科学网—标签 - 绝对时间

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热度 1 readnet 2011-3-27 01:56

我们知道，宇宙空间没有空气阻力，那么在宇宙空间加速一个物体，想来就可以把它加速到无论多么大的速度。然而，速度如没有上限，那就意味着速度可以为无穷大（∞）。如果可以实现无穷大的速度的话，那么我们就可以在瞬间（需要的时间为 0 秒）移动到宇宙的距离我们无论多么远的地方，或者实现与无论多么远的地方的瞬间通讯。从原理上说，这样的好事真的可能吗？无论谁观测，“自然界的最高速度”都一样吗？假定自然界（我们这个宇宙）有一个绝对不可能超越的最高速度，我们设这个最高速度为 c 。在宇宙空间的一位静止的观测者阿里斯看见一艘宇宙飞船正在以每秒钟 1000 米的速度向右飞行。鲍勃就乘坐在那艘飞船上。飞船内的鲍勃看到飞船向前方（右方）发射了一个以自然界最高速度 c 行进的 “某种东西”。对于飞船外的阿里斯，这个“某种东西”在如何运动呢？阿里斯会认为，那“某种东西”向右运动的速度应该是它相对于飞船的速度加上飞船自身的速度，也就是等于每秒（ c + 1000 米）。这个速度超过了自然界的最高速度，同“自然界有一个绝度不可能超过的最高速度”的最初假定有矛盾。那么，阿里斯的这种看法错在哪里呢？也许最初的那个假定“自然界有一个绝对不可能超过的最高速度”本身就是错误的吧。其实并非如此，这里还有另外一种可能，即“无论谁观测，自然界的最高速度都有同样的数值，而简单的‘速度加法运算’不成立”。这就是说，前面所介绍的“运动速度因观测立场而不同。 ‘不可能确定绝对速度’”的那种观点在涉及到自然界的最高速度时遇到了例外。速度有“上限”吗？小结 1. 如果速度可以为无穷大（∞），那将如何？速度＝距离／时间　改写为　时间＝距离／速度＝　　　距离（有限值）／∞（速度若为无穷大）＝０（在任何距离所需的时间为 0 ）速度若没有上限，从原理上说，在瞬间（所需时间为 0 秒）就可以移动到无论多么远的地点。如果飞船是在宇宙中航行，飞船就能够在瞬间运动到其他星系 2. “某种东西”以“自然界最高速度”行进的假想实验一个宇宙飞船飞船的速度为每秒 1000 米自然界最高速度为每秒 c 米鲍勃在飞船内鲍勃向飞船行进方向发射了一个以自然界最高速度 c 行进的 “某种东西” 在宇宙空间静止的阿里斯如果简单的“加法运算”成立的话…… 飞船外的阿里斯看见的“某种物体”每秒的速度为多少？ —— 超过自然界最高速度 c —— 矛盾！扩展阅读 “维”的定义什么是“维”？ “二维”的特性 “三维”的特性三维立体与二维投影　维与时间 “空间”与“时间”相互关系的新认识时间＋空间→时空时间和空间(1) —— 什么是时间？什么是空间？时间和空间(2) —— “1秒”是怎样确定的？时间和空间(3) —— “1米”是怎样确定的？时间和空间(4) —— 时间和空间究竟相似还是不相似？时空伸缩速度

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时空伸缩速度

热度 2 readnet 2011-3-11 00:57

“速度”是什么？前面刚介绍了点【时空伸缩】【爱因斯坦狭义相对论】，本想蒙蒙气球人，赚点【眼球】【点击】（用张芳的话讲，这年头，做鬼难，做人亦难，赚点击率难上加难），何曾想又钻出个【鬼王】的【蜜柚】【傻傻】，一语道破【玄机】：隔壁家的二傻子 2011-3-9 02:12 【辉辉】最近很认真啊！其实啊。。。相对论的根源在于老爱假设了【光速不变】。【光速】 = 【长度】 / 【时间】长度变短了，时间必须同比例变慢，否则光速就变了。。。哈哈！眼见【城管】来了，事情败露，于是乎赶紧【打个马虎眼】【草草收场】：博主回复 (2011-3-9 08:09) ：　俺哪里认真了？不过是写给非专业人士看的普及知识，无非是要让人了解什么是相对论而已。你是专业人士，可直接跳过这些内容，非要点破红尘，这气球不就乱套了麽？ ~\(^o^)/~ 。。。歇菜一天后，看看【城管】没啥动静了，再重新撑起小摊位继续贩卖【狭义相对论】【速度】 “速度究竟是什么”，速度是“移动的距离÷移动所需要的时间” 。换句话说， “速度是对‘空间长度’和‘时间长度’进行的除法计算” 。宇宙中“没有真正静止的物体” 前面介绍的牛顿的绝对空间概念意味着“ 在宇宙的某处与一个真正静止的‘运动的绝对参照物’ ”，那么，真的存在着这样一个绝对参照物吗？比如说，有一辆汽车正沿着赤道以 100 公里的时速从西向东行驶。在说这句话时，我们其实已经暗中假定是 “在地上保持静止不动的一个人看到汽车的时速为 100 公里”。然而地球在自转，地球的自转速度，在赤道上是从西向东时速 1670 公里（注：虽然地球上任何地点都是一天转动一周，但是，地球上某个具体地点的自转速度却因所在纬度不同而不同。离自转轴越远，自转速度越大，在赤道上，自转速度最大）。如果从不受地球自转影响的宇宙空间看这辆汽车，它其实是在以时速 1770 公里（＝ 100 ＋ 1670 ）从西向东运动。然而，这个时速 1770 公里仍然不是汽车的“真实速度”。地球正在围绕着太阳以大约 10.7 万公里的时速作公转运动。不仅如此，包括地球在内的太阳系还在银河系中作大约 2 亿年旋转一周的旋转运动。银河系，也并非在宇宙中保持静止不动，而是相对于仙女座星系等近处的星系在作运动。我们所在的银河系和仙女座星系等其他星系又组成一个“ 本星系团 ”，这个本星系团整体又相对于其他星系团（由许多星系组成的集团）在作运动。如此看来，宇宙中似乎不大可能有真正静止不动的物体。也就是说，不存在“运动的绝对参照物”。实际上，爱因斯坦否定了运动的绝对参照物的存在，也就是否定了牛顿的绝对空间的概念。既然没有绝对的参照物，那么也就不可能确定物体的什么“绝对速度” （从绝对参照物观测到的速度）。结论是，物体的速度随观测立场而改变（只有相对速度）。速度随观测立场而不同小结 1. 速度等于“距离÷时间” 2. 速度随观测者立场而不同　　速度的矢量加法　　地上静止不动的人观测，时速１００公里　　　赤道上的自转速度，　约１６７０公里　　不受地球自转影响的人观测（如宇航员），时速约１７７０公里 3. 地球围绕太阳做公转运动　地球正在围绕着太阳以大约 10.7 万公里的时速作公转运动 4. 太阳系也在银河系中运动　包括地球在内的太阳系还在银河系中作大约 2 亿年旋转一周的旋转运动 5. 银河系也在运动　相对于仙女座星系等近处的星系在作运动，　和仙女座星系等其他星系又组成一个“ 本星系团 ”，　本星系团整体又相对于其他星系团（由许多星系组成的集团）在作运动。 (【咪咪】：想想黄豆那个事儿，无限的黄豆个数与无限时间一比，就出来固定形状的概率分布曲线了，当然，这个曲线是和黄豆数、和时间是成正比的，它的高度可以拉长，但曲线的形状不变。) 扩展阅读 “维”的定义什么是“维”？ “二维”的特性 “三维”的特性三维立体与二维投影　维与时间 “空间”与“时间”相互关系的新认识时间＋空间→时空时间和空间(1) —— 什么是时间？什么是空间？时间和空间(2) —— “1秒”是怎样确定的？时间和空间(3) —— “1米”是怎样确定的？时间和空间(4) —— 时间和空间究竟相似还是不相似？时空伸缩　爱因斯坦狭义相对论

