时空是什么

 

从今以后，空间本身和时间本身都已成为阴影，只有两者的结合才能独立存在。

——闵可夫斯基

1907年，醉心于电动力学的数学家闵科夫斯基（Minkowski）体悟到，可以用“非欧空间”的想法来理解洛仑兹和爱因斯坦的工作。他认为，过去一直被认为独立的时间和空间可以结合在一起，，给出了一个惯性坐标系虚体元素ict的四维时空结构框架，后来被称为闵科夫斯基空间。

 

 

闵可夫斯基给出四维时空方程后，又把方程翻译成物理语言。他对当时的科学革命先驱说：“从今以后，空间本身和时间本身都已成为阴影，只有两者的结合才能独立存在。”这一名言深刻阐明了四维时空方程所代表的物理本义。

这是顶级数学大师先验的天才断言，实际是给当时的科学革命勇士送来了一个非欧空间的时空元素——超微子以太。遗憾的是，他的断言没有引起人们足够重视，一直延续到今天，人们对闵氏四维时空方程本义仍然未能彻底领悟。

闵氏四维时空观刚提出时，爱因斯坦认为对他的研究没有太大用处。随着广义相对论建立，才恍然大悟，意识到四维时空方程对他建立广义相对论的重要性。方程告诉人们，时间和空间是不可分割的整体，独立的时间和独立的空间是不存在的，动体加速运动决定于引力场的时空间隔。

在近代自然科学发展史上，第一个把黎曼空间一个最基本元素作为独立本体推荐给物理学的人，是数学家闵科夫斯基。他从“上帝”那里引来了一个虚体元素ict——超微子以太。这个元素非常了不起，一出现就向人们展示了它的神奇功能，操控着现代物理学的走势。

超微子以太来到自然科学后，已为我们做了许多事情，大家没有太在意。可惜闵氏不幸早逝，100多年来没有人能说清楚他引进这个虚体元素的真实意图，也不知道这个元素的真实身份。对于这个元素在相对论和量子论中的贡献，在本公众号“相对论的修正”和“量子论的裂隙”中已有介绍，本文重点探讨“时空”究竟是什么？可否对它作出明确定义？

时空观三个发展阶段

在人们传统的感性意识中，万物生存的空间就像一个“无界永在”的容器，时间像是一个“无尽永前”的神钟。在无界的空间中，任何一点都可以当作任意方位的出发点，事物在移动、拉伸或扭曲时，立刻就可以显示出变化的位形；在时间流逝过程中，虽然看不到它的模样，也听不到它前行的秒针滴答声，但能测量到它流逝的时间。于是，人们就认为空间是无界的永在，时间是没有起点和终点的神钟，永远向前，不会倒流。

数千年来，人们一直用这一传统概念丈量土地，建造房屋，约定期限，计算时效等日常事务。认为时空是一种用于表达事物存在形态的概念，两者独立存在，和事物本身没有什么内在联系。

物理学和哲学分离后，时空概念进入了物理定律，并成为物理学基本量纲的核心成员。在长达五百多年近代科学发展史中，人们对时空概念的认识从感性到理性，由浅入深，已历经了三个重要阶段，目前正在越过最后一道障碍，为科学时空观建立做理论准备。

第一阶段：经典物理学时空观

自然科学体系初创时，人们就开始用时空概念来描述动体的运动规律，这是对时空进行科学认识的第一阶段，也就是经典物理学时期的时空观。

那个时期的时空观，在哲学上依然沿用了传统的无界永在、无尽永前的感性概念。经典物理学创始人之一牛顿认为，时间和空间是一种各自独立，和事物运动状态不相关的客观存在。空间好像一个容器，时间在均匀流逝，万物就在这无界容器中随时间流逝而生存。这就是统治自然科学长达四百多年的绝对时空观。

然而，尽管牛顿的哲学认识是绝对时空观，但在处理具体科学问题时，却又不得不把貌似不相关的时间、空间和动体的质量同构在一个方程中。伽利略根据牛顿的绝对时空不可变异性，发现了不同位置和不同速度的参照系具有相对性，于是，就把伽利略相对性原理引入物理定律，使经典力学在处理低速宏观动体时非常得心应手，极大地推动了技术进步。

在伽利略相对性原理中，物体的位置和速度是相对的；路程、时间间隔、动体质量是绝对的，同时性也是绝对的。然而，牛顿力学中路程是空间，而速度则是空间和时间的比值。速度是用来描述空间和时间之间关系的物理量，速度高，空时之比大，速度低，空时之比小。也就是说，伽利略相对性中速度不是独立参量，而是一个依赖于时间和空间的可变的参量。我们可以把这种依赖关系称“动态时空”或“惯性时空”。这样，速度就成了一个用来描述动态时空或惯性时空的物理量。

根据速度定义，既然在伽利略参照系中速度是相对的，那么，速度的依赖对象“动态时空”或“惯性时空”也一定是相对的，不是绝对的。因此，伽利略相对性原理中的速度相对性实际就是动态时空相对性。这就很容易看到，伽利略相对性原理和牛顿自然哲学的绝对时空观是矛盾的。

