陈军 于2021年1 月31日上午讨论完毕(180 **** 8424)
关键字:时间、空间、经典力学绝对时空观、相对论时空观、度量
人类要客观认识地球以及宇宙各种存在及现象本质,准确的正确的合乎宇宙客观实际的时空观是基础。当然,成也萧何败萧何,由早期人类默认的绝对时空观,到经典力学绝对时空观,再到近现代各种时空观如雨后春笋、百花争艳而好不热闹;我们必须明白,宇宙真实客观的时空观只有一个,不能因为烟花看多了,就把烟花当成了花。
1. 概论
最近在不同的交流平台上,和不同的老师都聊到了“时空观”,发现正确的时空观才是能否客观认识宇宙的基础。笔者的陈氏宇宙模型有确切的时空观,之前也写入了相应的文章里面,然和不同的老师聊天才发现,大家之所以对很多宇宙及物理认识天差地别,主要原因在于时空观存在巨大差异。
虽然,不是所有人都能够上升到“时空观”的高度看问题,能上升到这个高度的老师都是非常优秀的人;但是,也不是所有上升到时空观高度看问题的老师所信奉的时空观都是客观的正确的。
某位董老师的观点是:空间本身是一种物质,“空子”是构成空间的基本粒子;他认为空间是一类与物质平起平坐的特殊存在形式;他认为时间是依附物质和空间而存在的。
某位魏老师的观点是:“关于空间的本质,恩格斯有一句话:一切存在的基本形式是空间和时间。”他认为空间和时间都是物质存在的表现形式;他说:爱因斯坦在广义相对论中,已经非常接近空间的本质了,但爱因斯坦没有达到(省略空间本质);他还说:爱因斯坦认为空间是不能脱离物质而存在的是正确的。
当前各个人类个体基本上都有自己的时空观,个体时空观很明显受个体知识层次局限非常严重。如果对大众作一个时空观的随机采访,有的人只能非常模糊地表达自己的观点,有的人能够清晰表达自己的观点;无论是模糊表达还是清晰表达,都不能代表其观点的客观性。就算是主流人士、学界人士、专业人士,其个体时空观都既有客观的部分,也有臆想的部分。因为一个人有没有正确的时空观不会对正常的日常生活造成任何好坏影响,所以很少有人会在时空观的问题上多花费时间去思考;从而导致了人类从古至今在时空观上始终没有一个确切的合乎客观实际的定论。
2. 时空观发展历程
从古至今,能够将看待问题的角度上升到‘时空观’的人,都是有非常高的思想觉悟的。时至今日,人类社会依次大体留下了几种可圈可点的时空观,有许多老师在此之前用专文做了研究阐述,笔者下面引用老师们的研究成果进行概括性阐述。
在中国古代,后期墨家提出了‘宇’、‘宙’作为空间、时间概念,并认识到空间、时间与具体实物运动的一定联系及空间与时间的一定联系。
在西方古希腊,德谟克利特认为空间是物质运动的条件。亚里士多德时空观:空间方向的相对性,空间点的绝对性。通俗地讲就是,亚里士多德用“地点”概念表示空间,认为时间是连续的。
近代时空观是在自然科学发展的基础上逐步形成的,哥白尼的“地动说”为唯物主义时空观的形成创造了条件。布鲁诺、伽利略主张时间、空间是物质存在的绝对形式,并提出时空无限的思想。笛卡尔指出时间的特性是持续性,空间的特性是广延性,认为广延性是一切物体的共同属性。
牛顿绝对时空观提出“绝对时间”、“绝对空间”的观点,系统地阐发了机械唯物主义的时空观。牛顿绝对时空观可概述为:空间点的相对性,时空的绝对性。牛顿绝对时空观是以假设的形式提出的,目的是为建立牛顿经典力学服务的。经典力学假设版本一:1、空间的度量是绝对的,与参考系无关;2、时间的度量是绝对的,与参考系无关。经典力学假设版本二:1、假定时间和空间是绝对的,长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关,物质间相互作用的传递是瞬时到达的;2、一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。绝对时空观认为时间和空间是两个独立的观念,彼此之间没有联系,分别具有绝对性。绝对时空观认为时间与空间的度量与惯性参考系的运动状态无关,同一物体在不同惯性参考系中观察到的运动学量(如坐标、速度)可通过伽利略变换而互相联系。
爱因斯坦相对时空观:狭义相对论时空观阐述时空与运动的关系;广义相对论时空观阐述时空与物质的关系。爱因斯坦的相对时空观否定了牛顿的绝对时空观;在相对时空观中,时间和空间被联系在一起,它们互相联系又互相制约,物质的运动对时间和空间有一定的影响。爱因斯坦还把时间看作第四维,与三维的空间一起组成四维时空。