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关于“相对论”的讨论与评论

热度 1 readnet 2011-3-9 08:56

时空伸缩　爱因斯坦狭义相对论删除回复举报侯振宇 2011-3-9 08:51 光速不变=长度也是不变的——在长度是以光来度量的场合！博主回复(2011-3-9 08:54) ：　９４９４删除回复举报侯振宇 2011-3-9 08:41 爱因斯坦的相对论是自相矛盾的！正如鲍先生评论的那样：隔壁家的二傻子2011-3-9 02:12 【辉辉】最近很认真啊！其实啊。。。相对论的根源在于老爱假设了【光速不变】。【光速】=【长度】/【时间】长度变短了，时间必须同比例变慢，否则光速就变了。。。哈哈！博主回复(2011-3-9 08:09)：　俺哪里认真了？不过是写给非专业人士看的普及知识，无非是要让人了解什么是相对论而已。你是专业人士，可直接跳过这些内容，非要点破红尘，这气球不就乱套了麽？ ================================= 相对论：在光速时，长度是不变的！我也在2003年底指出过这一点！博主回复(2011-3-9 08:46) ：　相对论并不矛盾，非常【自洽】怎么感觉有点像是【循环论证】删除回复举报侯振宇 2011-3-9 08:33 解释光电效应不是循环证明。爱因斯坦相对论则有嫌疑。删除回复举报侯振宇 2011-3-9 08:23 量子假说是普朗克的，爱因斯坦使用普朗克的量子假说解释光电效应。爱因斯坦以光电效应的解释获得诺贝尔奖。博主回复(2011-3-9 08:28) ：　这难道是【循环论证】？删除回复举报用户名 2011-3-9 07:44 评论已经被科学网删除博主回复(2011-3-9 08:26) ：　您的评论已被科学网编辑部删除，俺没看到。致科学网编辑部：本博客博主在科学网与网友们探讨【相对论】问题为什么在博主还未看到评论之前你们就将评论删除你们可以将你们删除评论的理由告诉我们吗？你们为什么要代替他人思考？你们既然这么愿意代替他人思考问题，何必再让人在此写博呢？干脆就你们科学网自己写、自己看、自娱自乐算了！是不是网友们讨论的问题直接挑战了当今【至高无上】的理论？与主流学科的认识背道而驰，并由此造成你们的【不高兴】？科学网博客讨论实质的科学问题不行，讨论风花雪月却可以，难道这些就是科学网的【科学精神】？真让人感到汗颜删除回复举报隔壁家的二傻子 2011-3-9 02:12 【辉辉】最近很认真啊！其实啊。。。相对论的根源在于老爱假设了【光速不变】。【光速】=【长度】/【时间】长度变短了，时间必须同比例变慢，否则光速就变了。。。哈哈！博主回复(2011-3-9 08:09) ：　俺哪里认真了？不过是写给非专业人士看的普及知识，无非是要让人了解什么是相对论而已。你是专业人士，可直接跳过这些内容，非要点破红尘，这气球不就乱套了麽？ ~\(^o^)/~ 　 ▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲ 关于互联网行为规范的法律要求　　根据《中华人民共和国宪法》和相关法律法规规定，在保护公民合法言论自由的同时，禁止利用互联网、通讯工具、媒体以及其他方式从事以下行为：　　一、组织、煽动抗拒、破坏宪法和法律、法规实施的。　　二、捏造或者歪曲事实，散布谣言，妨害社会管理秩序的。　　三、组织、煽动非法集会、游行、示威、扰乱公共场所秩序的。　　四、从事其他侵犯国家、社会、集体利益和公民合法权益的。　　管理部门将依法严加监管上述行为并予以处理；　　对构成犯罪的，司法机关将追究刑事责任。 http://news.sohu.com/s2011/guiding/ ▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲ 未经博主同意便随意删除博主评论是科学网一贯的做法，然而却从不给个明确的说法：即评论内容究竟违法了哪条有关的法律规定。当然科学网也有自家的“规定”，这规定符合国家制定的法律么？凡是国家法律没有明文禁止的，是不是就属于【合法】的范畴呢？在国家法律之外再设置【法】的行为本身，是否属于【违法】行为呢？ ▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼ 科学网三条红线实施细则公布，欢迎监督执行！在发布博文《科学网的三条红线》之后，编辑部通过收集网友及其它多方面的意见和建议后，制定了如下的管理规则，同时我们将其整合进博客帮助文档供大家参考。 1. 在不违反“三条红线”的前提下，遵循“谁的地盘谁做主”的原则，博主和编辑部分别维护管理个人博客空间和博客频道首页。 2. 在博客频道首页进行重大调整时，编辑部需事先征求博主的意见，调整实施后应及时向网友公布。 3.对于博主在博文和评论留言中发布政治上不当言论、对他人和机构进行人身攻击和言论诽谤、发布广告垃圾骚扰信息，除其相关博文和评论留言被直接删除外，编辑部将取消其账号使用权限一周。1年内因上述原因累计被处罚达3次者将被关闭博客，取消账号。被关闭博客的用户，有权再次申请科学网博客，可以在关博满半年后发送邮件至 blog@stimes.cn ，与编辑部联系再次申请开通博客。同一博主被关闭博客、取消帐号的次数累积达3次者，将永久取消其申请博客的资格。（本条已于2010年7月20日经博主顾问委员会确定修改，详情请见 http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=345690 ） 4. 对于恶意发布法律和行政法规禁止言论的博主，以及多次发布广告垃圾骚扰信息不听劝阻的博主，编辑部将直接关闭博客，取消账号。 5. 对于散布“有违于人类科学史上业已公认并得到实践认可的科学理论”信息的博主，编辑部将取消其博文在最新博文和博客首页各栏目显示的权利，限制期限为一周；同时要求博主三日内删除相关内容。对于再次发布上述内容者，或者三日内未删除相关内容者，编辑部将关闭博客，取消帐号。 6. 对于博主过度转载其他网站内容以及实施其他不当行为，影响到博客频道首页的正常运转，经编辑部劝阻无效者，其博文将会被取消在最新博文和博客首页各栏目显示的权利，限制期限为一周。上述问题累计发生三次者，编辑部将关闭博客，取消账号。如果应属“转载”区的博文错放入“原创”区，该篇转载博文将会被直接删除。 7. 对于编辑部做出的处理决定，博主可以通过邮箱和博客首页的“求助与建议”进行申诉和举报。 8. 本细则解释权归编辑部所有。