由于经典力学创始人牛顿和伽利略等人只注重动体的能动量属性，把隐含在速度概念中的“动态时空”属性给疏忽了，无意中就把这个矛盾掩盖了起来。

其实，这种有关物理本质的矛盾是掩盖不住的，尽管绝对时空观统治物理学整整有四百多年，但隐藏在速度中的“动态时空”相对性是不以人们意志为转移的。随着麦克斯韦电磁方程组建立和黑体辐射紫外灾变难题出现，在经典物理学上空飘起了两朵乌云，预示着科学时空观和哲学时空观的冲突即将爆发。

就在十九世纪最后一天，英国著名物理学家汤姆逊发表了新年祝词，他说：在物理学“晴朗的天空远处，还有两朵令人不安的乌云，它们的存在使得物理学的优美性和明晰性黯然失色！”汤姆逊说的一朵乌云是指迈克尔逊-莫雷实验结果和以太漂移说矛盾，直接揭开了伽利略相对性原理中被速度掩盖的时空相对性盖子。另一朵乌云是指热力学中能量均分定则在气体比热和辐射能谱理论与实验不符，尤以“紫外灾变”最突出。

科学家为吹散这两朵乌云，在汤姆逊新年祝词感召下，二十世纪初，发起一场对经典物理学的革命，引领人们对时空概念的认识进入到第二个重要阶段。

第二阶段：现代物理学时空观

第二个阶段是现代物理学的时空观。面对经典理论上空飘来的两朵乌云挑战，当时的物理学家分兵两路，一支队伍用量子论应对“紫外灾变”挑战，把没有时空结构的连续能量“量子化”，为能量的存在方式找到了时空——量子的周期和波长。量子论告诉人们，能量不是连续的，它储存在单个量子的时空（频率）中，然后捆绑在一起，按照份额对外传输能量。量子的时空（频率）概念一出现，很快就把“紫外灾变”乌云吹散了。

但很遗憾，由于量子论科学家只注重量子的份额能量，忽视了量子的时空结构，虽然量子论很快把“紫外灾变”乌云吹散了，却引来了重重迷雾。

另一支队伍直接用时空相对性来应对电磁运动和伽利略速度相对性矛盾，刚开始时有许多科学家参与，后来爱因斯坦单枪匹马，用“相对论”去应对。他用洛仑兹相对性取代伽利略相对性，对宇宙大时空背景和动体本身的小时空进行革新。在相对论诞生初期，狭义相对论在处理电磁方程组和质点运动学时取得惊人成就；此后，广义相对论又利用闵科夫斯基四维时空新概念，揭示了引力场的时空变异性和时空与天体质量的关联性。

但也很遗憾，当狭义相对论把洛仑兹变换当作惯性系，把质点运动学推广到刚体运动学时，就出现了刚体的“时、空、质”也有相对性效应的错误。再加上广义相对论没有找到引力场的时空元素，相对论虽然把以太漂移说和电磁方程组矛盾的乌云吹散了，但也错误地把构造引力场时空的主人“以太”一起吹跑了，导致后人对动体的“时、空、质”伪相对性错误很难纠正。广义相对论塑造的“时空”也就成了没有本体元素（量子）支撑的幻境。

尽管如此，自从闵科夫斯基给出四维时空方程后，现代物理学对时空概念认识进入了第二阶段，过去一直认为独立的时间和空间已不再分离。在量子力学中，物理学家虽然没有意识到这一点，但量子化本身就是把量子的时空关联在一起了，周期是量子的时间，波长是量子的空间，只有两者结合在一起，才能成为一个独立的能量子。

在广义相对论中，爱因斯坦用“时空间隔”取代了经典理论中的“空间间隔”，引力场的时空也不再孤独，场方程把引力时空和天体质量联系在一起，体现了宇宙结构的整体性。狭义相对论不仅用新时空观完美处理了电磁参照系的相对性问题，还意外得到了动体总能公式；并为中国古代哲学家老子定义的宇宙本原“大道”（夷弦）找到了时空常数C，这是相对论在应对“以太漂移说”乌云中取得的最伟大成就。

对于伽利略速度相对性掩盖的时空相对性问题，洛仑兹在爱因斯坦创立相对论之前，就已经给出了一个和动体惯性速度关联的空间胀缩系数，表明如果站在某一速度的参照系上观察光子，光子的速度不会改变，但光子和参照系的空间距离（量杆）会改变。

这原本是一个概念非常清晰的论断，但因狭义相对论用洛伦兹变换把电磁定律和伽利略相对性矛盾处理得很好，消除了洛仑兹的困惑；加上当时人们对光子和刚体的结构差别也不清楚，后来也就没有把“空间收缩”观念坚持下去。

洛仑兹空间胀缩系数和广义相对论场方程的时空是科学的时空观，突破了自人类诞生以来的感性认识。虽然狭义相对论在对刚体运动学应用上有错误，广义相对论也因没有找到时空本体元素而存在不足，但为科学时空观确立奠定了坚实的基础。

广义相对论新时空观诞生后，极大地冲击了经验唯物论。场方程计算的“时空间隔”证明，宇宙中确实有一种“超验实在”驻守在真空场，监护着万物运行。由于相对论把“以太”从时空场中开除了，第二阶段现代物理学对时空概念的认知工作最终没有完成。

