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人类对时间和空间的认识 作者张祥前交流微信zhxq1105974776 人类对时间和空间的认识是一个漫长的过程。 人类在对时间和空间的长期认识中，逐渐形成了两种截然不同的时空观，一种观点认为时间和空间是客观存在的，是组成物质的一部分。空间和时间的存在与我们人是不相干的，不管有没有我们人在，时间和空间总是客观存在着。这种思想被认为是唯物主义时空观。 另一种观点认为时间和空间只是我们观察者的一种描述，是对自己的观察和感觉的描述，没有我们观察者的话，时间和空间是不存在的。这种思想被认为是唯心主义时空观。 第一个认真给时间和空间下定义的是牛顿，牛顿在他的的巨著《自然哲学的数学原理》中说： “绝对的、真实的、数学的…时间由其本身的特性所决定，它均匀地流逝着，与外在的所有事物没有任何关系······”。 “绝对空间始终保持着一种不变和静止的状态，它也与一切外在事物无关·····” 牛顿这些话没有什么创新，他只是把大家认为时空显然是如此的认识用准确、严格的语言说出来。在牛顿看来，时间像一条川流不息的河流，就这么一直流逝着，而空间如同一个框框子，只能容纳物体，和物体毫不相干。 牛顿把时间、空间严格的定义还有一个目的，就是要给他创立的牛顿力学一个时空框架，牛顿力学的时空观又叫绝对时空观，因为牛顿认为时间和空间是绝对的，不会因为观察者的不同而改变。 代表牛顿绝对、机械时空观是伽利略坐标变换，设想有两个惯性参照系s系【时空坐标为o，x，y，z，t，o是原点，t是时间】和s’系【时空坐标为o’，x’，y’，z’，t’ ，o’是原点，t’是时间】相互以速度V运动，，。 这样，伽利略变换指出二者满足于如下关系： X = x’﹣Vt’ Y = y’ z = z’ t = t’ 相对论指出两个相互以速度V运动的观察者，测量一束光的速度c都是每秒30万公里，不是c＋V或者c-V，光速不服从速度叠加定理，这个是什么原因呢？ 相对论认为，在惯性参照系s’里同一个地点发生一件事件，从开始到结束所经历的时间为△t’，另一个以速度V运动的s系观察者发现这个事情经历的时间为△t，并且，△t = △t’/√（1-v²/c²），这样，两个相互运动的观察者发现事情经历的时间是不一样的。事情发生的地点固定在那一个参照系里，那一个参照系发现事情经历的时间最短。 相对论还发现静止在惯性参照系s’里的物体长度为L’,在参照系s系里为L,并且，L = L’ √（1-v²/c²）,这样长度因为运动而缩短了。 代表相对论时空观的是洛伦茨变换， X = x’﹣Vt’/√（1-v²/c²） Y = y’ z = z’ t =( t’- xv/c²)/√（1-v²/c²） 相对论认为时间和空间都不是绝对的，而是相对的，相对于不同的观察者可能有不同的结果，观察者的运动速度影响了观察者对时间和空间的测量，使观察者觉得时间变长了，空间变长了，这样的结果使得光速在相互运动的观察者测量下仍然不变。 相对论就是抓住了光速不变这个尚方宝剑，佛来杀佛，神来杀神，展开了对牛顿力学的修改。 无论是相对论还是牛顿力学，都没有给时间和空间下一个严格的定义。统一场论【百度统一场论6版可以搜到】给出了空间和时间的严格定义。 统一场论的基本原理是： 宇宙由空间和物体组成，其余统统不存在，其余的只是观察者对物体运动和空间本身运动的描述。 统一场论一个基本假设为： 宇宙中任何物体【包括观察者自己的身体】周围空间都以矢量光速C【统一场论认为光速可以为矢量，矢量光速方向可以变化，模不变】辐射式运动，空间这种运动给观察者的感觉就是时间。 在统一场论中，时间是观察者对空间光速运动描述出来的，脱离观察者时间是不存在的，但是，空间仍然是存在的，空间存在是基本的、客观的，脱离了观察者空间仍然存在。 时间的量与空间以光速走过的路程成正比。简单的讲，时间只是人的一种感觉。 