科学网编辑部 2009年11月30日 ▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲ 现试举几例 ▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼ 扩展阅读给科学网编辑部领导的一封信尊敬的科学网编辑部领导：「个人学术理论」触犯哪朝代法律张永和近日写了一篇题为「官僚阶层正在伤害美国民主和经济」的文章发表在自己的网站「amhuilin.com」上。昨日又把它寄给了奥巴马总统。半小时后，国会「Congress.org」全文发表了这篇文章。笔者感慨万千。然而，巧不可阶，未过半天，中国官方科学网编辑部却向我的科学网博客发了一个通牒： “您好，经用户举报，您的博文中含有个人学术理论的内容，请您尽快删除。如继续发布类似内容，科学网将按管理规定对您的博文和博客进行相应管理。科学网编辑部。”在这之前，科学网就已禁止我在网站首页露面的权利。进一步的「管理」就是「封博」。我也许是近年来科学网上发表个人科学论文最多者，也自然是「博文中含有个人学术理论的内容」最多者，如果都要删除，那将会影响不少人。尽管科学网对我一直采取本地封杀，无首页露面的机会，问津者寥寥无几，但整个网上光顾者近万/月。我所发表的「个人学术理论」已经历30年，应用学派遍及世界。请科学网编辑部明示删除的理由。我们对同行们好有个交待。因为历史上也仅有15 世纪的天体说和19世纪的进化论。从未有过如此广泛的中性范围的「个人学术理论」。那将株连整个学术领域，也许要再进行一次文化大革命。不知对中国的文化及科学带来什么后果。 Search Results 附及时搜索结果张永和的博客- 科学网—构建全球华人科学社区 - 9 posts - Last post: Aug 19, 2010 张永和. 您好，经用户举报，您的博文中含有个人学术理论的内容，请您尽快删除。如继续发布类似内容，科学网将按管理规定对您的博文和博客进行相应管理 ... blog.sciencenet.cn/?218420 - Cached Get more discussion results ► Covalency Result is Retrieved by Zhang electronegativity-张永和的 ... - 张永和的博客. Ecologe Scientist CChem MRSC ... 学者张永和发表于2010-5-12 9:35:36 查看评论：0 │ 浏览：963 打印推荐给朋友. 您的姓名： * 您的邮件： ... www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=323147 - Cached 张永和有效核电荷模式的应用-张永和的博客-科学网 - 2010年1月15日 ... 张永和的博客. Ecologe Scientist CChem MRSC .... 重庆师范大学喻典由张永和有效核电荷Z*和有效主量子数n* 推导出了稀有气态体元素电负性： ... www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=287461 - Cached 科学网-张永和的博客-Yonghe Zhang (http://www.amhuilin.com/) - 科学网博客系统已升级，请访问本博客的新网址：http://blog.sciencenet.cn/?218420 ... 张永和的博客. Ecologe Scientist CChem MRSC http://www.amhuilin.com/ ... www.sciencenet.cn/bbs/Profile.aspx?blog=1uid=218420 - Cached Cherkasov et al review Zhang electronegativity is best -张永和的 ... - 科学网博客系统已升级，请访问本博客的新 ... 张永和的博客. Ecologe Scientist CChem MRSC http://www.amhuilin.com/ ... 学者张永和发表于2010-5-22 20:15:26 ... www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=327536 - Cached 科学网的中文网名和博客名-张永和的博客-科学网 - 2010年7月4日 ... 科学网-张永和的博客-Retrieved covalency results misleaded by ... May 12, 2010 ... YONGHE ZHANG Zhang Ionocovalency Zhang Electronegativity ... www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=341024 - Cached 张永和离子激化能关联晶棱-张永和的博客-科学网 - 2010年1月24日 ... Reguera 等发表张永和离子激化能Z/rk2 与过度元素金属的普鲁士蓝晶胞边界a成反比关系。详述见英文：“Zhang Polarizing power correlate with ... sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=289836 - Cached 张永和有效原子核电荷-张永和的博客-科学网 - 2009年12月26日 ... 张永和电负性是由关联量子力学和电子构型的离子共价波函数的有效核电荷Z和共价半径组成。其有效核电荷是基于电离势实验的一整套（1s到nf）序列。 ... www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=281492 - Cached Zhang electronegativity correlates with HTSC structure-张永和的 ... - 2010年2月9日 ... 科学网博客系统已升级，请访问本博客的新网址：http://blog.sciencenet.cn/?218420 ... 张永和的博客. Ecologe Scientist CChem MRSC ... www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=293844 - Cached 中国和Google的必然结局：两全其美-张永和的博客-科学网 2010年5月2日 ... 张永和的博客. 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时空伸缩　爱因斯坦狭义相对论

