|
全新的“时空”观
时间和空间是人们日常生活和科研活动中脱离不了的概念，也是构建物理学大厦的重要基石，尽管大家一直在应用，却直到现在也没有能给它下一个明确定义。 物理学对时空的认识历经了两个重要阶段，第一个阶段是经典物理学时期，科学家沿用了人们的感性观念，认为时空是一种与任何物体无关的存在，时间在宇宙中流逝，而空间好象一个容器，两者之间没有联系关系，也不知道它们是本体还是谁的属性，与动体也不发生相互作用关系。牛顿按照这个时空观创建了三个动体定律和万有引力定律，伽利略又发明了惯性参照系变换法则，在此法则下，物体的空间位置和速度是相对的，路程、时间间隔、同时性是绝对的，这样，牛顿力学在伽利略变换下保持形式不变，拓展了它的应用范围。 第二阶段是现代物理学时期，时空的相对性原理被进一步拓展，狭义相对论做了两个假设，既认为物体的运动状态改变与选择参照系无关，又认为任何一个参照系中光速都相同，这两个假设糅合在一起，必然会导致洛兰兹空间收缩，最后，狭相演绎出了“质增、尺缩、时胀”谬误。1915年，爱因斯坦创建广义相对论，把相对性原理从匀速运动推广到加速运动，在时空与物质之间建立了关联性，认为物质的存在会引起时空弯曲，但依然不知道时空究竟是哪方“神仙”的属性，因此，狭相的时空观是错误的，广相的时空观需要进一步完善。 现代物理学的时空观虽然不完备，甚至有错误，但已为全新时空观的诞生奠定了基础。事实上，物理学在处理物理问题时，早就将时空结合在一起使用，经典力学中的速度等于路程与时间之比，其本质就在是描述事件的“寿命”时空，只是没有明确定义而已。现代物理学与经典物理学的主要区别是“场”理论，经典力学中的“场”是绝对时空，认为时间与空间独立存在，不存在关联性，这一观念后来受到电磁场理论冲击，眼看着物理学大厦的基石在动摇，洛仑兹给出了一个空间收缩数学模型，闵科夫斯基又给出了一个四维时空方程，这两样东西，再加上爱因斯坦的相对论，全新时空观框架的原材料已全部凑齐，只待人们将新时空概念架构起来。 时空的本质是事物存在时所持有的能量状态，有两方面深刻内涵： 一是代表一个事件从诞生到消亡的时空，用空间和时间之比（速度）描述它从发生到终结所拥有的等效动能，这种时间与空间的结合称“寿命时空”。如宇宙，虽然我们不知道它的诞生时刻和消亡日子，也不知道它占有多大体积，但它必有自己存在的固有时空；如人类社会，我们发明了公历纪元时间，创造着人类的活动空间和存在时间；如国家政权，从建国到灭亡，朝代更迭，各有自己的存在时空，腐败政权昙花一现，文明政权创造盛世；如一个人，其生活工作空间、思想文化空间和寿命结合，形成个人时空，深山老林中的百岁老人寿命可能很长，但思想文化、起居活动空间可能很小，社会精英的寿命可能很短，但其短暂一生的活动领域可能长存于人间；如抛体运动，从起飞到下落，占有一定的时间和空间，平抛时走直线，斜抛时走曲线，寿命的“时间之箭”指向未来，不可倒流。 另一是代表组成事物结构要素的时空，为满足事物的存在寿命，它内部的结构要素都必须由可以起死回生的要素组成，这些要素按照周期率运行，称“周期时空”。起死回生事物运行一周所用时间称周期，所占有的空间称“波长”，波长与周期之比代表事物运行的等效速度，等效速度平方就是该事件的等效动能，周期“时间”是可逆的，反演时频率高内禀势强，频率低内禀势弱，但内禀时空之比永远守恒，不会无故丧失，也不会无故增加。根据系统内部“熵流”不同，物理学空间是可以伸缩的，时间是可逆的。时空是确定事物本质属性的重要参量，存在于所有事物的结构中，物理学中“厘米-克-秒”基本量纲就是事物的本质属性，由于在经典物理学时代还不知道质量和能量具有同一性，根据相对论质能公式，质量就是能量，故从现代物理学观点看，时间是事物运行的寿命，空间是事物所占有的体积，质量是事物所携带的潜能。 “时间”可逆性表现为热力学熵的时间指向未来，从低熵向高熵，内禀时间（周期）拉长，系统处于衰老状态；耗散结构系统的时间指向过去，从高熵向低熵，内禀时间（周期）缩短，系统处于返老还童状态。以辐射量子为例，量子的频率高，周期时间就短，波长也随之缩短；缩短的时空蜕变成内禀势，它所占有的空间弯曲就大（低熵量子），对外作功能力增强，显得年轻壮力；量子的频率低，周期时间就长，波长也随之变长，它所占有的空间就变得平坦（高熵量子），内禀势降低，对外作功能力减弱，显得衰老无力。这一时空概念可用于对生命体新陈代谢运动的解释，也可用于对人格心理属性的演绎分析。 |
|
|
