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空间的本质 以前我们说过物体的运动可以改变两物体间的空间间隔，包括物体与光的空间间隔，例如观察者的运动，例如同时相对性中的例子。这里说的与空间有关。空间虽然看不见，摸不到，但我们可以通过空间的一些特点来认识它。物体是处在空间中的，物体的运动是在空间的运动，物体的运动是相对于另一参考系说的，看来参考系也与空间有关。以下主要说一说空间与参考系。 在参考系中，物体A静止，物体B运动，速度V。例如容器中的水，（在水中）物体A与它静止，物体B对于A运动。在物体A看来，水与物体A相互静止，物体B对于A运动。在物体B看来，水与物体A相互静止，同时以速度-V运动。物体AB间的空间间隔的变化是由物体B的运动造成的；我们也可以说物体AB间的空间间隔的变化是水与物体A同时运动造成的。在这里变不成物体B与水静止，物体A 运动。虽然物体B与水静止，物体A 以速度-V运动可以造成AB间的空间间隔的变化相同，但，这是与‘物体B与水静止，物体A 运动'是不同的。 如果只有两个物体，没有水，空间代替水的位置，那么空间与水一样吗？ （在参考系中）物体A静止，物体B运动；物体A向左运动，物体B向右运动。 以上两种情形，无论我们以A 或B作为参考系，描述另一个物体的运动的时候，都会以为对方是运动的，两物体间空间的变化是由对方的运动造成的。 由此我们得出，不同的参考系对应不同的空间描述。如果把参考系对应的空间叫做参考系空间，那么参考系与参考系空间是有关系的，参考系与参考系空间处于相互静止状态。参考系与参考系空间始终是相互静止的，与参考系是否运动无关。 上面‘物体A静止，物体B运动'就可以这样分析：以A 作为参考系，这时的空间（A与B所处的空间，）叫做A参考系空间，简称空间。空间与A相互静止，物体B在空间运动。物体A与B的空间间隔的变化是由物体B经过空间造成的。 以物体B作为参考系，这时的空间（A与B所处的空间，）叫做B参考系空间，简称空间。空间与物体B相互静止，物体A在空间运动。物体A与B的空间间隔的变化是由物体A经过空间造成的。 ‘物体A向左运动，物体B向右运动'分析相同，略。 由以上分析我们得出，以物体B 与A作参考系，B参考系空间与A参考系空间是不同的。不同的参考系，参考系空间不同。在A参考系空间，A静止，B是运动的；在B参考系空间，B静止， A是运动的。一边情况下，我们只描述一种空间，如果同时描述出物体A与B的参考系空间，那么A参考系空间与B参考系空间是相对运动的。空间的相对运动速度就是两物体的相对速度。 空间的相互运动是由参考系的运动造成的。（以上主要说的是空间与参考系是相互静止的。） 参考系不同，造成对应的空间不同，那么为什么不同的参考系空间可以纳入另一参考系空间呢？不同的参考系，空间不同，所有的参考系空间之间是否有共同之处呢？ "‘物体A静止，物体B运动' 以物体B作为参考系，这时的空间（A与B所处的空间，）叫做B参考系空间，简称空间。空间与物体B相互静止，物体A在空间运动。物体A与B的空间间隔的变化是由物体A经过空间造成的。"------除了这种分析，还可以分析为：在物体B看来，物体A与空间相互静止，一起运动。物体A与B之间空间间隔的变化是由空间的运动造成的。空间的运动，造成物体B处在空间的不同位置。就像文章开头，物体B不动，物体A与水一起运动一样。这样A描述的物体的运动用B分析就是，首先，物体相对于空间的速度V（也是相对于A的速度），然后空间相对于物体B的速度X,两者的合速度才是物体相对于B的速度。 第一种描述"‘物体A静止，物体B运动' 以物体B作为参考系，这时的空间（A与B所处的空间，）叫做B参考系空间，简称空间。