热度 3 readnet 2011-3-9 01:04

20 世纪初以前，人们普遍持有的都是牛顿的“绝对时间”和“绝对空间”的观点。按照牛顿的观点，无论对于谁， 1 秒就是 1 秒， 1 米就是 1 米。爱因斯坦则从根本上推翻了这种“常识”。爱因斯坦指出，时间的流动以及物体和空间的长度（距离）都会随观测立场而改变。换句话说，时间和空间都并非如牛顿所认为的那样是绝对的，而是相对的（随观测立场而改变）。在相对论中，时间和空间被看成一个整体根据相对论，时间和空间都有可能伸长或收缩，而且两者不是分别伸缩，而是一起伸缩。总之，在出现了狭义相对论以后，科学界已经把时间和空间看成一个会一起伸长或收缩的整体，并把两者合起来称为“时空”（ space-time ）或者“时空连续统”（ space-time continuum ）。换句话说，我们所在的这个世界是一个具有三个空间维和一个时间维的“四维时空”。时间流变慢或变快，物体的长度伸长或缩短，时间和空间一起变化假设场景一艘宇宙飞船在茫茫宇宙空间中高速行进，宇宙飞船外部有位宇航员 A （ Alis ，阿里斯），他所携带的秒表走过的 1 秒和另一位在飞船内部的宇航员 B （ Bob ，鲍勃）所携带的秒表走过的 1 秒，两者就有可能不一致，尽管两人的秒表都没有故障。而且，飞船上的鲍勃认为长度为 1 米的物体，在飞船外的阿里斯看来也有可能不是 1 米。 1 伸缩的时间和空间在飞船外的阿里斯看来，鲍勃的秒表走慢了。在阿里斯看来，飞船内包括鲍勃的身体在内的一切物体都在飞船行进的方向收缩了。（在与行进方向垂直的方向不发生收缩。因此，飞船上的一个圆物体会变成椭圆）在飞船内的鲍勃认为长度为 1 米的物体，在飞船外的阿里斯看来却不够 1 米，发生了收缩，而且，此时阿里斯必定还会看到鲍勃的秒表走慢了 2 时间和空间一起伸缩在时间流变慢的同时，空间（长度）也发生收缩。阿尔贝特•爱因斯坦的贡献爱因斯坦是出生在德国乌尔姆的犹太血统德国人。从苏黎世联邦工业大学毕业后到瑞士伯尔尼的专利局任职。 1905 年，他当时还是专利局的一名职员，连续发表了几篇对于以后物理学的发展具有重要影响的论文。这其中，除了“狭义相对论”（注： 1905 年发表论文的题目为《论运动物体的电动力学》）之外，还有“ 光量子假说 ”等理论。因此， 1905 年被称为爱因斯坦“奇迹年”。光量子假说是一种把光看成叫做“光子”的一种“粒子”的集合的理论。事实上，光量子假说成了后来建立关于微观世界的物理学，也就是今天作物电子学基础的“量子力学”的出发点。爱因斯坦在 1921 年获得诺贝尔物理学奖，不过，令人意外的是，获奖的理由并不是他创立的著名的相对论，而是他的光量子假说。 1915 ～ 1916 年，爱因斯坦将狭义相对论加以发展，又发表了关于时空和引力的“广义相对论”。 1933 年，由于德国纳粹政府迫害犹太人，爱因斯坦被迫离开德国，到每个普林斯顿高等研究所担任教授。晚年，他积极从事废除核武器等和平运动。牛顿其人补充阅读陈方培陈方培的个人博客 › TA的所有博文 › 查看博文牛顿对时间与空间的观点已有 50 次阅读 2011-3-19 10:38 | 系统分类: 论文交流 | 关键词:空间；时间；绝对；相对牛顿对时间与空间的观点（《物理学上的时空与物质》 1 ）博主按：从今日开始本博将连续发表《物理学上关于时空与物质的基本概念和基本规律》（暂名）一书（简称为《物理学上的时空与物质》）的草稿，今日发表的是第一章第一节（§ 1.1 ），标题为：牛顿对时间与空间的观点。以后每写完一节便随即一次或分几次发表。为了更深入和更全面地了解物理学上关于时空与物质的基本概念和基本规律，本书要讲到相对论、量子理论以及时空与物质理论的一些新近进展，要用到一些数学公式，我们假定读者已具备大学一年级普通物理知识和相应的数学知识。欢迎大家对本书草稿提出意见。这里要说明一下，本书的目的是向读者介绍现代物理学的一些主流观点和看法，也谈论博主个人的一些观点和看法；当前对于时空与物质，存在一些与主流观点和看法不相同的见解，本博不打算成为这类见解的论坛，不参加讨论这类见解。物理学上关于时空与物质的基本概念和基本规律第一章牛顿力学关于时空的基本概念和基本规律 § 1.1 牛顿对时间与空间的观点时间与空间是什么？这一问题不仅是物理学仍在继续深入研究的问题，也是哲学经常讨论的热门问题。