|
上一篇文章中我介绍了有关时间的相关知识，其实我们通过上一篇文章可以看出，当我们以为很熟悉的事物，其实未必真的很熟悉。比如上期谈到的时间，大家都觉得非常熟悉，但是真的去深入思考有关于时间的问题，发现真相远远比想象要复杂的多，那么这一期我们来谈谈空间相关知识。 古人说：名不正则言不顺，只有对定义做了一个清晰的界定，我们才能更加理解事物的本质。那么首先来研究定义：什么是空间？其实你仔细思考会发现也不好定义。古代的哲人通常把空间理解成为一种不存在的事物，也就是说古人其实并不认同空间是一种客观存在的实体，古人认为空间只是一个人类虚构出来的概念，只是为了方便我们表达世界的变化而虚拟化出来的一个概念，脱离了人类空间将不存。 但是这属于一个哲学家讨论的话题，因为古人那个时候还没有完善的科学体系，甚至连什么是科学都没懂。当科学体系慢慢被建立起来以后，由于科学讲求的就是严谨，所以对空间的定义将无法回避。牛顿是如何定义空间的呢？牛顿认为空间是一种客观存在的实体，但是空间本身是静止不动的，也就是说牛顿认为我们的宇宙范围内其实存在一种绝对静止不动的物体，这个物体就是空间。那么一切以这个空间作为参考系得出来的运动才是真的运动。 借助于牛顿的这个定义，那么我们就可以用牛顿力学来演绎当时的大部分运动，因为牛顿这样定义空间，等于给万事万物建立了一个标准和框架，人们可以用空间坐标来表达空间本身，于是牛顿力学在当时真的做到了上天入地无所不能。 但是牛顿的这个空间定义有一个很大的bug，那就是牛顿所说的空间我们却看不见摸不到。既然没看见也没摸到我们怎么断言这个事物一定存在？比如电磁场虽然我们看不见也摸不到，但是随着测量技术的提升我们甚至可以检测出空间任何位置的场强是多少。很多人认为电磁场是人类虚拟出来的一个事物，其实电磁场是客观存在且不以人的意识为转移的事物，人类存在电磁场也存在，人类不存在电磁场依然存在。但是面对空间我们似乎不能够去通过技术提升了观察它。 本来对空间的定义其实并不重要，牛顿力学已经足够好用，但是却出现了一个解释不了的问题，那就是光速为何相对于所有参考系的速度都是C不变。关于这个问题我前面写了很多篇狭义相对论的文章来解释，其实就是因为我们所认为的空间其实更具有可塑性。（当然时间也更加可塑性，可以变慢或加速）。 牛顿时代认为的空间是一种绝对静止不动的事物，但是为了解释光速不变问题，爱因斯坦认为我们必须改变对空间的原有认识。空间不在是一个固定不变的事物，空间不仅可以变大缩小，也可以弯曲。同时由于时间也具有可塑性，那么把空间和时间联合起来组成一个事物：时空，就呼之欲出了。 一旦我们意识到了时空的存在，那么时间和空间将不能再单独拿出来分析，我们要分析就得直接分析时空这个事物。这一分析不打紧，直接发现了一个非常奇怪的结论，我们的时空竟然是弯曲。在牛顿时代所认为时间和空间都是平直的，但是到了爱因斯坦时代，时间和空间组合出的事物“时空”竟然是弯曲的。 所以分析到这里我们可以看出，从牛顿的绝对时空观，到爱因斯坦的相对论时空观，人类对空间的认识越来越深入，空间本身的知识也越来越复杂。我们也能时空本身做一个数学上的描述：曲率。也就是说时空中的任意一个位置我们都能够测量出来它的曲率。曲率就是弯曲的程度，借由这个理解，爱因斯坦的广义相对论开始大放异彩。 未来空间还会有怎样的理解，空间本身还有多少学问等待人类去探索，这些还有待科学家前赴后继的去做出更多学术成果。我是小彭来给您解惑，如果喜欢文章可关注。 |
|
|