空间与物体B相互静止，物体A在空间运动。物体A与B的空间间隔的变化是由物体A经过空间造成的。"与第二种描述"在物体B看来，物体A与空间相互静止，一起运动。物体A与B之间空间间隔的变化是由空间的运动造成的。空间的运动，造成物体B处在空间的不同位置。这样A描述的物体的运动用B分析就是，首先，物体相对于空间的速度V（也是相对于A的速度），然后空间相对于物体B的速度X,两者的合速度才是物体相对于B的速度。"得出的物体的速度是一样。因此，我们可以说两种描述是等价的。 通常我们采用第一种方法描述物体的运动。 B相对于参考系A的速度是V,参考系A相对于参考系S的速度为Va, B相对于参考系S的速度就是V+Va.用空间的角度描述就是，B相对于A空间的速度是V,参考系A相对于S空间的速度为Va, 那么B相对于S空间的速度就是V+Va.这样所有的物体都可以变成在同一个空间的运动，所有的物体都处在一个空间里。 虽然不同参考系对空间的描述不同，但不同的参考系空间中物体的运动，都可以变成同一个空间的运动。这样所有的物体拥有同一的空间模式，拥有同一的描述运动的起点或说始点（运动是对于静止说的，始点指的是静止）。拥有同一的比较运动的起点。 这样所有的物体都有一个确定的速度值，就像绝对静止系描述所有物体的运动一样，都有一个确定的速度值。什么是绝对静止系？我们知道所有物体都受力，不受力的物体不存在，所以绝对静止系不存在。 绝对静止，就是相对于空间的绝对静止，是在空间的绝对不动。绝对静止不是相对于其他物体说的。因为，就算是绝对静止的物体，在另一个运动的物体看来，它也是运动的。 这样看来任何物体，虽然相对于其他物体是运动的，但当参考系的时候，参考系与空间是静止的，或说参考系与空间是绝对静止的，任何物体作参考系的时候，或许可以看做绝对静止。 相对性原理说的是参考系与物体的运动状态无关。静止的参考系中空间具有空间各向平等性，运动的参考系也具有空间各向平等性。在运动的参考系中，一切实验与静止的参考系一样。运动方向上的空间与反方向的空间一样，运动不影响空间的平等性。运动是相对于另一参考系说的，是对于另一参考系空间说的，是对于另一空间说的。运动参考系的空间相对于另一参考系的空间是运动，运动速度就是运动参考系的速度。运动参考系内的物体的运动可以通过运动参考系的空间相对于另一参考系的空间的速度，转换到另一参考系的空间。 小结：1）物体的静止是相对于另一物体的静止，也是相对于空间的静止；物体的运动是相对于另一物体的运动，也是相对于空间的运动。 2）任何物体都可以做参考系。参考系与空间是静止的，无论参考系如何运动，包括变速，都不会改变参考系与空间的静止状态。或说参考系与空间是一起运动。 （所有的物体都是受力的，受力是相对于不受力说的，受力运动状态是由不受力运动状态改变而来的，物体不受力的运动状态就是牛顿第一定律中描述的静止或匀速直线运动状态。这里的静止是绝对静止。----可以越过） 3)不同的参考系对应不同的空间描述（或说空间），不同参考系之间的空间是相对运动的。其它的比如空间的平等性，空间是否收缩都一样。举例，静止系具有空间平等性，运动系就也具有空间平等性；静止系的空间不会收缩，运动系的空间也就不会收缩。静止系空间的一米，在运动型的空间还是一米，就是说空间间隔不变。 4)由于‘不同的参考系对应不同的空间描述（或说空间），不同参考系之间的空间是相对运动的。其它的都一样。'，那么不同参考系中物体的运动就可以通过空间的相对运动转换到另一空间，变成相对于另一空间的运动。 参考文献;[1]《空间认识[2】《运动认识-运动差》【3】《惯性力与牛顿第三定律矛盾解决的切合点》【4】《不动+不动=运动》【5】《光速不变原理与光速差的概念》作者同. 吴兴广 2013-2-2 21:36:07 |