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什么是二元时空观?

更新:01-23 整理:39baobao.com
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展开全部 可以参考以下资料,来解决你的疑惑 人类对时空认识的探讨 摘要:人类对时空的认识经历了一个漫长、复杂和曲折的过程,在远古时代人们认为天方地圆,后来有了牛顿的绝对时空观,又有了爱因斯坦的相对论时空观,建立了在混沌分形理论基础上的时空观,近年又出现了在“光速改变”(VSL)理论基础上的新时空观,而建立在“超弦理论”基础上的多维时空更让人感到人类对时空的认识是一个永无止境又难以定论的话题。 关键词:天方地圆 绝对时空 相对时空 混沌分形 光速改变 超弦理论 多维时空 物理学和现代高科技经过百年的飞速发展,人类已经进入了一个全新的时代。但是物理学仍然面临许多迫切需要解决的问题,爱因斯坦终生没有解决的统一理论至今没有解决,另外弦理论还需要完善,宇宙大爆炸学说对普朗克时间[宇宙诞生的0.(42个零)1秒前]和黑洞的无奈,还有一些重大物理实验和所观察的现象无法用现有理论进行解读。伴随着新世纪到来物理学所面对的也和百年前一样是层层迷雾,超越爱因斯坦理论的物理学理论有可能出现。人类对时空的认识是一部不断发现、纠正、完善和挑战前人理论成果的科学。下面笔者从天方地圆的平直时空观到爱因斯坦相对论时空观,以及建立在超弦理论基础上的多维时空理论进行简介和探讨如下。

一、古老“天圆地方”的平直时空观 人类至产生以来,就可望对自己生存的环境有一定的了解,对时空观念有一个初步的印象。在中国上古神话中就有盘古开天,清则上升为天。浊则下沉为地之说,他们认为天方地圆。因大神共工撞倒不周山撑天柱,所以天倾西北,地倾东南,则有日月星晨从东方升起,西方降落。人类从产生时起就不断地研究时间和空间的问题。人类为了生存和发展,要了解宇宙,了解天气的变化,想知道风雨雪雷电是怎样产生的,一年四季如何变化,何时播种,何时收获。天与地本来是个巨大的空间,激发了我们的无限的想象和兴趣,可在封建社会,人们一直认为他们生活的在绝对平面上,地球是平的。有人称之这一时期宇宙定律为毕达哥拉斯定理(国人称之为勾股定理),既a2+b2 = c2,“毕达哥斯拉定理不仅在数学上的美是合理的,同时通过近代对它的研究还产生了著名的费马定理。费马定理在上个世纪80年代和90年代才被证明。 a2+b2 = c2不仅具有几何的美,更反映了人类对时间和空间的美的认识。它是一种平面思维的时空观。是人类认识自然的第一个重大的完美的定理。”(转至朱伟勇 朱海松《热抽象》P7) 近代由于航海发达等因素,人们看到远处出现的船不是简单的由小到大,而是好像从远处海平面以下钻出来一样,于是人们开始对海平面是否真的平,地球是否真是无限大的平面开始的怀疑,由于对地球形状的各种猜测,其中毕达哥达斯从球形是最完美的几何体的观点出发,认为大地是球形的,太阳、月亮和行星作匀速圆周运动思想。他认为地球沿着一个球面围绕着空间一个固定的“中央火”转动,另一侧有一个“对地星”与之平衡。这个“中央火”是人类永远看不见的。他认为天上发光体必然有十个,这十个天体到中央火之间的距离同音节之间有同样的比例关系,以保持星球的和谐,从而奏出天体的音乐。这使人想起了目前的超弦理论。(参考朱伟勇 朱海松《热抽象》P5)。

二、以“经典力学”为理论基础的绝对时空观 希腊人用几何方法来解释行星的运动,公元2世纪时出现的托勒密地心体系就是这些学说的代表。这个体系统治了十四个世纪之久,直到16世纪哥白尼日心体系的出现,到了17世纪以惯性系为基础的伽利略相对性原理的出现。于是有了以牛顿三大运动定律和万有引力定律为基础的经典力学的建立,也有了以经典力学为基础的绝对时空观念。牛顿认为绝对真实的数学时间,就其本质而言,是永远均匀地流逝,与任何外界无关。绝对空间就其本质而言是与任何外界无关的,它从不运动,并且永远不变。认为空间是立体的,OX、OY、OZ构成三维立体的空间,而且他把空间和时间分割开来,空间对时间没有明确定义,而是一个自然流动的均匀变化轴。经典时空认为同时的绝对性,时间间隔的绝对性,空间距离的绝对性,质量的不变性。所以时间、长度和质量这三个基本物理量在经典力学中都与参考系(观察者)的运动无关。 3.以“光速不变”为理论基础上的相对论时空观 1905年,爱因斯坦连续发表了5篇文章中,狭义相对论彻底改变了人们的时空观念。根据这一理论,“时间或空间因时因地而异,会发生膨胀或收缴”。后来这个理论发展成为一种用来解释宇宙现象的引力理论,既广义相对论。狭义相对论两条基本假设是:一是相对性原理。在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的;二是光速不变原理,不管是有哪个惯性参考系中,测得真空中的光速都相同。 关于“同时的相对性原理”的说明要从“爱因斯坦的奶牛梦”说起,爱因斯坦在青少年时做了一个很特别的梦,其梦境如下,在一个风景如画的牧场上有许多奶牛在带电的栅栏附近懒散的吃着草。当农夫给栅栏通上电时,农夫看到三头牛依次跳起来,而站在对面的爱因斯坦却看到三头牛一起跳起来。(参考《比光速...

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