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2024.8.8
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18什么是空间
什么是空间?
这个问题,从来没有一个精确的定义。目前存在下面几种空间观:
1.绝对空间观
绝对空间俗称“鱼缸“空间,这种观感来自人类日常生活的体验:人们凭直觉认为宇宙万物就象游弋在鱼缸里的小鱼儿。如果我们生活在狭小的房间里就会感到窘迫,生活在宽敞的房间里就会感到舒畅。买房子都想买大的。
俗话说,海阔随鱼跃,天高任鸟飞,如果没有绝对空间,鱼儿怎么游?鸟儿怎么飞?
抱有绝对空间观的人认为空间是独立于物质存在的,先有空间后有物质。物质的存在有赖于空间的存在。空间大于物质,物质才能运动。空间就象鱼缸,物质就象鱼缸里的鱼。物质在空间里运动,就象鱼在鱼缸里游荡。对于宇宙来说,空间是无限的。牛顿就是这种观点的代表,他说:“绝对的空间,就其本性而言,是与外界任何事物无关,永远是相同的和不动的。相对空间是绝对空间的可动部分或者量度。”(摘自《牛顿自然哲学著作选》27页)牛顿的话表示3层意思:(1)空间独立于任何事物而存在;
(2)空间是绝对的,不变的,不会膨胀,也不会缩小;
(3)太空中存在没有任何物质的绝对真空。
2.相对空间观
爱因斯坦的狭义相对论认为,空间是相对的,它会随速度而改变——速度越大,空间越小(尺缩效应),当物体速度接近光速时其空间趋于0【因为这时光线经过该物体时几乎不占用时间,因而保持光速不变】。爱因斯坦的广义相对论认为,质量可以使空间弯曲,引力是由弯曲的空间产生的。
支持这种观点的理由,是因为论证光速不变时引进了洛伦兹变换:在有速度的惯性系时,空间会相应”缩小“,也就是”尺缩效应“,这样就使实测的光速不变。另外,在日蚀的时候,能够观测到太阳后面的星球,又”证明“了空间被太阳弯曲了。
3.“空间不存在”观
爱因斯坦又说:时间和空间其实是不存在的,它们只是人们的一种错觉。
究竟孰是孰非呢?
第1.种观点的(1)认为空间独立于任何事物而存在。这个观念来自人类日常生活的体验,容易被一般人接受。但是,这种观念是局部的狭隘的地球思维,从整个宇宙来看,宇宙是没有外面空间的。如果说空间与物体是各自独立存在的,那么物体就可以从空间中抽离出来。当物体从空间中抽出来以后,这个物体还有空间吗?如果没有,那么这个物体就不能存在,就反证了物体与空间是一体的不可分离的,即空间不能独立于物体而存在;如果有,原来的空间就是多余的,也就是说,在物体之外是不存在空间的。
关于第1.观点之(2),认为空间是绝对的,不变的,不会膨胀,也不会缩小。然而,现代科学已经证明宇宙在膨胀中,星球在互相远离——月球以每年3.8厘米的速度离开地球,这就说明空间在膨胀中,而不是绝对不变的。
第1.观点之(3),认为太空中存在没有任何物质的绝对真空。然而,所有恒星都在向太空放射出大量物质微粒【这些微粒就是人们花费巨资用对撞机产生的粒子】,称为宇宙射线。如果这些粒子不分解的话,太空中的这些射线粒子就会不断积聚,超过临界点就会危及人类和生物的生命,但是实际上,太空中的粒子浓度在一定时间内基本不变,原因就是这些粒子由大到小不断分解,直至分解为没有质量的能粒子以补充不断产生的球面增幅。能粒子就是太空的主体,可见太空中不存在绝对的真空。再说,根据同速共存原理,绝对真空没有物质运动,其速度为0,就不可能与运动物质共存。
如果将一个密闭容器里面的空气全部抽出来,里面是绝对真空吗?不是的,里面还是有最小粒子——能粒子,可以自由进出任何容器。
任何空间都是有物质内容的——没有你就不会有你这个人的空间,没有地球就没有地球空间,没有太阳系就没有太阳系空间,没有能粒子也就没有宇宙空间。宇宙万物都是在宇宙空间里运动。由于能粒子可以自由地穿透任何物体,所以人们就误以为太空是绝对真空的。
关于第2.种观点:爱因斯坦认为空间会随速度而改变,或者被质量弯曲,那么世界就会是不统一的,太空就会分成无数不同的区间。但是他又认为世界是统一的。他后半生花费了大量的精力和心血,就是要建立统一场论——结果他没有找到统一场,或许他相信世界是不统一的。
因为宇宙只有一个参照系。宇宙是个球面,球面就是以球面的球心为中心的球坐标系,证明宇宙球面就是一个统一场,所有物体都在这个场的作用下步调一致地运动,也就证明世界是统一的,那么相对论就是不成立的。
爱因斯坦认为空间是相对的,错误在于他认为宇宙存在多个参照系(狭义相对论的惯性系和广义相对论的非惯性系),每个星球就是一个参照系,如果真的是这样,就破坏了宇宙的统一,宇宙就会因四分五裂而不能存在。
第3.种观点以爱因斯坦为代表认为时间和空间都不存在,它们只是人们的一种错觉。这种观点是源自于一元论。一元论认为宇宙只有物质存在,没有精神存在。时间和空间属于精神范畴,在物质范畴内是不存在的。但是,任何事物都是一体两面的,只有一面的事物是不存在的,只有物质没有精神的世界也是不存在的。也就是说,世界是二元的——既有物质也有精神。在精神范畴里,时间和空间是存在的。与其相反,有一种“物质不存在”观。有人认为,所有物质都不存在,物质只不过是人的感觉。这种观点是源自于另一种一元论。这种一元论认为宇宙只有精神存在,没有物质存在,当然也是片面的。
说到这里,空间的定义就出来了:空间是物质运动范围的度量,以运动状态的方式存在,属于精神范畴。
鱼儿离不开水,但是,水不是专门为鱼儿而存在的空间。水的空间是水本身的范围。鱼儿只是利用了水的空间。当鱼儿在水中游荡时,将水排开而占用了水的空间。鸟儿在天空飞翔,然而,天空不是专门为鸟儿而存在的空间。天空的空间是空气本身的范围。鸟儿只是利用了空气的空间。当鸟儿在空中飞翔时,将空气排开而占用了空气的空间。星球在太空运动,太空不是专门为星球而存在的空间,太空是能粒子本身的范围。星球只是利用了能粒子的空间。当星球在太空中遨游时,能粒子穿透星球身体与星球共同拥有了能粒子的空间。
您可能会说:“将鸟儿关在笼子里,就飞不上蓝天;将宇宙放在没有空间的地方,它怎么能膨胀?”
笼子堵住了鸟儿占用空气空间的路,所以鸟儿飞不上蓝天。宇宙本身就有空间。没有人将宇宙关进笼子,它不受任何约束,所以可以自由地膨胀。宇宙的膨胀是自身运动,是自身空间的增长,不需要外部空间。