闲聊宇宙（31）——空间、时间和速度

作者：侯工

侯工：

权威不代表真理；真理不是权威。神学相信权威；科学相信真理。

网友甲：

你是谁？

侯工：

我就是我。

网友乙：

究竟什么是速度？什么是自然速度？什么是宏观速度？什么是微观速度？它们之间是什么关系？

侯工：

提到速度，人们很自然地就联想到“距离除以时间等于速度”。并且一直沿用着一条公式：设速度为V，时间为t，位移为L，以公式表示：V=dL/dt。

一般人对这个公式的理解只是停留在宏观层面，如飞机的速度，水流的速度，风的速度等，并没有涉及到物体内的微观速度。其实速度是空间变化快慢的程度。空间包括宏观空间和微观空间：宏观空间是指人类肉眼能够看到的物体以及物体之间的关联；微观空间是物体内部微观粒子以及微观粒子之间的关联。

空间是指宇宙物质的范围和量值，时间是指空间的变化。人们将空间和物质分离开来，认为物质要借助于空间才有安身之所，好比房子是空间，人是物质，人要借助房子才能安身，如果没有房子，人将居何处？这种想法的错误在于：人们将局部的经验当作普遍规律，还美其名曰：“实践上升为理论。”实际上这是人类经常犯的错误。

究竟物质与空间是什么关系？

首先要明确什么是物质。物质分为狭义物质和广义物质：狭义物质是指具有质量的东西，如石头、水、空气、宇宙粒子流（射线）等；广义物质又分为两种：一种是宇宙物理科学的，是指没有质量的最小粒子和狭义物质，波（声波、电磁波、力波）是广义物质派生的现象，不是物质，另一种是哲学的，是指存在于人的意识以外的客观世界，包括波。

最小粒子来自宇宙的内秉。它是天生的，本来就存在的。如果说有上帝，它就是上帝。它是所有物质之源。然而，神学认为最小粒子是由上帝制造出来的。

我们所在的时间和空间是一个实时球面，时空是一体的。由于速度是空间变化快慢的程度，而宇宙时空球面是以物体固有的速度即宇宙原速膨胀的，其变化快慢的程度也是恒定的，因此可以将宇宙原速看成为空间的变化；又由于时间也是空间的变化；因此也可以将宇宙原速看成为时间，也就是说，在原速球面上，时间、空间和宇宙原速是三位一体的。基于此，我们才能正解理解公式V=dL/dt：公式的右边部分表示空间的变化的快慢，右边表示空间变化是以时间为背景的，也就是以时间为参照的，而宇宙原速表示时间的变迁，也就是空间的更新。因此，公式左边物体的自然速度（宏观速度、微观速度）V是以时间、空间为参照的，也就是以宇宙原速为参照的；当我们说一个物体的速度是多少时，实际上是指它这个联动环节的自然速度占宇宙原速的份额是多少。例如，我们说汽车的速度100公里每小时，是指汽车相对于地球的速度与光速的比较，占光速的100/300000公里。而距离就是每一瞬间空间变化的积分，也就是速度的积分。如果速度等于光速的话，就是时间的积分。显然，如果以光年来表示天体之间的距离，那么距离就等于时间了。

    自然速度是指联动系统里某个环节的速度，是宇宙原速的一部分。它的大小，就是在联动系统中，任何两个相邻环节相对于宇宙原速的速度差。比如地球的自然速度等于地球相对于太阳的速度，月球的自然速度等于月球相对于地球的速度……

自然速度包括宏观速度和微观速度。宏观速度是人类可以感觉到的物体速度，也叫外显速度；微观速度是人类无法感觉到的物体内微观粒子的速度，也叫做内隐速度。宏观速度增大（减小）必然使微观速度减小（增大）。显然，除了光速等于宇宙原速外，物体的自然速度并不等于宇宙原速，只有将其所有环节的自然速度叠加起来的总和才等于宇宙原速。

宇宙所有物体运动都遵守宇宙原速，这种运动就是原速运动，例如原速球面的运动。而物体以自然速度运动叫做自然运动，如飞机的运动。一般物体微观速度的变化表现为物体的宏观运动（或形变）。由于宇宙球面不断膨胀，物质必须释出最小粒子予以补充，这样导致微观粒子不断运动，从而带动物体的宏观运动，这就是物体自然运动的机理。最小粒子与物质的关系，就象毛线与毛线球的关系，拉动毛线就会使毛线球转动。例如飞机起飞的时候，发动机首先使飞机内的微观粒子的速度减小，减小到一定值后飞机才能获得宏观速度而实现起飞。发动机使微观速度减小的幅度越大，飞机飞行的宏观速度就越快。实际上两者是同时进行的。

空间在本质上是最小粒子，狭义物质本身也是最小的粒子，是卷成一团的最小粒子，就象卷成一团的毛线球，而不断膨胀的充满最小粒子的球面空间就象拉出来的毛线。随着宇宙球面膨胀，空间扩大，释出的最小粒子就越来越多，狭义物质就越来越少，这就是狭义物质与空间的关系，即候补将转为现任的关系。

    我们可以通过一个小实验来近似地说明宏观速度与微观速度的关系：在玻璃瓶内装一些沙子，当玻璃瓶向前加速时，沙子就会向后减速，以这样的方式来遵守宇宙原速（当然最后完成调节任务的还得靠微观粒子），这种现象叫做速度守恒定律。根据这一定律，宇宙所有物体都在自动调节宏观速度与微观速度的比例。例如一个地球上的物体的自然速度与宇宙原速的关系以公式表示：