第三阶段：弦论、虚时间、时间箭头的启示

相对论诞生已过百岁寿辰，它没有完成的工作后人一直在继续探索。期间，最有成就的新发现，莫过于上世纪七十年代以后提出的弦论、虚时间和时间箭头。

弦论起源于六十年代一个不恰当的实验，后来加州理工学院物理学家史瓦兹把“弦”当作量子的引力载体，为宇宙最小单元提供了一个可以武装时空的本体元素，改变了传统理论把“点粒子”作为最小单元的错误观念。

“虚时间”和“时间箭头”新观念分别由物理化学家伊利亚·普利高津，理论物理学家斯蒂芬·霍金和罗杰·彭罗斯提出，他们在整合统计力学、量子论和相对论过程中，发现了“虚时间”和“时间箭头”对于物态形成和统一引力与量子力学的重要性，把现代物理学对时空概念的认识提升到接近本来面目的崭新阶段。

弦论思想和老子《道德经》中定义的“大道”有相似性，我们已把它定义为夷弦。用正负夷弦作为宇宙本原，就可以对宇宙最小单元的时空做出科学定义。

时间箭头概念较早提出者是化学家普利高津；物理学界权威人士不是太认可。普利高津在研究物态生成过程时发现，熵流的时间指向和熵产生的时间指向相反；由此他确立了定态系统的总熵状态公式，得出“时间之箭在非平衡态结构的形成之中，扮演着最重要的角色”这一新的科学论断。

从物理学视角提出“虚时间”和“时间箭头”的代表人物，是物理学家斯蒂芬·霍金和罗杰·彭罗斯，他们在整合量子论和相对论过程中，发现了“虚时间”和“时间箭头”对于引力和量子力学统一的重要性。霍金说：“无序度或熵随时间增加是所谓时间箭头的例子。时间箭头将过去和将来区别开来，使时间有了方向。……；然而，假定上帝决定不管宇宙从何状态开始，它都必须结束于一个高度有序的状态，则早期这宇宙有可能处于无序状态；这意味着无序度将随时间而减少，你将会看到破碎的杯子集合起来并跳回到桌子上。”

这是霍金坚定认为当人们试图统一引力和量子力学时，必须引入“虚时间”概念的重要机制，没有虚时间，就无法完成量子论和相对论的统一。霍金的合作者彭罗斯更是直接地说：“真正的量子引力应当是时间不对称的，也就是说，它应当明显地含有时间箭头。”

霍金和彭罗斯认为，欲想弥合量子论和相对论不协调，唯有引入“虚时间”概念和量子的“时间箭头”。这一新发现和普利高津在处理统计力学物态形成时必须引入“熵流”的思想完全一致。

熵流和时间之箭都是虚空负能量子的本质属性，把这两个新概念引入物理定律后，就会从根本上改变人们只能在热力学时间箭头下记住过去，而不是记住将来的心理学时间箭头；才有可能引领人们的心理学时间箭头倒溯，用熵流和虚时间从将来逆向演绎过去事物的来历和创生机制。

虚时间和时间之箭的提出，为时空概念科学化定义提供了非常宝贵的哲学思想。站在先验逻辑易学认知宇宙秩序的视角看，闵可夫斯基时空方程中的时间维ict实际就是引力场以太元素的虚时间，相对论的成功得益于这个虚时间。

科学进步需要一个过程，相对论用“虚时间”得到引力场的“时空间隔”后，把虚时间的载体以太丢弃了，导致霍金提出的虚时间失去了本体元素，他所设想的虚时间和实时间互相垂直也就成了数学技巧。薛定锷方程中那个神奇的算子ih，实际就是单周期量子“虚时间”拥有的负势能。由于量子论物理学家缺少弦量子时空结构支持，导致对这个作用量子的真面目一直没有搞清楚。

虚时间和空间结合，就是虚时空。虚时空代表负弦量子拥有的负势能，在三维坐标中是一个下凹的“空穴”，这是一个看不见的“空”世界。与此相对应，实时空代表正弦量子拥有的正势能，在三维坐标中是一个凸起的实体，这是一个看得见的“实”世界。宇宙中所有定态事物，都是由负弦量子虚时空包络正弦量子的实时空构造，中国古代哲学家老子称虚空是“盅”，物质元素进入“盅”内后，虚空元素的负势能（精气）对它造型，“盅”是什么形状，物质元素就是什么形状；老子把这种结构称“万物负阴而抱阳，冲气以为和”。

可见，人们只要能够突破唯物论不承认宇宙中有非物质实在这一思想障碍，就能对时空概念做出清晰的科学定义。关于普利高津、霍金等科学家提出虚时间和时间之箭的物理机制和价值，在本公众号“统计论的禅境”中有简略介绍。

以上是根据闵可夫斯基四维时空方程，结合相对论和量子论成果，尝试性给出了宇宙虚空中时空元素的结构和功能。若要进一步揭示宇宙时空的整体结构，须用先验逻辑易学结合现代物理学进行演绎推理，初步结论就是大家熟知阴阳鱼太极图。太极图中阴鱼应当是罗氏空间的时空模型，阳鱼内部从鱼眼到恒星、行星等天体之间，应当是黎曼空间的时空流形，时空元素都是以太。

我们日常感知的欧氏空间那只是一个骨架，其空间装的都是罗氏时空元素和黎曼时空元素以太。万物以租用宇宙时空的方式来显示自己的存在时空，租用期间，必须向提供时空的主人交纳租金。缴纳租金的方式在本公众号《上帝的黑匣子——正态分布》中有介绍。