(上五段由网络资料归纳整理而成。)
除了上面几种比较直接的时空观,在近代几种宇宙模型理论还隐藏与之对应的时空观:
- 宇宙大爆炸理论模型涉及时空膨胀和时空收缩的变化时空观。2、弦理论宇宙模型提出11维度时空观。3、闭合空间宇宙模型涉及空间维度闭合嵌套的时空观。
本节上面内容已将到目前为止,比较重要的时空观列举了出来。以笔者本人的立场出发,从相对时空观(包括相对时空观)开始出现的所有时空观都是违背逻辑和宇宙客观的错误的时空观。
和许多学者一样,笔者是坚决拥护绝对时空观的正确性的;说到这可能有人会反问:既然牛顿绝对时空观是完全正确的,为什么会让爱因斯坦有机会确立其相对时空观?答案是:牛顿在对绝对时空观的描述上面出现了“画蛇添足”式的思维漏洞,爱因斯坦正是抓住了这个漏洞,才形成了以狭义相对论和广义相对论共同形成的相对时空观。当然,与其说牛顿的思维出现了漏洞,还可以换一种说辞更确切地说:牛顿由于出现了思维漏洞,导致他给包括他本人在内的后世科学家挖了一个大大的“坑”。牛顿的“水桶实验”就是他掉入自己挖的坑中最直接的证据;当然,被影响最大的是爱因斯坦,因为用不了多久,人类就会醒悟地发现,无论是相对论还是相对论所确立的相对时空观完全是空中楼阁、镜花水月。当然,这不代表爱因斯坦相对论形成的结构一无是处,爱因斯坦还是非常伟大的科学家,因为他以非比寻常的洞察力抓住了牛顿的思维漏洞,并为科学的进步产生了巨大的推动作用。
下面重点论述牛顿绝对时空观在描述上面的思维漏洞,并对陈氏宇宙模型时空观(新时空观)提出准确定义。
3. 新时空观
笔者陈氏宇宙模型时空观:能量、时间和空间为宇宙三属性,三者彼此独立又相互统一、共生共存地位平等;能量依托空间而存在,能量依托时间而变换空间位置;时间和空间的存在依托能量的客观存在而体现,但时间和空间的属性却不因任何能量的改变而改变。注:笔者已在《新物质观》中将能量和物质两个名称合二为一了,故本文中出现的“能量”和“物质”可以互换。
能量、时间、空间三者是即相互独立又相互共存的。三者不包含彼此的单独定义有些困难,如果非要脱离彼此定义的话,可以如下定义:
能量:是宇宙中除空间和时间以外的一切客观存在。从太极阴阳角度思考:能量是宇宙实存在,时空是宇宙虚存在;能量是宇宙动存在,时空是宇宙静存在;能量是宇宙细部存在,时空是宇宙全局存在。
时间:是宇宙变化发展的总频率。宇宙时间是绝对时间,本身是永恒不变的,且不因任何能量的变化而改变。宇宙时间无始无终,宇宙没有开始没有结束,永恒存在。
空间:是宇宙变化发展的总容器。宇宙空间是绝对空间,本身是永恒不变的,且不因任何能量的变化而改变。宇宙空间无边无界,宇宙空间大到没有边界,有容乃大。
因为,时空本身不会发生改变,所以,这个变化发展的主体只是能量。宇宙变化发展指宇宙内部所有能量共同形成的一个总状态演变情况,任何细部能量的变化,只会影响与之直接或间接作用范围以内的其他细部能量。
笔者在《论宇宙统一原理——陈氏宇宙模型》(发表于‘奇点天文’版本)中写到:“宇宙由三属性构成:空间、时间和能量。空间和能量构成三维能量分布图。加入时间属性构成三维能量动态分布图。宇宙空间由宇宙能量填充,按宇宙时间变化发展。所以,空间和时间二者是实实在在存在的,但是这种客观存在又是无法触摸和捕获的。”
为什么谈时空观必须把能量一起提及?是因为在宇宙内部视角,脱离能量单独谈时间和空间二者及二者关系时,就可以认定时间和空间是一类可以认定为不存在的客观存在,这句话表面看是矛盾且违背基本逻辑的。笔者在《论绝对与相对坐标系》中已经提出了一个问题,就是宇宙中存在脱离能量而单独存在的空间吗?笔者个人意见是认为不存在这样的空间,当然笔者的这个观点很长一段时间内无法被确认。从宇宙视角和逻辑层面可以认定“时间和空间的存在依托能量的客观存在而体现”为真命题,但此定论还不够完整,需要补充下半句“时间和空间的存在不因任何能量的改变而改变”;下半句中关于时间的绝对性赵老师在其《用一个思想实验说清楚时间的本质》中通过逻辑间接分析过,关于空间的绝对性笔者在《论绝对与相对坐标系》中通过逻辑分析过,关于时间和空间的绝对性齐老师的“瞬时冻成冰山法”中也通过逻辑间接分析过。