本书不打算介绍哲学对时间与空间的看法，只是指出，哲学对时间和空间的理解同物理学对时间和空间的理解存在着一些差异。在物理学上，与时间和空间有关的一些概念，或者直接建立在实验事实的基础上，或者虽然出自假设，但要求其推论必须通过实验验证；而在哲学上，与时间和空间有关的某些概念，其建立往往可不强调要求通过实验验证。本书对时间、空间的讨论只限于物理学上所指的时间和空间，不打算讨论哲学上所指的时间和空间。宇宙中的任何物体，大至星系小至一个基本粒子，都存在于空间之内，宇宙中的任何现象和变化都发生于时间之中。那么如何理解空间和时间呢？每个物体都要占据空间某处位置并具有线度和体积（质点只是极限情况，其体积和线度均可忽略不计）。当物体运动或变化（如受热膨胀）时，其位置、线度和体积往往发生改变，即由旧位置变至新位置，由旧线度变至新线度，由旧体积变至新体积。此外，两个物体之间往往相隔一段距离，当其中任一物体运动时，它们的距离要发生改变。把所研究的一切物体的位置、线度、体积、距离（这些就是所谓 “ 物质的广延性和伸张性 ” ）加以最广泛地概括、抽象，用一个概念来表达，就形成 ‘ 空间 ’ 概念。任何（物体的）运动或变化的某一状态（如足球刚踢入球门，一杯水全部刚刚结成冰）必发生在某一瞬刻，一个运动或一个变化往往要经历一段时间间隔（如足球从球员的脚部至踢入球门有一段时间间隔，一杯水从开始结冰至全部结成冰也有一段时间间隔）。此外，一些运动或变化还有先后顺序的关系。把所研究的一切运动和变化的瞬刻、间隔、先后顺序（这些就是所谓 “ 物质运动的间隔性和顺序性 ” ）加以最广泛地概括、抽象，用一个概念来表达，就形成 ‘ 时间 ’ 概念。以后我们将逐步讲到，牛顿力学、狭义相对论、广义相对论、有挠引力理论这几门理论中，时间、空间概念既有相同之处，也有不同之处。本章主要讲述牛顿力学关于时空的基本概念和基本规律，我们先来介绍牛顿对时间与空间的观点。牛顿对时间的基本观点是：“绝对的、真实的、数学的 … 时间由其本身的特性所决定，它均匀地流逝着，与外在的所有事物没有任何关系， … 而相对的、表象的和普通的时间是外在的并能被感知的，它是对运动的延续的度量，通常可用它来代替真实的时间。例如，我们日常所说的一小时、一天、一月或一年。” 牛顿对空间的基本观点是：“绝对空间始终保持着一种不变和静止的状态，它也与一切外在事物无关。而相对空间则是 … 对绝对空间的度量，我们往往是通过它和和物体的相对位置来感知它。 …… ” 牛顿还认为，物体的运动可分为绝对运动和相对运动。他把物体在绝对空间的运动叫做绝对运动，把物体在相对空间的运动叫做相对运动。实验和观测事实告诉我们，在牛顿力学适用的范围内，可以认为上述牛顿对时间的基本观点是成立的。正是由于‘绝对的时间是均匀地流逝着，与外在的所有事物没有任何关系，牛顿力学才能认为空间任意两处的时间能够彼此相同。用钟表和其它计时装置所测定的时间都是相对的时间。实验和观测事实也告诉我们，绝对空间是不存在的，因而绝对运动也不存在。只存在相对空间和相对运动。可能有人要说，用来肯定绝对空间不存在的实验和观测事实可能不准确、解释也可能有错误（如迈克耳孙实验），还能相信绝对空间不存在吗？某个实验不准确、解释出错误是有可能的；若有这种情况，可以重做该实验或另设计进行其他新实验，也可以对实验结果重新解释。但还必须考虑整个物理学的发展情况，近代物理，包括相对论和量子理论都是建立在承认‘ 不存在绝对空间，只存在相对空间’的认识之上的；就是以肯定伽利略相对性原理为特色的牛顿力学也是建立在承认‘ 不存在绝对空间，只存在相对空间’的认识之上的。因此，若不相信绝对空间不存在，就要否定现有的相对论和量子理论，就要否定伽利略相对性原理。这必须拿出充分和完善的理论和实验根据，这做得到吗？再说，如果绝对空间存在，就必定存在绝对参照系。如何找出这个绝对参照系？这一简单的问题，谁也无法回答。第一章参考文献牛顿，“自然哲学的数学原理”， 1687 年初版，曾琼瑶王莹王美霞译， 2008 ，重庆出版社，重庆 . 扩展阅读 “维”的定义什么是“维”？ “二维”的特性 “三维”的特性三维立体与二维投影　维与时间 “空间”与“时间”相互关系的新认识时间＋空间→时空时间和空间(1) —— 什么是时间？什么是空间？时间和空间(2) —— “1秒”是怎样确定的？时间和空间(3) —— “1米”是怎样确定的？时间和空间(4) —— 时间和空间究竟相似还是不相似？