明确了宇宙虚空中的时空元素，如果有读者感兴趣，准备在下一篇文章中进一步探索万物存在的时空结构方式和时空的科学定义。

（待续）

时空是什么（下）

19世纪物理学就是以唯物论为其特色起家的，面对着咄咄逼人的实验证据，20世纪物理学家们则开始脱离严格的机械宇宙模型，转而把精神看作是在一切物理事件中，扮演着一个与事件不可分离的角色。

——保罗?戴维斯

上文简要介绍了物理学对时空概念认识的三个阶段，其实，第三个阶段只是从正在病塌上挣扎的现代物理学根部冒出的幼小萌芽，理论界对弦量子、虚时间、时间箭头这三样具有颠覆性的时空本体观和全新时空观的提出，关注的人不少，真正研究取得进展的人不多。

主流学界多数人仍然坚信不同惯性系的动体具有“尺缩、时胀、质增”相对性效应，少数感觉这个结论有问题的人，除了勇敢的外国顶级科学家和中国已故院士席泽宗、现任院士朱清时发出了声音，其他人碍于另类思维对传统科学规范的变革风险，也不敢贸然站出来进行纠正。广大非主流界的理论工作者，极大多人正在牛顿绝对时空观和爱因斯坦相对论时空观之间徘徊不定。

弦量子、虚时间、时间箭头的提出，原本是在第二阶段时空观革新基础上进一步揭开宇宙和万物创生之谜的更高层次革命。在普利高津、霍金、彭罗斯等科学大师激情鼓动下，寻找“弦量子”和它的“时间箭头”一度曾是主流科学主攻方向，人们怀着巨大的热情，期待21世纪新科学诞生。

进入新世纪后，2003年普利高津不幸逝世，新时空观萌芽因失去了一个先知先觉者而陷入无人培育状态，随着霍金因哥德尔定理制约而无奈放弃M-理论，到目前为止，已很少有人认真去领会时空本体元素弦量子、虚时间、时间箭头对于认知“精神实在”的重要意义。从全球范围看，科学界追寻“虚时间”和“时间箭头”的激情似乎也在退却。

出现这一情景的原因，很可能是物理学受20世纪最大失误影响，人们潜意识地把物质作为构造宇宙万物的唯一实在，未能下功夫把隐藏在相对论场方程、量子论波函数方程、玻尔兹曼H函数中的非物质精神实在揭露出来，后来也就逐渐失去了论证“虚时间”存在方式和寻找量子“时间箭头”的信心。

相对论虽然在沉寂400多年的绝对时空观死海中投下了一颗威力不小的炸弹，但并没有真正完成时空观革新。未来真正有希望确立科学时空观的新物理学，当属弦量子、虚时间和时间箭头新观念。为了对决定物理学走势的时空概念进行科学探索，本文首先阐述如何把各类时空的存在形态加以区分，然后再对时空做一个尝试性定义。

读者在阅读以下内容时，不要受传统观念束缚，也不要嫌麻烦。我们都在时空中生存，认识它的存在形态属于定性知识，需要的是知性意识，不需要很高深的数学理性，也不必为无法实验证明而烦恼，我们只要把时空当作事物的属性来对待，用中国先验逻辑根据知性意识思辨，也许会有意想不到的突破。

三种基本时空结构

宇宙中的时空都有自己的构造主人，也有自己的特定功能。从大的方面来说，能够发生相互作用关系的时空分三种类型。一是宇宙本体构造的时空，数学上称罗氏空间。二是宇宙中心和内部万物构造的时空；数学上称黎曼空间。三是包括我们人在内的现实世界动体本身的时空。这三种时空是互相连为一体的开放系统，统称宇宙虚空。三种时空类型分述如下。

1.罗氏空间的时空

罗氏空间的几何形体就是太极图的阴鱼。阴鱼是宇宙镜像模型，它的实际位置和阳鱼重叠在一起。如果把阴鱼旋转180度，使阴鱼和阳鱼形成复合结构，就是宇宙的实际形体。佛教和尚念经敲的木鱼，就取自这个抽象的宇宙模型。

罗氏几何公理系统和欧氏几何不同的地方，仅仅是把几何平行公理改成“在平面内，从直线外一点，至少可以做两条直线和这条直线平行”，其他公理基本相同。由于平行公理不同，经过演绎推理，引出了一连串和欧氏几何不同的新几何命题，这些命题正好和易学推得的阴鱼时空分布吻合，所以，我们可以确认，太极图中的阴鱼就是罗氏空间时空模型。

罗氏空间由宇宙中心“上帝”粒子镜像支点和处于宇宙边际的第一类反质子、正电子、电子构造，由超微子以太作为罗氏空间的时空元素，其功能是传递“上帝”粒子镜像支点对宇宙边际反质子、正电子、电子的推斥力，为万物创造了一个时间几乎永恒的宏大空间。

凡是寄生在罗氏时空中的事物，都必须向构造罗氏时空的60种宇宙原子（60甲子）缴纳租用时空的费用。缴纳租金的方法是按序膜拜罗氏时空上下、左右、前后八方，在租用的时空中做周而复始概率运动，用自己的负势能弥补宇宙原子因提供时空而造成的内能不平衡。

