的周期。于是我们不是用一种绝对坐标表达现在的时间是多少，而是仅问现在是几点钟，而几点钟的答案却是一个小于24小时的数，而且是24小时以后又从0开始计重新计时。

所以24小时的计时方法本身，是表达一个轮回的周期性的时间。太阳的高度就是原始的24小时的时钟。而这都是地球24小时自转一周的体现。

我们还在地球上明显的感到春夏秋冬的轮回，而这是地球围着太阳公转的结果。与春夏秋冬配合，我们又发明了12个月的周期来体现大约365天是一年的事实。春夏秋冬的轮回，12个月是新的一年轮回都体现着地球周期性的公转特征（月体现着月亮的盈亏周期）。

地球上的日出日落与春夏秋冬现象的突出，使得住在地球上的人类提出的时间带有24小时为1天，365天为一年的周期特征。

离开地球（它的自转公转）时间的轮回特征就消失了。

太阳是我们最早的计时的标准，也是我们计年的标准。

天上还有月亮，月亮的圆缺，也一种计时单位，这就是月。

遗憾的是月亮圆缺的时间长度与我们以太阳的自转或者公转的时间长度都不是简单的倍率关系。于是人类计时中，一天与一个月的关系，一个月与一年的关系难以协同。这就导致了我们的历法中，时间标记中的一天，一个月，一年的关系不是数学意义的倍率关系。

地球的自转与公转对地球人的影响太大（还有月亮的盈亏），结果是人类文明中关于时间的表达带有深刻的轮回印记。日夜，春夏秋冬，月缺月圆最早都成为人类的计时单位，可惜这些周期并不是严格的正比例关系。这导致了我们的计时-历法存在很多难题，缺点。

看来时间是轮回的观点是地球环境下人类的一种粗线条的认识！

以地球的转动或者月球的转动来认定时间是难的，不准确的。于是物理学家改以原子钟为标准。下面的张林波http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=482324 的如下博客（地址见后面）做参考吧

在远古时期，人类以太阳的东升西落作为时间尺度；公元前二世纪，人们发明了地平日晷，一天差15分钟；一千多年前的希腊和我国的北宋时期，能工巧匠们曾设计出水钟，精确到每日10分钟误差；六百多年前，机械钟问世，并将昼夜分为24小时；到了十七世纪，单摆用于机械钟，使计时精度提高近一百倍；到了20世纪的30年代，石英晶体震荡器出现，对于精密的石英钟，三百年只差一秒……

　　自十七世纪以来，天文学家们以地球自转和世界时作为时间尺度：当地球绕轴自转一周，地球上任何地点的人连续两次看见太阳在天空中同一位置的时间间隔为一个平太阳日。1820年法国科学院正式提出：一个平太阳日的1/86400为一个平太阳秒，称为世界时秒长。

　　由于地球自转季节性变化、不规则变化和长期减慢，所以世界时每天可精确到1×10-9。但是社会的进步和科学技术（特别是航天、空间物理、军事等）的飞速发展，使人们对时间尺度的精度需求越来越高。

　　1953年是时频科学的一个新的里程碑。世界上第一台原子钟在美国哥伦比亚大学由三位科学家研制成功，其中有一位科学家是我们中国人，叫王天眷（后来回国，多年从事祖国的频标事业）。原子钟的出现标志着一门崭新的学科：量子电子学诞生。1963年13届国际计量大会决定：铯原子Cs133基态的两个超精细能级间跃迁辐射震荡9192631770周所持续的时间为1秒。此定义一直延用至今。所以，从1963年后，时间基准的名称应该由PRIMARY CLOCK来代替，它指的是实验室型大铯钟。就已发表的资料来看，德联邦的“联邦技术物理研究院”的PTB-CsI、美国国家标准局的NBS-6及加拿大国家研究院的NRC-CsV的准确度均已达到10-14量级。我国计量院的CsII、CsIII也达到10-13量级。由此可见PRIMARY CLOCK的准确度至少要比商品型小铯钟高出一个数量级。

　　对于大铯钟这样的一级时间标准，世界上只有少数几个国家的时频实验室拥有，而且，有的还不能长期可靠地工作。但是，对于世界上大多数没有大铯钟的实验室也可以有自己的时间尺度。其方法是：用多台商品型铯钟（目前5071A型小铯钟的准确度为1×10-12）构成平均时间尺度。你的实验室的小铯钟越多，你的时间尺度的稳定性就越好。有了这样高稳定度的时间尺度，也可以满足国防、科研、航天等方面的急需。例如：我们国家授时中心有六台小铯钟，组成我们的地方原子时尺度，其稳定度为10-14量级。国外有的实验室有几十、乃至几百台小铯钟，那麽，稳定度就更高了。

　　社会在进步，科技在发展，人类对新的时间基准的研究仍在继续，大铯钟作为PRIMARY CLOCK的地位受到严重冲击。例如：原子喷泉、光频标就是它的强力对手。喷泉钟的准确度进入10-15, 最好的达到1×10-15（美国标准与技术研究院）。光抽运铯束基准频标的准确度也进入10-15（法国巴黎时间频率实验室）。

　　因此，不久的将来，喷泉钟或光频标完全

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