三、经典框架中时间之矢的发现
热力学的时间之矢已然浮现出来，但在纳入经典框架时受阻。历史的戏剧性表现在，正当动力学不能内在地接纳热力学时，在动力学的框架之内新的时间之矢突现出来。20世纪初年物理学革命中诞生的相对论和量子力学，实际上使不可逆性时间变得不可回避。
- 相对论与膨胀的宇宙
狭义相对论进一步深化了测度时间的概念，使时间、空间结成空一时，但有方向性的时间被彻底回避了。广义相对论将时空的弯曲与宇宙物质的分布相关联，使引力不再是一种古典意义上的力，而是时空的某种几何特性。1917年，当爱因斯坦将广义相对论用于解决宇宙学问题时，他发现他的场方程所得出的宇宙解总是不稳定的。实际上，由于宇宙间只有引力没有斥力，宇宙总会是不稳定的，即使一开始是稳定的。爱因斯坦受传统宇宙静止观、非演化观的影响，人为地加入了一个带有斥力性质的宇宙学项，以获得一个静态解。
在爱因斯坦模型之后相继出现了许多宇宙解，它们都不是静态的。其中最典型的要数苏联物理学家弗里德曼于1922年得到的模型，它假定宇宙的物质分布是均匀各向同性的，那么宇宙必处在整体的膨胀或收缩过程中，即从宇宙中任何一点看，它周围的天体或者全都远离而去，或者全都向它靠拢，而且其膨胀或收缩的速度与距离成正比。
弗里德曼模型不久就得到了天文观测的支持。本世纪初，天文学家已经发现许多星云都有红移现象，采用多普勒效应来解释红移，则表明这些星云都在远离我们而去。1929年，美国天文学家哈勃宣布，根据他的距离测定法，河外星系的红移量与它们的距离有粗略的线性关系。从那以后，弗里德曼模型开始成为现代宇宙学发展的基本理论框架。
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时间的观念