所以，罗氏时空元素以太是掌控宇宙平衡秩序的钦差大臣，绝对听从“上帝”粒子下达的适应全宇宙平衡的指令。莱布尼兹猜测的“先定的和谐”，就来自罗氏时空中的负势能。这个自然力在宇宙中处于主动地位，相当于“上帝”的左手。

罗氏时空是宇宙本体的属性，代表64种宇宙原子总能量分布状态。第一类反质子拥有的负势能用于支撑宏大空间，相当于空间的“立柱”。第一类质子拥有的正势能集中在宇宙中心，电子拥有的正势能分布在宇宙边际，分别充当罗氏空间“立柱”的力支点基石。

第一类反质子“虚时间”负势能是支撑宏大空间的负熵，时间箭头始终指向过去。宇宙由小到大成长时，熵流加大；待到宇宙衰老时，熵流减小。第一类电子基石的正势能是跟随反质子移动的熵产生，时间箭头始终指向未来。宇宙由小到大成长时，熵产生减少；宇宙衰老时，熵产生增大。宙龄从婴儿宇宙入世起计，一直到宇宙衰老死亡为止。

2黎曼空间的时空

黎曼空间在太极图阳鱼内部，由“上帝”粒子实体支点和现实原子中第二类反质子、正电子、质子、电子构造，也由超微子以太作为黎曼空间的时空元素，其功能是传递“上帝”粒子实体支点对宇宙内部负弦量子的第一推动力，宇宙内部负弦量子之间的万有引力。

这种几何的最重要性质之一是平行线公设：通过给定直线外任一点，可作一条直线与给定直线平行。这个公设在弯曲空间中并不适用，弯曲空间是黎曼空间，它的一种特例是常黎曼曲率空间。即截面曲率为常数的黎曼流形，包括欧氏空间、球面、双曲空间为其特例。

从物理学角度看，时空弯曲依赖于物质分布和它的运动，爱因斯坦广义相对论给出时空与物质之间的关系和它们的运动规律，就是利用了这种性质。把这种性质和易学得到的第二类基本粒子分布规律相比较，也十分吻合。因此，可以确认太极图阳鱼内部的时空是黎曼空间的时空。

在宇宙内部，凡是由原子物质构造的系统，第二类质子外围都存在等值反质子，周围簇拥着超微子以太。天体周围的时空就是由反质子携带的以太构造。无数反质子携带的以太相容叠加，构成浩瀚的黎曼空间时空场。

现实原子由反物质原子和物质原子共同构造，反物质原子由反质子和正电子共轭生成，是万物的造化大师，质子和电子生成原子的行为由它来安排。所以，我们也可以称它为灵魂原子。当定态事物内能改变时，黎曼时空就会根据守恒秩序推动原子、分子、晶体自发辐射或自发吸收。协助造化大师完成对各类物态的自组织工作。

黎曼时空和罗氏时空重叠在一起，黎曼时空的守恒需求受罗氏时空平衡需求支配。即使是携带黎曼时空场的特大天体，也必须服从罗氏时空场的统一指挥。所以，黎曼时空只能在罗氏时空场平衡秩序支配下操控事物的守恒秩序，处于保守地位，它的自然力相当于“上帝”的右手。

罗氏时空场的平衡需求是宇宙第一秩序，黎曼时空场的守恒需求是宇宙第二秩序，两者默契配合，完美地实现对全宇宙“平衡-守恒”秩序的管理。

3现实世界动体的时空

现实世界的动体有三种基本类型，一是辐射量子；二是自旋粒子；三是原子物质。三者在罗氏时空场存在时，均须租用罗氏时空，用租用的时空武装自己的时空；其时空元素就是构造事物的弦量子。时空的结构方式由事物结构中的负弦量子虚时空操控，在老子道学中称玄牝谷神，它会根据“上帝”左右手施予的“平衡-守恒”力造化物质原子。

因此，负弦量子的虚时空是一种具有自组织能力的自然神，可统一称之为精神元素。中国人称定态系统为“事物”或“东西”而不叫“物质”，就是这个原因。事物的“事”是做的意思。自然神造化了定态物质，故称定态物质为事物。“东”是太阳升起的地方，代表有活力的虚空精气（熵流），“西”是太阳下落的地方，代表会自然衰老的物质，“东西”就是有活力的虚空精气和自然衰老的物质结合在一起。

辐射量子和自旋粒子中没有反质子，不携带黎曼空间时空元素以太；在罗氏时空场运动时，动态时空（速度）是绝对的，其内禀时空结构方式，由辐射量子或自旋粒子中精神元素侠仙的虚时空振幅频率或自旋频率决定。

原子的结构由灵魂原子和物质原子互补构造，支配灵魂原子行为的自然力从宇宙中心一直延伸到原子内部。作为力传递媒质的以太，极大部分聚集在反质子周围，按照距离平方反比关系递减分布。

因此，原子物质周围都携带大量黎曼空间的时空元素，在罗氏时空场运动时，动态时空（速度）都是相对的，其内禀时空的结构方式，由原子中反质子、质子、正电子、电子相互作用关系和正电子几率运动相空间综合决定。

