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时间与空间的本质及其特性—涂润生的时空观简述

(2012-09-03 07:12:18)
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文化

时间与空间的本质及其特性

—涂润生的时空观简述—

1.  绝对静止系、空间和时间的定义

如果宇宙无限,无限宇宙的整体的运动就没有意义(因为它没有相对运动的参照物)。可见,我们可以说无限宇宙的整体是绝对静止的。

即使宇宙有限,也因有限宇宙之外的存在没有意义,有限宇宙的整体的运动没有参照物,而可认为有限宇宙的整体是绝对静止的。还有一些绝对静止的事物,例如,谁也没有拖动的东西的运动路径是绝对静止的。这类方法确定的绝对静止系是逻辑上的绝对静止系,尚不能确定它们就是优越的系统。

绝对静止系是钟走得最快、惯性质量最小、谁也没有拖动的东西在其中静止、没有同系光行差(内光行差)、其整体运动没有意义的系统。

本节定义了空间、时间和绝对静止系,也说明了空间和时间的形成。

2.  什么是时间?

时间是量度“物质运动的顺序性和持续性”的物理量。宇宙时间就是量度“宇宙存在的延展性”的物理量。在宇宙形成之后,就存在变化的事物。各种事物都有自己的发展进程。例如各种事物的产生和发展变化的顺序和阶段等。在变化的物质形成之后,就时间度量而言,时钟读数时间(狭义时间)就是利用特定的变化事物量度事物发展进程的物理量。反过来,又可以利用特定事物的发展进程(如:事物的发生发展和消亡过程、事物发展的阶段性,特别是严格的周期性变化的事物)量度时间。在变化的事物形成之前,时间可以存在,但不能被量度。所以,时间的本质是“事物的持续性”,是对事物存在(此处“存在”为名词)的延续进程的表述。通俗地说,体系寿命是其存在的时间在其出现和消亡之间的积分。个体的寿命是个体存在的时间,时间是事物在存在性方面的延展性。

时间的量度依赖于事物的发展变化,如果没有事物的发展变化(特别是稳定的周期性变化),就无法量度时间。当然,如果没有物质和空间,就没有持续性事物,也就没有时间。空间也是一种事物,是一种“无”的存在方式,没有物质的空间中时间是存在的,只是不能被钟表量度。时间与空间的共存性就在于它们都是对事物存在性的量度,也是对事物存在性的共同量度。

体系的整体存在沿既定的方向延续的进程就是体系的公共时间。单体事物的存在时间就是其寿命。体系内单体事物的寿命的集合构成体系的公共时间(简称体系时间,属于狭义时间),广义的宇宙时间也是这样构成和抽象而来的。广义的宇宙时间也就是绝对时间。

根据本节的时间定义可知,钟表读数之狭义时间与物质及其运动有关。广义时间(绝对时间)与单个事物的运动状态无关。绝对静止的标准钟所指示的时间是绝对时间的量度值之一。时间的形成依赖于事物的产生:有一个能被称之为事物的事物产生,就伴随着时间的产生;所有事物消失,时间才消失。

3.  空间的定义和形成过程

广义空间是事物的活动可以不受阻碍的范围。“活动可以不受阻碍”的意思是,如果只有一个试验粒子(或单一事物)在其中,那么这个试验粒子(或单一事物)的活动就完全没有障碍。空间无形状,无质量,无能量(所谓“零点能”是对测不准关系的错误解释或者是量子力学方程的不完善导致的)。空间中的点的极化(衰变)是空间的性质,所产生的粒子(质量和能量)并不是空间本身。空间的运动没有意义。

我们再来分析一下“无”的特性。只要坚信空间不是物质(即空间不是实物)的观点,利用现有几何理论可知,“无”可以包括“无物”,而“无物”必定无边。什么物质也没有,就必定是无边无际的。“无边”必然“无限”。空无一物的状态,必然是无穷大的空间。这与我们在日常生活中形成的“什么也没有”就是“无”,就是“空”的观念一致。这段话表明了“无穷小”与“无穷大”之间的另一层辩证关系。由于“无物”必然没有边,“无边”必然为无穷大的空间,因此,“无”可分为“无穷小”和“无穷大”两种情形。“无穷小”是“无”,“无穷大的空无一物”也是“无”。“空无一物”无歧义地是指“无穷大的空间内什么物质也没有”。 不能认为空有是相互依赖的,而是空与有既相互独立,又相互显示和占有。虽然空间是空的,但空间确实是存在的,而时间是相对于存在而言的。老子说,“有无相生”。可见,“有”与“无”是两种存在。“无”也是一种存在,无穷大空无一物空间是“无”的“本有”。

我们不能因量子真空的形成而否认在这之前存在过“什么也没有的无穷大空间”(即空间初始状态)。量子真空的无穷大空间的整体构成了绝对静止系,它也是所谓的“以太”。

可以说我所提到的空无一物的无穷大空间是绝对空间,但已经与牛顿的绝对空间不同(不是简单地回到牛顿的绝对空间概念上来)。”

“无”的运动没有意义,所以,无物的空间与运动无关。体积与运动有关是因为围成体积的壁(或占据体积的物体)的内部紧密程度与运动有关。所谓“空间与运动有关”实际上都是指体积与运动有关。空间与物质的联系是空间点可以衰变出物质粒子,空间可以被物质占据,物质也必须通过占据空间来表现其存在。物质一旦不占空间就不复存在。所以,基本粒子不可能是质点,也不可能是层次越深的粒子越重。这里的空间与运动有关具有变化的动力学机制。在相对论中,空间和时间与运动的关系缺乏动力学机制。

狭义空间是物质运动的广延性,包括事物方位的延展性。任何物体都有一定的范围,以及同他物的位置关系。狭义空间就能反映事物之间的位置关系和可以延伸的范围。一切运动着的物质都有其时间和空间的存在形式,也只有在一定的时空中才能存在、运动和发展。

空间与体积的区别是,体积是有边界的物体占据或围住的那部分空间。对于物体的体积而言,有固有体积与非固有体积之分。长度也一样有固有长度与非固有长度之分。非固有体积和非固有长度是用非标准尺量得的。

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