时间在物理学上是怎么被定义的，有什么历史和故事么？

千姿百态

先比如长度单位上有 米，尺，寸，英尺，等，他们对应的单位长度不一样，时间，却只有一个进度体系，秒分时（理解我意思就好，别提时辰，天月年什么的），长度，速度，温度等等，他们的单位是有好多体系的，那么，最初人们是怎么定义出秒分时这一体系的？人们又是怎么定义一秒钟的长度的？
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卡卡

一个比较新颖的思想，这是我理论力学老师教给我们的。如有问题欢迎讨论。
简单来说，现实生活中，我们可以观测到很多关于变化的现象，比如物体的位置可以发生变换，海水的高度会发生变化等等。这些变化很明显是有方向的，记标记这个方向的物理为时间t。
那么可以发现：
位置：
海水高度变化：
空气密度：
像这样的物理量随时间变化的方程可以写出很多很多组，现在我们将每一个变化的方程进行反解得到：

对比这些反解出来的方程，它们的形式是不一样的，有复杂的，有简单的。但是我们可以将这许许多多个反解出来的方程进行综合得到一个最最简单的一个解，而时间就是可以定义为这个最简单的解。

同花顺

时间应定义为99台原子钟的振动次数的平均值。注意是平均值。有99台钟同时观测一颗石头从A点跑到B点，其中一台钟振动了N1次，另一台钟振动了N2次，各钟的数字差异小于百亿分之一，就可以把振动次数的平均值当成定义。
一现象经历的平均振动次数是多少，就说是经过了多少时间。
这些钟的数值彼此偏差小。很多人在口语上却说这些钟 '很精确'，但是，相对于什么精确呢?
有人说跃迁发光的振动每一振都 '精确相同'，但是，怎么查核这一次振动和下一次振动相同呢? 他应该找另一个钟來查。这第二个钟准不准，又需要找第三个钟，一直找，找不完。
事实上我们不需要每次振动都和上一振相同，这是奶嘴，可以丢弃，我们只要说某一现象始末，这钟振了N1次，那钟振了N2次，而N1,N2 差异很少，那就够了。



多表一起测量

过几天，忽然有几台钟偏离平均值很远，原来这几台钟被送到环地球轨道上了。各钟振动次数差异大就非良好的测量群了，怎么办? 有人发明了运动钟的数据修正式，通过明​​确的代数式又把各钟的数据修成很靠近，那么我们称:
99个 (实体钟+明確的修正代数式) 构成了一群良好的时间测量工具。
有人说我们都是用周而复始的循环现象定义时间，例如日出日落，斗转星移，手表转动，晶体往来振动，所以时间是周而复始的。非也，非如此。测量工具不一定要周而复始，例如用一柱香也可以测量时间，香烧完，不复始。
其实任何循环型的测量工具必携带一个不循环的计数器，只是我们常忘了它的存在。例如你在荒島上看日出日落一次，你必须在石板上刻一痕，痕数只增加不減少，这痕数才可以记录你經過了几天。任何钟都由循环仪和不循环计数器两者构成，所以:
99个 (循环振动仪+不循环计数器+明確的修正代数式) 构成了一群良好的时间测量工具。
我们通过测量工具认识时间，忽然工具变质了，我们就不认识时间了。例如有一个魔术师对一个妹子表演念力，要妹子伸出腕上的表给魔术师看，魔术师握紧双拳靠近手表，秒针停住了，妹子大吃一惊，喃喃自语时间停止了。时间停了吗?



表在測時間，脈博也在測時間

是吗? 不是吗? 迷惑之中要想起，时间是以多套测量仪一起测量做为定义的。当妹子的手表停止时， 妹子手腕里的脉搏不是还在跳吗? 旁人的手表不是还在转吗? 太阳不是还在西移吗? 这些测量仪都还在动，怎能说时间停止呢?
那么把全部的测量仪都丢掉，是否能让时间停止呢? 是的，沒錯。当孙悟空在花果山里摘果子吃，果子永远吃不完，不用关心日月，他说: 山中无岁月，寒尽不知年。
当你在黑屋子里，你数着1,2,3,4,5.... 想记住时间过了多久却睡着了，醒来周围没有变化，你就不知道时间过了多久。当你回到老家，打开衣橱里的盒子，盒内的儿时玩具如新，盒内没有变化，盒内没有时间。
所以我们领悟了，变化留下的痕迹就是时间。没有变化就没有时间，有变化但看不出痕迹也没有时间。有变化有痕迹但没有人看到也是没有时间。当你关上盒子，关上衣橱，离开老家，那老家的衣橱的小盒的时间又停了。
只要你不去看测量仪，就没有时间。只要你住在花果山有源源不绝的食物，你就可以不看测量仪，时间就不会动。一直到有一天，你嘴角长出一根白胡子，你应该忽略它，但你不小心看到了，你就不小心测量了，时间就出现了，瞬间几十年就过去了。
没招了，没有人能打败时间。是吗？不是吗？只要吃下药物让胡子变黑，你又打败时间。
时间来自观测，只要你坚持不观测，就没有时间。只要你关在密闭舱里，只使用舱内原子测量时间，外界信号进不来，你就脱离外界时间。只要你用药物改变测量仪，就可以变更时间。但大部分人不相信时间来自观测，宁愿相信有一个绝对的时间，不，并没有。