动体租用罗氏空间的时空，就是用于计算事物位形和能动量的时空；我们日常看到的好像是物质原子的时空，其实，物质原子本身没有自发有序化能力，物质原子时空只是灵魂原子虚时空的折射。灵魂原子的虚时空像一个可以装物品的“盅”，物质原子被灵魂原子吸引到“盅”内，“盅”是什么形状，物质原子就是什么形状。

事物租用的宇宙时空由两部分组成，一部分是其结构要素周期运动时占有的时空，另一部分是整体事物静止或运动时占有的时空。宇宙时空不存在时，万物就会因租不到时空而自然消失。我们人的一生，也是依靠租用宇宙时空而生存，也必须向宇宙原子构造的时空缴纳租金，受年、月、日、时60甲子运行属性操控，构成人的运程。

时空概念定义

通常我们使用的时空概念有两种内涵：一种是代表某事件从诞生到消亡的时空。任何事件生成后，都有一定的活动空间和存在时间，这一类时空称寿命时空。其空间与时间的比值可称之为等效速度，代表事件持有的能动量状态。

宇宙时空是宇宙本体的属性，虽然我们不知道它的诞生日和消亡时，也不知道它占有多大体积，但必定有它自己的存在时空。可以断定，科学发展到一定水准时，其时空可以根据宇宙总质量（势能）增长状态估算出来。

对于寄生在宇宙时空中的万物，都必须租用宇宙时空的方法来表达自己的存在形态。如人类社会，在租用宇宙时空生存活动中，发明了公历纪元时间，记录人类的活动时空，通过不同时期人类活动时空记录，就可知道纪元前后的社会形态。如国家政权，也是用租用宇宙时空来表达从建国到灭亡的政权时空，各朝各代，都有自己的疆域大小，经济文化活动范围和存在时间的记载。

人的生存活动也是租用宇宙时空来表达自己一生的时空。把一个人的生活工作空间、思想文化空间和寿命结合，形成一个人的个人时空。深山老林中百岁长者，如果没有自己的思想空间，只有生存空间，租用宇宙时间虽然很长，但生存和思想活动空间很小，从空间和时间的比值看，他的平均等效速度很小，一生的能动量属性也就很小。还譬如抛体运动，也是在租用时空中运动，从起飞到下落，占有一定的时间和空间，走水平直线时，时空平直，没有内禀势，走曲线时，时空弯曲，有內禀势。

寿命时空持续过程都是在精神元素“虚时间”箭头支配下演化，物质元素的“实时间”之箭是被动的。如果没有能量补充，总熵的时间之箭就会按照普利高津总熵状态公式演化，快速指向未来，耗尽天赐的可支配能量后，寿命就宣告结束。

事物生存过程由造化物态的自然神操控寿命，自然神通过感性、知性、理性意识，按照自我平衡补充低熵能量，就能出现阶段性的返老还童，延长寿命。但无论做出何种努力，根据熵变定律，最终都必然会死亡。也就是说，寿命时空的总熵时间之箭不可逆，这是普利高津耗散结构理论得出的结论，也可以用弦量子初始时空形成机理来证明。

另一种是代表组成事物结构要素的时空。为满足事物的存在寿命，内部的结构要素都必须由可以起死回生的要素组成，这些要素在“虚时间”支配下，按照周期率运行，称周期时空。运行一周所用时间称周期，所占有的空间称波长，波长和周期之比是内禀相速度，相速度和时空曲率结合，就可以表达该事件的内禀能动量属性。

此类物的总熵时间箭头指向是可逆的，精神元素的虚时间箭头始终指向过去，物质元素的实时间箭头始终指向未来；从起点到终点，熵流和熵产生的总熵时间箭头顺行，从终点回到起点，总熵时间箭头逆行。熵流和熵产生始终保持总熵状态小于或等于零状态。结构要素的空时之比永远守恒，不会无故丧失，也不会无故增加。

根据上述两方面内涵，无论是寿命时空，还是周期时空，其本质都是反映事物拥有的自在能动量。根据时空概念这一本质属性，就可初步给时空下一个定义，表述如下：

时空是事物的自在属性，时间是其存在的过程，空间是其存在过程的位形。自在时空有虚实两种形态，虚时空中拥有决定事物本质属性的精神能量负熵，实时空是精神能量负熵造化的“物态”。

根据这个定义，我们就可以把事物的时空状态进行统一描述。狭义相对论把物质的自在能量分成两部分，一部分是动体结构要素内禀时空拥有的动势能（潜能），另一部分是动体惯性时空拥有的动能（显能）。质能公式中速度C是原始夷弦的时空常数，蜕变成自旋基本粒子后，就成为动体结构要素内禀时空相速度，这部分能量用于表达质量属性和潜在的做功能力。速度v是动体获得的惯性时空，这部分能量用于表达动体拥有的视在动能。

需要说明的是，狭义相对论总能公式推导过程的真实相互作用是负能量子，负能量子和正能量子处于互补平衡状态，绝对值相等；人们能够看到的是由负能弦量子包络起来的正弦量子，负弦量子是看不见的虚空，能够感觉到的是正弦量子。单独的正弦量子只携带正能量，释放光热电能。不能主动做功。因此，总能公式实际反映的是负弦量子的性质。