代表统一场论的时空观是统一场论的时空同一化方程： R = Ct = x i+ y j + z k 上式标量形式为： r² = c²t²= x²+ y² + z² 统一场论认为宇宙一切物体周围空间都以柱状螺旋式运动，所以统一场论有三维螺旋时空方程： R = h cosωt i+ hsinωt j + ct k 只是当物体静止时候，周围的旋转运动相互抵消为零，只是剩下了直线运动，这种直线运动是以物体为中心，向四周辐射式运动。 正电荷周围空间以正电荷为中心，以光速向四周发散运动，而负电荷周围空间从四面八方以光速向负电荷汇聚运动。 统一场论明确告诉我们时间不是基本的，而空间是基本的，时间是我们对空间运动变化的描述而产生的。没有我们人时间就不存在，但是，没有我们人空间照样存在。 时间依赖人的存在而存在。设想我们把一个人用宇宙飞船送到几百亿光年远的一个空间区域里，把这个人丢下来后，飞船立即飞回来。这个空间区域里别的星球离得都非常非常的遥远，可以设想，这个人仍然有时间的感觉？是什么物体运动使这个人有了时间的感觉？这个情况下，仅有这个人的身体而已。 我们应当明白： 时间是我们观测者对自己在空间中运动的一种感受。 统一场论认为任何观测者周围空间相对于观测者都以柱状螺旋式、以光速向四周辐射离开运动，时间可以认为是这种空间的运动给我们人的一种感受，也可以认为与观测者自己在空间中以光速直线移动的路程成正比。 有人认为，在没有人类之前的宇宙照样有时间，所以时间是人的感觉的观点是错误的。其实“没有人类之前”这句话是一个病句，没有了人哪来的没有人类之前。没有我们人哪来的前后，上下左右，东西南北？ “时间”恰恰是人对空间运动的描述而产生出来的一个物理概念。 像场、速度、质量、电荷、能量、力、热------都是物质点在空间中相对于我们观察者运动表现出的一种性质。 万物都是因为运动才有相互关系, 所有的关系也是通过运动才表现出来。运动是自然界一切奥妙的根源。 空间的三维状态是空间本身时刻以柱状螺旋式运动造成的。我们可以设想，空间时刻以直线运动，肯定是一维的，空间时刻以圆周运动肯定是二维的。而现实中空间是三维的，这个是因为空间的圆周运动不是封闭的，在圆周平面的垂直方向存在着运动，所以空间是以柱状螺旋式在运动。 不过，宇宙中一切都时刻不停的以螺旋式在运动。 空间的螺旋式运动还包含了波动，一般情况下，螺旋式运动和波动运动形式是有很大区别的。但是，由于空间的特殊性，一处空间和另一处空间完全的没有区别，螺旋式运动和波动可以同时存在。空间的波动速度为光速。 时间的本质就是空间运动给观察者的感觉，反过来观察者的运动肯定会影响到时间的测量。 相对论没有解释光速为什么不变，而是把光速不变认定为一个事实，展开对牛顿力学的修改。 统一场论彻底的解释了光速为什么不变，统一场论中认为光速反映了时空同一性，是光速把空间和时间联系在一起。 光速在数学上是一个分式，光速的分子---空间位移和光速的分母----时间本质上是同一个东西，是我们人把空间位移叫做时间，所以，光速的分子----空间位移如果有什么变化，光速的分母------时间会同步变化，这样的结果是光速不变。 而我们看到的发光，是光子静止在空间中，被空间这种运动带着向外跑的。光子的波动性是空间本身的波动，波动速度就是光速。 统一场论认为三维空间的垂直状态和物理上的运动状态是等价的，任何处于垂直状态中的物体的位置一定会发生变化。这个就是空间和物体为什么要运动是根本原因。 统一场论认为物体具有质量、电荷、静止能量本质原因是周围空间光速运动造成的。 统一场论是一个彻底的理论，不但刷新了人们对时空的认识，还解释了空间为什么是三维的，宇宙由什么构成，宇宙中物体和空间为什么要运动，还解释了时间、空间、场、质量、电荷、电磁场、万有引力场、光速、能量、动量、力----的本质问题。 人类对时间和空间的认识非常重要，重要到可以影响人类自身的命运。人类认识到了空间和时间的本质，就可以把握住宇宙的核心秘密。 而宇宙的核心秘密是： 宇宙由空间和物质点构成，不存在第三种与之并存的东西，其余都是我们对物体和空间本身运动的描述。 |