大力水手

不邀自来，强答一发。
物理学中的时间，都是测度性时间，即可度量的时间。度量的工具，是时钟。时钟所提供的是一个标准的运动，所有的运动与这个标准的运动进行比较，会得出一个叫做速度的东西，各种有速度的事物相互作用，最后形成系统的演绩。根据观察，这种演绩符合热力学第二定律的概括，所以时间有一个箭头，我们称之为时间之矢。宏观上的时间，比如某年某月某日某时，不过是这种系统演绩的标记。
关于时钟的测度，有两个关键所在。第一，是物理学层面的。首先我们必须可以提供一个标准的运动，这个标准的运动有两个基本的要求，第一，是匀速的，第二是可计数的。满足这两个条件的事物很多，譬如天球的运动，或者晶体、原子的振荡，都是一些周期性的运动。稍加思索，我们就可以发现，周期性的运动，其存在的前提，是“加速度”。一个无法获得加速度的世界中，是无法测度时间的。这也可以说明为什么以光速运动的整体，时间是停止的。就以时钟为例，如果时钟以光速运动，而光速是速度的极限，我们不可能再获得一个加速度让时钟的指针以比光速更快的速度向前走。这就好比你坐在一列光速列车上，是无法再把手向前伸的，如果能伸出去，手的运动速度一定是超光速的，而这恰恰是相对论所禁止的。
第二个关键所在，在于，我们测度时间的过程，其实是反热力学之矢的，即测度时间所执行的方向，与时间之矢是相反的，最简单的证明，即任何的时钟，都必须耗能能量，这些能量，其实就是用来反热力学之矢，反耗散的。物理学上的时间，只是一个测量结果，并不包含测量过程。本质上，时间是所有存在者之间关系的总和，即系统中所有参与者的演绩的总和，应该包含测量者本身。然而，所有包含观察者的问题或者结论，已经超出物理学的范畴了，而是所谓的哲学了。当然，做为一门所谓的科学，物理学是很看不起哲学的。这不是哲学的问题，而是一众哲学家的问题。

队长是我

物理上，有很多物理量是物理的基石，但是却没有很好的定义，比如质量、时间等等，这让每一个学物理的人都很困扰。
在物理中，重要的不是我们如何定义时间，而是在于我们如何测量时间。那我们是如何测量时间的呢？

一种方法是利用周期性发生的事，来记录时间。比如一个昼夜，作为一天，我们可以用天来计量时间。我们有理由怀疑，每天的时间长短是否相同？
解决办法是我们用一个别的周期性的现象来作比较，比如用一个沙漏，用沙漏创造一个周期性的事件，从而衡量每一天时间是否相同。这样我们可以发现，每一天倒转沙漏的次数是相同的。
这样，我们可以把时间定义建立在某种明显是周期性的事件的重复性上。

如果所有时间都用天，或者沙漏周期来计量，那就太粗略了，如果我们要精确测量某一个很短的时间怎么办呢？

我们要找到间隔更短的周期性现象。伽利略发现，只要一个摆的摆幅始终很小，那么它将总以相等的时间间隔来回摆动。用这样的原理，人们就做出了摆钟。更精确的方法是电子振荡器，让电来回振动。你知道的电子表，就是这个方式计时的。利用现代电子技术，已经制造出周期短到大约 秒的振荡器。利用更先进的物理技术，原子核也有振动周期，可以测量到小于 秒的时间。这个时间大致相当于光通过氢原子核所花的时间。

那如何要计量非常长的时间该怎么办呢？比如地球的寿命，总不能用天来计量吧。

自然界还有一种周期，叫做年，一年大约有365天。如果要测量更长的时间，必须用其他方法了。最成功的方法就是用放射性材料作为“钟”来使用。因为我们发现，一些放射性材料，年龄每增加一段相同的时间，它的放射性就减少一个相同的数值。比如碳的同位素， ，每隔5000年，放射性的物质就会衰减到原来的一半。用这种方式，我们可以判断出生长于10万年前的有机生物。

那更久远的时间呢？利用铀的一种同位素，它每隔10亿年放射性物质衰减到原来一半，并衰变为铅。我们根据某种化学过程形成的岩石，再根据现在岩石铀和铅的比例，我们可以判断这个岩石的年龄。用 这样的方式，我们可以推断地球本身年龄大约55亿年。

总之，我们无法给出时间的定义，但是利用周期性的规律和现象，我们可以度量时间，并利用它进行分析和研究。

检验医师

对于牛顿来说，时间只是一种简单的标志，服务于解释其他事物。他从来没有试图解释时间本身。直到爱因斯坦的相对论才出现了对时间看法的转变：可以写出来时间的方程式了，他发现，当我们位于一个更大的引力场中的时候时间会变快，这是一个巨大的进步。可是这依旧令我们感到迷茫。有一些物理学家仍然把时间当作成一种坐标，有一些物理学家也认为时间是一种“场”（如电磁场）。
除了爱因斯坦，我们对于时间的研究几乎一无进展。
现在随着热力学第二定律，及熵加定律，时间被普遍认为是一种“方向”。这大概可以解释为什么时间向前。
我认为对于时间的研究更多的是应该想到运动，为什么呢？因为我们对于宇宙发展的认识。物理学是研究了时间，但是对于时间上所说的“现在”毫无进展。在物理学中，“现在”一直是缺席的状态。爱因斯坦也发现这一事实。现代很多物理学家的普遍观点就是“现在”是不存在的，是我们的一种错觉。但是这和我们现实生活完全不一样啊，我们一直生活在现在。
很多物理学家会患有一种“Pygmalion Syndrome”，沉醉于自己的理论而枉顾现实的观察。
对于时间，我们可以这样说，我们了解一点，但是对于人类，它仍然是一个迷。因为我们不了解宇宙开始以前的状态，可能在那时候时间是不存在的，它的出现是随着空间的延伸而出现的。所以时间在“大爆炸”之前是没有意义的——仿佛和比0更接近0一样没有意义。

宇宙有没有开端？如果有从哪一个特定时刻开始的？ - 羊倌的回答请看我的另一个关于时间的回答，谢谢。