宇宙时空中所有辐射量子、自旋粒子、原子、分子、天体、恒星系、乃至植物、动物和人，都可以用修正后的质能公式和普朗克公式表达它们自在时空动势能状态和品质。

通常人们把时空当作度量手段来理解，那仅仅是对某一系统存在状态的技术性计量，不能用于科学分析事物的本质属性。事实上，技术领域的度量时空也代表一段时间内事物拥有的能动量。在低速动体和封闭系统处理问题时，度量时空近似时空间隔不变的惯性系。但在处理高速动体、微观粒子和开放系统问题时，这种度量时空就会失效。因此，必须从运动体所处的“场”来认识时空的本质。

物理学时空是事物的自在属性，“厘米-克-秒”基本量纲就是为描述系统自在属性而设置的参数。厘米是空间，克是质量，秒是时间。三个基本量纲反映事物的本质属性。根据相对论和量子论，我们还可以把质量转换成时空属性来表达。这样，用于表达能动量属性的基本物理量就可全部变成时空属性。

经典物理学时代还不知道质量和能量是同一的。根据相对论，质量就是能量，而能量由弦量子时空常数C蜕变而来。因此，时空概念是一种要比质量概念更深层的本质属性。物质的质量和能量属性可以消失，唯有时空属性不会消失。

最容易理解这一观点的是无限红移的量子，它的视在质量和能量已经全部消失，那么人们就会问，消失的质量和能量跑到那里去了呢？根据总属性守恒原理，无限红移量子的本质属性必定全部蜕变为时空常数等于C的一根很长很长的直弦，其它什么也没有。这根伸长的直弦虽然失去了能动量，但它的时空常数C没有丢，质量和能量蜕变成新增加的空间长度也没有丢失。

通常人们习惯于把一定条件下的度量时空当作物理学时空来处理，认为物理学空间不会伸缩，时间不能倒流，这是从热力学第二定律延伸过来的心理学时间，不是物理学时间。物理学时间是可逆的。我们仍然以无限红移量子为例，这是一种极熵弦量子，时间虽已走到尽头，但它的时空常数C依然存在；当无限红移量子互相对撞时，它的时间立刻就会反演；从终点回到起点。宇宙就是由无数正负极熵夷弦构造。

相对论长出的新芽

爱因斯坦在沉寂的绝对时空中扔了一颗威力巨大的炸弹，把经典物理学的根基暴露出来了，原来牛顿力学的地基中只有砂石，没有科学所要追寻的东西。爱因斯坦把他的新时空观植入了力学基础，但人们看到的大厦依然不能令人放心。所以，科学家一直在论证相对论的结论，爱因斯坦也因此而没有得到诺贝尔奖。

确定了宇宙虚空中存在时空元素以太后，相对论的“时胀”、“尺缩”就成了以太对动体的动力学效应。动体在静系坐标走的路程，如果在动系坐标走同样路程，那就得延长时间。动体在静系坐标消耗的时间，如果在动系坐标消耗同样时间，那就得少走路。

其原因就是上一篇文章中闵可夫斯基给引力场添加的虚体元素ict，ict有自己的内能。在传递作用力时受其内能制约。闵氏方程已经给出，这个元素的总内能C²永远守恒。这一属性表明，引力场的力传递速度恒等于C。动体在力矢量方向受力决定于自身的速度，速度提高，受力就会减少。为了达到预定速度，就得延长时间；如果用同样时间，就得少走路。

举个简单例子，譬如有一艘帆船，依靠风力顺风行驶，风速不变，帆船速度越快，风对它的作用力就越小。当帆船速度达到风速时，帆船受力等于零。同样，动体受力需通过超微子以太传递，以太的力传递速度C不变，动体在力矢量方向的速度越高，受力就越小；当动体在力矢量方向速度达到光速时，受力为零。

传统笛卡尔坐标只对三维空间进行取向，认为空间和时间是独立的。那只是对欧氏空间的数学抽象，欧氏空间只是一个骨架，内部装的是罗氏空间和黎曼空间的时空元素以太。牛顿虽然引入了以太作为力传递媒质，但并没有赋予时空属性，也就不存在引力场对动体的相互作用关系。伽利略变换就是建立在这一时空观基础上的近似变换，一旦参照系速度提高，以太对参照系的动力学效应就会显露出来，伽利略变换失效。

霍金提出虚时间和时间箭头概念后没有取得进展，是因为相对论把时空本体元素抹去了。如果把超微子以太请回来，把它装在笛卡尔坐标中，这个具有虚时间元素的功能就会清楚地显示出来。

首先给相对论找到了时空本体元素，它的能量值已经由闵氏方程给出，那么，它的力传递速度也就知道了。广义相对论中的“类空”就成了延长时间；“类时”就成了少走路；“类光”就成了光子在飞行方向受力等于零。

其次给量子的“量子猫”找到因果关系，微观粒子在虚空运动时，必定会和以太冲撞。于是，概率波、物质波的因果关系也就找到了。

虚时空不仅能解决引力场和量子场的物理问题，还能解决定态事物为什么自我有序化问题，将它和物质元素结合，就可得到定态物质自组织的缘由。而要为量子引力找到时间箭头，必须有可以武装时空的本体，这就需要用弦量子来取代传统的点粒子概念。

因此，相对论的本质是时空论，它的历史使命已经完成。弦量子、虚时空、时间箭头是在相对论时空观基础长出的新芽，精心培育它，就可以依托于精神元素，建立包括生命物质在内的全新物理学。有了全新物理学力学机制，就可对化学、生物学、心理学、社会学进行科学指导。