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时间和空间(4) —— 时间和空间究竟相似还是不相似？

热度 5 readnet 2011-3-7 22:54

假定有两个人分别述说自己目击到一场交通事故，要判断它们所看到的是一场交通事故还是不同的两场事故，最低限度需要他们说出哪些信息呢？如果只知道两人看到的事故发生在同一个地点，那还不够，因为也有可能两人看到的是在同一个地点发生在不同时间的两场事故。要判断两人看到的是否是同一场交通事故，除了地点（空间位置）之外，还必须要有关于事故发生“时刻”的信息。事实上，对于任何事件，都必须要有关于空间和时间的一组信息才能够惟一地加以确定。因此，在物理学中，在大多数情况都必须将空间坐标信息和时刻信息合并起来一同处理。然而，空间和时间两者却很不相同。在空间可以自由地移动，而时间却不能自由“移动”到过去或未来。此外，时间也不能像空间那样向左右和向上下移动。换句话说，时间只能是从过去向着未来一个方向流动。关于空间（宇宙空间），我们可以想象它一直延伸到极其遥远的地方都仍然存在，而关于时间，就大多数人而言，则只能想到它“现在”的存在。换句话说， “过去”已经不再存在，而“未来”尚未到来。过去、现在和未来并不等同。空间则没有这样的区别。我们有这样的体验，这件事情本身就表明时间和空间是很不相同的。在空间内可以自由移动，而时间却不能回到过去或者超前到未来小结 1. 在空间可以自由移动在空间内可以退后移动，也可以横向移动 2. 时间像河流一样只向一个方向流动时间不能“后退”，也不能“左右横移” 问题思考【注：本博客中计算机制作的三维图由科学网博主邱嘉文先生提供】汽车轮胎（物理实体）究竟有几维空间？如果汽车轮胎中间的孔缩小，是不是就变成了宇宙中的虫孔模样？如果汽车轮胎中间的孔变大，是不是就变成了自行车胎（呼啦圈）了？让我们【钻】进【轮胎】里面看看究竟是个啥模样是不是很漂亮呢？扩展阅读 “维”的定义什么是“维”？ “二维”的特性 “三维”的特性三维立体与二维投影　维与时间 “空间”与“时间”相互关系的新认识时间＋空间→时空时间和空间(1) —— 什么是时间？什么是空间？时间和空间(2) —— “1秒”是怎样确定的？时间和空间(3) —— “1米”是怎样确定的？

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时间和空间(3) —— “1米”是怎样确定的？

热度 5 readnet 2011-3-7 00:51

在物理学中，普遍使用的长度的基本单位是“米”（ m ）。 1 米的长度是怎样确定的呢？像平常那样的回答“由准确的米尺确定”也肯定不行。因为这种回答马上也会产生“米尺的刻度是根据什么确定”的问题……，如此没完没了的提问永远不会有答案。对于长度也必须下一个正确的定义。在以前，根据国家和地区的不同，曾经规定过各种不同的长度单位。不过，这些不同的长度单位大多是以人体的一部分（例如从手臂肘部到指尖的长度）为基准规定的。到了近代，人们感到长度单位不统一带来了许多不便，于是有了“ 全世界统一使用同一种长度单位 ”的想法。这其中，最重要的是建议使用“米”这个统一单位。 “米”的英语是“ meter ”，源自拉丁语的意思为“测量”的单词“ metrum ”。 18 世纪末，在法国有人最早提出“米”的一个定义，那是把 “沿着地球经线从北极到赤道的长度的 1000 万分之 1 ”定义为 1 米。但是，按照这种定义，每次为了得到准确的 1 米长度都必须要测量地球的经线，那实在太麻烦。于是，在 1889 年召开的第一次国际度量衡大会上作出决议，把一根“利用铂合金制成的 ‘ 国际米原器 ’ 的两端附近分别镌刻的中间两条刻线之间的长度（温度为 0 ℃时）规定为 1 米”，以此作为“ 1m ”的定义。按照这根米原器制成复制品，将它们分配给各个国家作为该国的“ 1 米”标准，然后再制成米尺等各种测量长度的仪器。如今的长度单位是把“光速”当作基准把国际米原器当作基准确定的长度单位仍然存在着问题。米原器在使用的过程中有可能发生细微变形。因此，现在使用的 1 米定义已经改成 “ 在真空（没有空气等物质存在的空间）中光在 1 秒时间内所行进的距离的 2.99792458 亿分之 1 ”的长度（没有取简单整数也是为了与以前 1 米的定义保持一致）。这就是说，长度的单位现在也是把“ 光 ”当作基准确定的。在 1 秒的定义中和在 1 米的定义中都出现了光，这件事本身就暗示了光对于理解时空的重要意义。 1 米原来的规定是“地球周长的 4000 万分之 1 ” 小结 1. 最早的 1 米定义　从北极到赤道的距离的1000万分之1为1米 2. 国际米原器用含 90 ％的铂和 10 ％的铱合金制成，国际米原器是测量一切长度的基准 3. 现在是把光传经的路程当作长度的基准（【５】 chenfap 2011-3-7 17:01 ）光的速度是大约每秒 30 万公里（准确值是 29.9792458 万公里）。计算表明，光每 1 秒钟可以绕行地球 7 周半。现在的 1 米定义是光在 1 秒时间内所行进的距离的 2.99792458 亿分之 1 ▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼ 李泳　　　　　　　　　　两种几何观在几何学中，我们可以用两种方式考察一个曲面：要么看作一个固体的边界，要么看作独立的二维薄膜。前者是工程师的曲面，后者是土地测量员的曲面。第一种观点把二维的曲面置于三维的空间，曲面性质是通过空间关系来表现的；第二种观点寻求的是曲面独立于空间的性质。第一种性质是曲面的相对性质，叫曲面的外在几何；第二种性质叫曲面的绝对性质，是曲面的内禀几何。有趣的是，曲面微分几何的两个先驱，蒙日和高斯，就分别抱着那两种观点。蒙日做过军事要塞的工程师，而高斯做过著名的大地测量。因为有了内禀的几何，我们才能思考“宇宙”，才能回答所谓的“宇宙之外”的问题。推而广之，对任何问题也可以抱两种观点：一种是将它置于大环境中考察，一种是将它孤立出来，考察它独立于环境的特质。两种方法都是需要的，但如果把它们混淆起来，就两边不讨好，而只能得到扭曲的图像。 ▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲ 扩展阅读： “空间”与“时间”相互关系的新认识时间＋空间→时空时间和空间(1) —— 什么是时间？什么是空间？时间和空间(2) —— “1秒”是怎样确定的？