V总宏观＋V总微观=宇宙原速                           （1）

上式的V总宏观表示物体各个宏观环节自然速度之和，

即V总宏观=……＋V银河系＋V太阳＋Ｖ地球＋Ｖ物体＋……

V总微观表示物体内部各个微观环节自然速度之和，

即V总微观=……＋V分子＋V原子＋V原子核＋V电子＋……

    在特殊情况下，V总宏观等于0，则有：

    0+V总微观=宇宙原速                                （2）                                            

上式表示当物质粒子产生衰变离开物体成为宇宙射线时，它的宏观速度等于0，而它的微观速度的总和仍然等于宇宙原速。

对于光速，宏观速度和微观速度都等于0，则有：

    0+0+光速=宇宙原速                                 （3）

    很明显，对于宇宙粒子的速度，则有：

0+0+V宇宙粒子=宇宙原速                             （4）

（1）、（2）、（3）、（4）表示宏观物体、宇宙射线、光、宇宙粒子都遵守宇宙原速。因此，无论是大至恒星，小至宇宙射线，或者是光线，都是以宇宙粒子的速度为标准，且和宇宙粒子完全同步。宇宙粒子的速度就是膨胀球面的速度，也就是宇宙原速。

    相对论所谓速度增加，时间变慢是什么意思呢？其实是指物体的宏观速度增大了，它的微观速度就会变慢。在高速的宇宙飞船上，如果你的手表是一般机械表，时间不会有明显变化，如果是原子表，由于原子速度变慢而导致其时间变慢，这就是所谓的时间变慢。其实，原子表变慢，仅仅是微观粒子的自然速度变慢的反映，由于总自然速度不变，所以时间不会变慢。

相对论所谓速度增加，质量就会增大，速度接近光速时，质量趋于无穷大，又是什么意思呢？

物体质量增大无非包含二层意思：

（1）物体增加了物质粒子；

（2）物体受力作用产生加速度；

    对于1，物体速度增大不会增加物质粒子，因此不会增大质量；对于2，物体受力作用产生加速度，物体表现出质量增大，但是当力的作用平衡以后，加速度消失后物体形成匀速运动，质量又回复到原来大小，物体增加了宏观的动能（微观内能相应减少）并没有增加质量，也就是说，物体也没有增加能量。

还有一种情况，物体速度增加了，物体的微观速度减小了，内能也随之减小，于是物体的密度增大了，只能说物体的单位质量增大了，而物体的整体质量并没有增大。

宇宙射线就接近光速，宇宙射线是很小的物体，难道宇宙射线的质量达到无限大吗？由于物体内每一个部分都要遵守宇宙原速，因此，当物体的速度达到一个定值的时候，物体各级自然速度的总和就到达临界点，这时候如果再增加速度，总和就会超过宇宙原速，唯一的办法就是减少自然速度的级数，这意味着物体必须分裂成小块，从而使自然速度总和遵守宇宙原速。物体宏观速度越大，分裂得越小，分裂成亚原子时，就成为接近光速的宇宙射线了。而宇宙射线分解为宇宙粒子时，质量就消失了，其速度也达到了宇宙原速。显然，物体的速度接近光速时释出最小粒子质量就会减少，达到光速时，质量就会消失。

    因此相对论这一结论是不符合实际的。

有人将质量分为静止质量和运动质量，这也是错误的。因为自然界根本不存在静止的物质，又何来静止质量呢？

为了使地球内部的物质与地壳物质达到速度均衡，假如地球的公转变慢，它的自转就要加快，如果公转和自转都变慢，它的内能就要增大，地球就会升温，如果挡住地球不动，地球就会爆炸。由于地表的线速较之地心快，同为组成地球物体的地心，它的内能运动就会加激而变成高温液态。这样，我们就可以解释火山、地震、地壳板块漂移、极光以及地球冰河期等自然现象产生的原理。由于地壳有一定的厚度，要达到速度均衡就会造成板块相互间的错动而产生漂移，并且形成应力，再加上岩浆的运动，当板块应力超过临界点时就形成了火山与地震。同理，由于两极的速度比赤道慢，就以释放物质粒子的方式来平衡速度，这些物质粒子因带有电荷，当它们与宇宙射线接触时就形成极光。地球冰河期是由于地球自转速度比现在快，那时一天只有22～23小时，导致内能减少温度降低，因此形成冰河。目前地球温度升高，与地球运动速度减小有很大关系。地球每年以15米的速度远离太阳，使地球速度逐渐减小，地球温度就会逐渐升高。

太阳之所以发光发热，无疑也是由于它的宏观速度相对较慢的缘故。

值得注意的是，在宇宙时空球面上，速度不是原来意义上的矢量，速度方向不是牛顿力学里速度的方向，而是宇宙的径向，所以它又不是纯粹的没有方向的标量“速率”。光速不同于自然速度，它是沿着宇宙球面传播的，其方向垂直于宇宙径向。什么方向是宇宙的径向？宇宙径向就是宇宙下一瞬间的方向，任何方向都是下一瞬间的方向，也就是宇宙的径向，这归因于宇宙没有背景。在宇宙里，是没有“上下左右前后”方向的，我们不能同时看到两个不同的方向。当我们看前面时，就看不到左面、右面和后面。只有时间的先后区分宇宙球面的内外，我们看不到逝去的前一瞬间，就是时空球面的“里面”。我们也看不到还未来到的后一瞬间，就是时空球面的“外面”，这就说明我们看不到球面的里面，也看不到球面的外面。因此，任何指向未来的方向都是宇宙的径向，而任何方向都是指向未来的，所以任何自然速度的方向都是宇宙的径向，这样就可以将一个物体的自然速度叠加起来，其总和就是宇宙原速。