用高速飞行的直弦（夷弦）作为宇宙本原，可以演绎出五种自然神。其中两位自然神无法检测到，一位是“上帝”粒子，居住在宇宙心，为两类基本粒子提供强大推斥力。另一位是后土娘娘，居住在无机元素的核子中，用强核力把参与核聚变的质子粘接在一起，确保山川大地结构稳定。

余下三位自然神和我们生活在一起，就是以太、侠仙、灵魂原子。它们是整个宇宙时空的主人，虚空是它们居住的地方，以太是上帝钦差大臣，具体管理宇宙秩序；侠仙和正弦量子形成等频驻波结构，没有私心，负责管理辐射和自由电子，为全宇宙事物提供能量。高阶灵魂原子集合体可造化出有知性、理性意识的生命，为了自己管理的生命延续，都有趋吉避凶的私心；其运行遵循“人法地、地法天、天法道、道法自然”秩序进行。

灵魂原子有两种天然本性，第一本性是满足自己的平衡需求；在获得平衡基础上，第二需求是满足自己的自为有序化熵减需求。凡是在时空相互作用中把握平衡好的生命体，生命价值体现就好，凡是失去了平衡的生命，就会加速衰老死亡。

这个结论可由普利高津耗散结构理论加以证明。这就是现实世界灵魂原子虚空和宇宙虚空的关联性。如果理解了宇宙虚空与万物的关联性，既有智慧又有情感的人，就能自觉地遵守宇宙平衡秩序。

结束语：时空是形而上学前沿

根据时空定义，既然虚时空中拥有决定事物本质属性的精神能量负熵，实时空是精神能量负熵造化的物态，那么，时空就成了形而上学的本质问题。

德国哲学家海德格尔（公元1889年—公元1976年）在其《形而上学导论》中说：“从形而上学的基本问题：'究竟为什么在者在，而无反倒不在？’我们提出了前导问题：'在’是怎么一回事情？这两个问题之间的关系需要澄清，因为这种关系很特殊。从习惯上看来，前导问题是在主导问题之前和之外的问题，尽管也还要看到主导问题来解决的。但是，哲学的追问在原则上从来不会这样来解决，居然可以有朝一日把它搁在一边弃置不顾。在这里，前导问题根本就不会被置于基本问题之外，它简直就可以说是在询问基本问题时所点燃的火种，是所有一切追问的发源地。”

海格尔说的“究竟为什么在者在，而无反倒不在”这个前导问题，最早提出人是古希腊哲学家巴门尼德。他认为，我们只可能知道存在者存者的存在，不可能知道存在者不存在。这是巴门尼德的形而上学观点。

海德格尔为了使他的重要论著《存在与时间》能被人们接受，他以精炼语言写了一本《形而上学导论》小册子，对基本问题“为何在者在，而无反倒不在”进行了追问，直逼“在”的本质。他把“在者”和“在”区别开，不再追问“在者”，而是直接追问“在”本身。

这样，他就把巴门尼德的问题提升为：我们只可能知道“在”生成实体的在者，不可能知道“在”未生成实体的在。海德格尔的追问，实际就是要想知道“无”和“有”的关系问题，而这个关系问题，正是中国老子《道德经》论述的主题。

海德格尔不主张追问“在者”，实际就是把“在者”当作“有为”事件来定义。追究“在”，实际就是把“在”纳入虚空“无为”范畴来定义。

这种哲学思想和老子的泛神论思想如同一撤；稍稍有一点差距是他还不知道“在”就是虚空谷神。所以，海德格尔哲学最终只提到了“在”对所有存在者的“自然为人立法”，其他东西就没有了。

海德格尔《存在与时间》论述主题就是关于人生存状况的结构分析，认为生存在宇宙时空中的“人”，必将通过情绪、领会、语言等方式与各色各样的物事打交道，世界也就在这种展开中同时成为人的舞台。

这种展开在人日常生活中存在着相应的对应样式，他从“此在”出发追问存在的意义。把时间看成“此在”存在的境域，这和上面我们对时空的定义是一致的。

海德格尔对“此在”、“世界”以及“在之中”的阐释都是依据时间箭头（时间性）展开。他认为，“在之中”不是某一物现成地在另一物之中，不是简单空间上的“在”，尤其突出了“在之中”的过程性。

存在不是现成存在者的现成属性，而是“去存在”的种种可能性，它是“此在”于世界中的历史性、时间性的展开活动。因此，世界不是一种现成的空间或场所，而是“此在”本身的展开，是“此在”通过现身、领会、言谈等生存机制组建、构成或开展出来的真实世界。

海德格尔这些论点和老子《道德经》几乎完全一致，只是语言表达方式不同。他和老子时间上相隔2500年，空间上相距数千公里；海德格尔是德意志人，老子是中国人，两人能得出如此惊人一致的观点，只能说明人性是超越时空、超越种族的先天属性，人类最终必定和谐相处。

海德格尔用德国著名诗人惠尔德林《提坦诸神》中的诗句，结束他的《形而上学导论》，现将此诗句录于此，作为《时空是什么？》的结束语：

因为不适时的生长

深思的上帝

就恨它。