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时间和空间(2) —— “1秒”是怎样确定的？

热度 4 readnet 2011-3-6 01:58

在物理学中，时间长度的基本单位是“秒”。 “秒”的英语单词是“ second ”，所以“秒”单位的符号是“ s ”。 “ 1 秒”的时间长度是怎样确定的呢？像平常那样的简单回答“由准确的时钟确定”肯定不行，因为这马上就有一个问题，我们如何知道一个时钟是不是准确呢？在 1955 年以前，科学家一直是以“ 1 天”（ 1 昼夜）为基准，把 1 天的 1/24 规定为“ 1 小时”，把 1 小时的 1/60 规定为“ 1 分”，把 1 分的 1/60 规定为“ 1 秒”。至于 1 天的长度，则可以通过测量“太阳接连两次南中天（高度最高）时刻的间隔”来加以测定。可是，由于大气流动和海流所受到的阻力以及月球引力（潮汐力）等因素的影响，地球自转的速度正在逐渐变慢。例如， 5 亿年前的 1 天其实只有现在的大约 21 小时。由此可见，把地球的自转当作时间基准并不合适。不过，要准确地测量时间，就非得利用像地球自转这样的“重复发生的现象”不可。例如人类在很长一个时期所使用那种“摆锤时钟”（或“振子时钟”），利用的就是摆锤会按照确定的时间间隔重复作左右摆动的现象。现在用得最普遍的那种“石英时钟”（或“石英表”），则利用的是“晶体振子”（“石英”又叫做“水晶”）在加上电压后会按照确定的时间间隔不停地进行振动的现象。这些时钟的秒针在每过一定数量的“重复时间间隔”之后便移动一格，以这种方式来记录时间。如今的时间单位是把“光”当作基准现在的 1 秒定义采用的是“某种特定的光”的振动周期的 91.92631770 亿倍。光的振动周期可以非常准确地测出，所以这个定义是非常精确的（振动周期的倍数没有取简单整数，是为了与以前 1 秒的定义保持一致）。这就是说，时间的单位旋转是把“光”当作基准确定的。这样的定义其实已经暗示了光对于我们理解时空起着关键的作用。小结 1. 以前的1秒定义利用的是太阳在天空的运行　太阳运行从升起到正南方（南中天），看到它处在最高位置的一瞬间。　连接两次南中天的间隔为１天。 2. 摆锤时钟　摆锤左右摆动一次的时间间隔（周期）取决于摆锤的长度，摆锤左右摆动一次的时间间隔不变 3. 石英表　晶体振子，利用水晶制成的一种特殊器件，形状像音叉。　加上电压后，晶体振子按照形状所决定的确定时间间隔振动。 4. 现在的1秒定义利用的是光的振动周期　 “铯原子（133Cs）所吸收和发出的特定光的振动周期的91.92631770亿倍”为1秒，　也就是说，在1秒时间内通过某个地点的波峰的数目为91.92631770亿个。　波的振动：当波沿着某一个方向行进时，如果盯住波的某一点，可以发现该点在作上下振动。　波的振动周期（简称“周期”）就是各点上下振动往复一次（１个周期）所花的时间。　例如水面波的振动周期，可以通过测量浮在水面上的一只球上下往复一次所花的时间加以确定。扩展阅读：时间　＋　空间　→　时空 “空间”与“时间”相互关系的新认识时间和空间(1) —— 什么是时间？什么是空间？

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时间和空间(1) —— 什么是时间？什么是空间？

热度 4 readnet 2011-3-5 12:37

究竟什么是时间，什么是空间呢？对于这两个问题恐怕许多人都回答不了。这毫不奇怪，事实上，这时自古以来连许多哲学家和科学家都难以作出回答的问题。按照某些辞书上的解释，时间是“为了表示想象的过程所引入的一个量”，而空间则是“现象发生的场所”。看到这样的解释，也许有人会产生疑问： “如果空间中仅有一只球，而这只球又没有任何变化（即没有“现象的过程”） , 那么岂不是连时间也不存在？” 再说，“如果把一切东西都取走（即没有“现象发生”），那么岂不是空间也不能独立存在 ?” 的确，关于时间和空间，即使在现代科学中也存在着许多谜团，对于上述疑问也不能完全解释清楚。牛顿的“绝对时间”和“绝对空间” 1687 年，在英国出版了一部对其后科学家的时间观和空间观都产生了重大影响的科学著作，这就是艾萨克 · 牛顿（ 1642 － 1727 ）所写的《自然哲学的数学原理》（简称《原理》）。牛顿这部里程碑式的著作中阐明了一切物质——从地上的炮弹到天空的行星——的运动规律。牛顿在他的书中坚持的是一种 “绝对时间”和“绝对空间” 的概念牛顿所说的“绝对时间”，指的是一种“不受任何影响，在任何场所都总是以同样速度流动的时间”。简单说来就是，假如在宇宙的某处有一个时钟的话，无论把它移动到何处，它的走时速度都总是保持完全一致。牛顿的“绝对空间”则指的是一种“不受任何影响，总是保持静止的空间”。牛顿的这种绝对空间虽然很抽象，然而由此却直接得到了“宇宙中充满了一种相对于绝对空间保持静止的‘以太’”的看法，换句话说，以太是体现绝对空间的实在物。从那以后直到 20 世纪初，绝对时间和绝对空间一直就是科学家们普遍持有的观念。这样一种观念和存在着一种以太物质的看法直到相对论出现才被推翻。牛顿认为时间和空间都是“绝对的” 小结绝对时间和绝对空间的图解绝对时间为了用图解来表现绝对时间，即“不受任何影响，在任何场所都总是以同样速度流动的时间”。这意味着，在宇宙中任何一个地点，“1秒”、“1分”和“1小时”的长度全都相同。绝对空间为了用图解来表现绝对空间，即“不受任何影响，总是保持静止的空间”，图解上画出的是静止的坐标轴（空间轴）和坐标格子。按照这种空间观，可以确定一个物体的“真正速度”。艾萨克·牛顿 1642年出生在英国伍尔索普。做出过许多重大贡献的物理学家和数学家，也是在全部科学史上屈指可数的影响最大的科学家之一。发现了万有引力定律，建立了牛顿力学（阐明问题运动的物理学），创立了微积分学，等等。在光学领域也有不少重大成就，例如查明太阳的白光其实是由许多不同的色光所组成。担任过国会议员和铸币厂总监。莱布尼兹的时间观和空间观关于时间和空间，与牛顿同时代的一位德国哲学家哥特弗里德·莱布尼兹（1646-1716）持有的是另一种不同的观点。他认为，时间不过是用来表示事物发生变化的先后顺序的一个用词，而空间不过是用来表示物体位置关系的一个用词。换句话说，莱布尼兹没有像牛顿那样把时间和空间看作实在物。不过，后来的科学家普遍持有的都是牛顿的观点。此外，莱布尼兹也是微积分学的创始人。现在使用的微积分符号就是莱布尼兹最先使用的。关于牛顿和莱布尼兹究竟谁最先“发明”微积分，英国和德国这两个国家一直有争议，两人之间的关系也因此而闹僵。扩展阅读：时间　＋　空间　→　时空 “空间”与“时间”相互关系的新认识

