用物理学解释我们的世界

用物理学解释我们的世界

2015-12-17 19:04:21  微科普
本文作者:王军礼

2015-12-17 19:04:21
作者:王军礼
来源:微科普
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       在我们生活的世界当中除了运动着的物质,别的什么也没有,空间和时间则是这动着的物质的存在形式。空间是物质在互相邻近的形式,反映出物质之间的共存关系,它们是依次和相映的。因此,没有物质就没有空间,没有物质运动就没有时间。
       物质运动具有方向性与周期性,它是我们认识时间的进程不断发展与计量时间等活动得以进行的前提与基础。时间与空间在现代科学中是彼此联系、密不可分的整体概念,这一点是由爱因斯坦狭义相对论中的洛伦兹变换式确定的。它告诉我们,旋转四维时空坐标系可以让空间部分地转化为时间,反之亦然。这就在一定程度上意味着,时间与空间在更高维度上是某一物理实体的不同存在形式,时间和空间之间彼此的根本区别在于时间的单向流逝和空间的三维对称,人们可以徘徊、滞留于空间当中,却不能徘徊、滞留于某一时间点上。
       那么为什么时间与空间有这种得以区别的不同特性呢?
       我们知道,在我们生活的这个三维世界中,时间与空间是看不见、摸不着、闻不到、听不到的两个抽象概念,我们三维生物无法用知觉去感知,它超出了我们的感知觉。但它又是确实是存在的,它在高维时空下会变得更具体,更简单,在我们的三维世界里抽象的客观存在与规律在更高维中都会变得那么的简单,一目了然。爱因斯坦也坚信有一个独立于直觉之外的客观世界是一切自然科学的基础。这是爱因斯坦的哲学观,它正反映了支配我们三维世界的规律也许就是我们感知觉外的另一个世界的某一物理实在,而它在我们现有生活的世界则显得更神秘,或成为某一物理规律的普遍属性和相映形式。
       正如能量和质量一样,都是物质所具有的普遍属性,它们密不可分,可以相互转化,又相互区别,它们在总量上是一定的。由此,人们曾总结出了能量质量守恒定律(简称质能守恒)。至此,可以认识到时间与空间是同一事物的两个不同侧面,而这两个侧面都是可以量化的。也许,在高维世界中就会有时空守恒定律,它可能是宇宙中更普遍的规律。
       随着现代科学的迅速发展,人们已经认识到时空不仅为物质运动提供了背景,而且它本身也是能量的载体,他不能离开物质和能量单独存在,真空零点能就是一个例证,将来人们希望通过对真空的研究,从真空中提取能量。这也告诉我们一个很重要的信息:不存在真正的真空,真空真的不空。

       空间本身只是物质存在的形式,没有物质之间的共存关系,就不会形成位置、形状、广延等空间概念。笛卡尔很早就反应将空间看做一种独立于物质客体而存在的东西,爱因斯坦则清楚的写到物理客体不是在空间当中,而是这些客体有着空间的广延。因此,空虚空间的概念就失去了意义。

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