1.51 对时间和空间的感觉

    侯工

    有人认为不存在时间和空间。

    爱因斯坦也说过，时间和空间并不存在，这只是人们的一个幻觉。但是，在他的相对论里，却大谈时间和空间的相对性。可见，爱因斯坦并没有真正理解时间和空间。

    其实，空间是物质运动的范围，时间是物质运动轨迹的记录。所以，只要有物质运动，就会有时间和空间。

    在宇宙球面上，在同一霎间，空间是没有体积的。那么，我们平时说的空间体积是怎么回事呢？

    其实，体积是球面空间在一定区间里随时间变化的积分，也就是空间在若干个连续霎间累积的结果。例如，一个房间的体积等于长×宽×高的积。当你计算它的体积时，你不可能在同一霎间测量出它的长、宽、高。当你测量它的长度时也不可能在霎间完成。在每一霎间，时空球面都在发生变化。这个长度是在某一时间段里房间长度区间里的积分。在测量长度的同时，你不可能同时测量宽度和高度。同理，分别测量宽度和高度也是如此。

    因此，体积是长、宽、高在不同时间里积分的乘积，也就是说，长、宽、高三者以体积形式存在的话，不可能同时出现在同一个时空球面上。

    比如我们在一霎间看到篮球是个圆，这时篮球是没有体积感的。只有当篮球旋转的时候，它随着时间的变化，我们才知道篮球是个球体，这就是篮球这个圆在0～180度这个区间里积分的结果。

    又比如一个人在北京，一个人伦敦，一个人在纽约，如果我们单纯考虑三个人的空间关系时，就会联想到地球是个很大的球体，这时你不可能在同一霎间想到三个人，肯定是有时间先后的。

    同理，你不能同时看着不同方位的两个点。

    人为什么要有两只眼睛和两个耳朵？就是为了造成空间的时间差，这样就有立体的感觉了。

    以上说明，我们是通过时间的改变来感觉空间的。

    我们对时间是怎样感觉的？

    你坐在火车上，看着窗外景物的变化，就会感觉到时间在过去。你坐在家里，看到阳光的影子在移动，你也会感觉到时间在过去。

    所以，我们是通过空间的改变来感觉时间的。

    对遥远的空间是如何感觉的？

    由于光传播的延时性，同一时间发生的事件不可能及时地传递到我们的眼睛。我们所看到的景象都是过去发生的事件的虚象，而真正的实体已经跑到宇宙球面上去了，或者已经解体了。我们是无法真切地感觉它的。

    对于遥远的空间，我们通过时间感觉到的，只是它的虚像。

    离我们越远的天体，发生的时间就越久。

    光不是直线传播的。由于光一边向径向运动，一边向球面方向传播，所以走出一条曲线，如图：

    




    O是宇宙原点。图中A点是观测者A的位置，B是天体B在宇宙球面的位置（我们看不到它，它有两种可能：假如它还存在，就在B点上，假如它已经不存在，B点只是一个假设）。弧BA的长度等于半径OB（138亿光年）。由于球面的径向速度等于光速，所以观测者看到的B，是在138亿年前的位置O点上的B的幻影。

    光是沿着曲线OA传播的。显然曲线OA比弧BA长，是不是说光在传播时超光速了呢？——不是的，因为光只能在球面传播，所以B光传播的距离是曲线OA在球面上的投影BA弧，其长度等于半径，这样算，就不会超光速了。

    ——这种现象属于拓扑学原理。

    拓扑学，是研究几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质的学科。它只考虑物体间的位置关系而不考虑它们的形状和大小。

    根据拓扑学原理，由于光线是曲线传播的，所以在观测时，宇宙空间上任何“方向”都是宇宙原点（始点）的方向，也就是说，任何方向都是宇宙球面内的方向。光线拐一个弯，就可以到达某个天体上，无论什么距离的星球和星系，只要在视域范围内，就能一览无遗，这就是我们看到满天星斗的原因。这也使我们产生一种错觉，以为我们就处在宇宙的中心。其实，宇宙的几何中心在原点。

    另一方面，由于运动是万向的，所以在运动时，任何方向都是宇宙球面的径向。又由于径向速度不能超出球面，所以任何运动都是在球面上。

    那么，什么方向是宇宙球面外的方向呢？我们看不到的下一瞬间的方向就是宇宙球面外的方向。显然，我们是处在宇宙时空球面的最外缘，但是我们触摸不到宇宙的外面。

    时间的积分就是历史。通过时间的积分，可以证明空间是一个球面。比如你的一个远古的祖先到现在已经繁衍出100万后裔，每个后裔相当于一个点，这些点与这个祖先的时间连线都是等长的，那么所有后裔就构成了一个球面。由此类推，从宇宙原点分裂出来的天体，到现在是同时存在的。每个天体与原点的时间连线的长度都是相等的。这些连线就是宇宙半径。所以宇宙是个球面。

    以上这就是我们对宇宙时间和空间的感觉。