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绝对时空观被相对论所“证伪”了吗？

zhulin 2009-11-11 10:24

如果说经典力学绝对时间观点是错误的，那狭义相对论中的本征时间、本征长度该如何理解？相对时空该如何表达？该如何比较？我觉得确切的说法应该是，狭义相对论突破了牛顿力学中引以为基础的绝对时间和绝对空间框架。在这里，否定与突破，虽然是两字之差，认识却完全不同。否定说认为，绝对时空观被相对论所证伪。突破说认为，狭义相对论不但发现了时空观测上的相对性即相对时空，而且具体确认了绝对时空真正之所在本征时间和本征长度，没有本征时间和本征长度，相对时空就失去了任何意义。在实际认识方面，否定说导致了狭义相对论出现一些列无法解决的矛盾、徉谬，而这些在突破说中却完全不存在。如果有人非要坚持宣称狭义相对论打破了经典力学绝对时间的错误观点或绝对时空观被相对论所证伪，那么就的解释一下：在低速或弱场情况下，狭义相对论或广义相对论趋向牛顿经典理论的事实，从逻辑上来说狭义相对论或广义相对论这一近似结果是错误的，或者说，狭义相对论或广义相对论甚至在近似的情况下都是错误的。如果解释不清，那等于认为狭义相对论或广义相对论是错误的理论，因为它包含错误的东西。这就是辩证法的威力，否定经典的绝对时空观，实质上也就否定了相对论的相对时空观。因为绝对和相对的关系是辩证的对立统一关系。而蔑视辩证法是不能不受到惩罚的！

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是否定还是突破？

zhulin 2009-10-21 14:56

许多人说，狭义相对论否定了牛顿力学中引以为基础的绝对时间和绝对空间框架。我认为正确的说法应该是，狭义相对论突破了牛顿力学中引以为基础的绝对时间和绝对空间框架。在这里，否定与突破，虽然是两字之差，认识却完全不同。否定说认为，绝对时空观被相对论所证伪。突破说认为，狭义相对论不但发现了时空观测上的相对性即相对时空，而且具体确认了绝对时空真正之所在本征时间和本征长度，没有本征时间和本征长度，相对时空就失去了任何意义。在实际认识方面，否定说导致了狭义相对论出现一些列无法解决的矛盾、徉谬，而这些在突破说中却完全不存在。

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关于牛顿力学是相对论在一定条件下的近似”的讨论

可变系时空多线矢主人 2009-5-17 21:52

关于牛顿力学是相对论在一定条件下的近似的讨论陈方培博友：对于牛顿力学理论和牛顿引力理论是狭义相对论及广义相对论在一定条件下的近似，我的理解是： 1．牛顿力学理论只是当在 3 维空间的速度与真空中光速相比，可以忽略（即：在相应的条件下可把它当作为 0 ）的低速时，狭义相对论的 3 维空间近似（即：其结果很接近）。因为狭义相对论是适用于包括真空中光速在内的各种速度的运动规律，而牛顿力学理论只在相应的低速条件下，才适用。而通常的实际条件下，都能满足相应的低速条件，因而，牛顿力学理论总还是能适用的。牛顿力学的 3 维空间理论是建立在绝对时间观念的基础之上的。狭义相对论是根据高速运动的实际观测结果，打破牛顿力学绝对时间的观念，采用 4 维时空矢量，建立的符合包括高速运动实际观测结果的 4 维时空理论。因而，牛顿力学作为狭义相对论的近似，也只是其 3 维空间的近似。但是，牛顿力学，和狭义相对论一样，也了解真空中 3 维空间光速 =c ，而并非无限大。 2 ．广义相对论是在有相互作用力的条件下，时空确实存在弯曲特性，而建立的理论。但是，这种弯曲量很小，在通常的条件下，可以忽略（即：各时空联絡系数都接近于 0 ），只有在跨越一定的，相对较大的时空范围，才能有效地观测出来。而牛顿引力理论，能适用，就是因为通常都是只在满足了只在足够小的时空范围之内。 3 ．因此，它们的这种近似，还是与：无穷循环小数 0.33333 是等于还是趋于 1/3 都有着本质上的不同。

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