3.1. 度量认识观
笔者上面在对新时空观的描述过程中,一直没有提一个词“度量”。而牛顿在定义绝对时空观时是以度量的绝对性来定义时间与空间的绝对性的,这一点就是牛顿在描述过程中出现的思维漏洞。当然,牛顿出现这种错误的原因不在他本人,而在当时的整个研究环境。出现这样的问题的根本原因是:由定性研究和定量研究二者的差异化形成的。是因伽利略这位伟人把实验引入科学研究形成的一个附带副作用;实验本身推动了人类科学的伟大进步是毋庸置疑的,但是在没有搞清楚实验的本质而夸大实验的作用,就会出现思维混乱而导致科学进入歧途。
实验的本质是:进行可重现的对比实验;而对比需要数据支撑,数据就需要“度量”。从伽利略开始确立实验在科学研究中的地位,到牛顿时期已经对度量出现了过于盲从的行为,居然提出:“一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定的”。后面发展到,度量时间、度量空间,更甚者把某个能量体度量出的时间值当成宇宙时间,这是何其地盲目。
笔者在《论绝对与相对坐标系》、《论洛伦兹变换的错误之处》、《陈军变换深层分析》中对测量的本质进行了充分的说明,此处再归纳阐述“度量”的概念、本质、目的和意义。(注:本文中‘测量’和‘度量’是同一个意思)
什么是度量?度量是人类在事物某一性质方面利用‘预设标尺’,对其他事物在此方面性质进行对比测量,并给出相对准确的对比值并配合标尺单位。人类进行的任何度量都是需要‘预设标尺’的,没有预设标尺无法度量。既然度量是通过‘预设标尺’进行的,就必须考虑‘预设标尺’是否具备唯一性、稳定性和精确性。唯一性指‘预设标尺’确定的标量是唯一的标准,比如:多把米尺确定的一米必须是一样长的,不应该出现任何差别。稳定性指‘预设标尺’确定的标量不因外界环境的改变而改变,比如:同一把米尺,在高温地区本身会变长,在低温地区本身会变短,此时就不具备稳定性。精确性指‘预设标尺’确定的标量在数据上是唯一确定的精确的数值,因标尺选择具备任意性,所以精确性本身无法保证。
度量的本质是什么?宇宙客观存在无需度量,度量是人类的认识需求。度量是利用‘预设标尺’的倍数和分数做的一个数学思维游戏。在人类生活中,度量最大的使用范围在于统筹计划的时候;除此以为,度量的意义非常小。在日常生活中,我们需要数有多少根头发吗?我们需要知道有多少个细胞吗?需要知道中午吃了多少颗米吗?需要去知道吃了几两肉吗?等等这些都不需要。日常生活中,我们需要的是区间范围值,对确切的具体度量值没有任意生活意义可言。
度量的目的和意义是什么?度量是为了服务人类尽量准确满足各种需求量(目的),从而防止资源浪费(意义)。度量直接作用是能够‘定量’,通过定量分析得出‘定性’结论。从科研角度,对于某个确定值的精确定量意义不大,根据多条件多环境下的多确定值的对比分析,然后根据多绝对值的数据分析,得出定性的规律趋势,才是最终目的。然而,当前主流科研把本不具备“精确”的度量神化,认为只要条件满足就能完美度量;这种认识是不懂度量概念及其本质的,也是科学神化的一种标志。
水能载舟亦能覆舟。在一定的历史时期里,度量确实促进了人类科学和科技的伟大进步;没有弄明白“度量”本质和使用局限的后人,拿着鸡毛当令箭、敝帚自珍、自以为是地认为“度量”的值就是实际的‘事物’,何其悲哉。同一事物有无数个属性,而某一方面属性的度量值,只代表人类在此单一方面的认识对比差异概念,这一方面事物属性永远代表不了这个事物本身。这么简短一句话所表达的意思,很多人可能一辈子都搞不清楚。
3.2. 度量操作特性
因笔者学的是工程类专业,工作又主要涉及工程施工测量;所以,关于测量方面的讨论笔者是有一定发言权的。度量不用非要研究高深的测量,就讨论小学时期用尺子测量长度,也能将度量的操作特性讲述清楚。
度量,首先要确认度量的是被度量物体的具体哪方面属性,其次要选择合适的正确的‘预设标尺’,最后就是采用正确的度量方法。正确的度量方法,包括度量工具的正确使用方法和测量结果的误差控制方法,前者是度量工具操作方法,后者是度量数据处理方法。
(图一)(本图来源于网络)
度量的操作特性:1、随机性;2、粗略性;3、误差性;4、严谨性。
随机性很好解释,同样的度量工具同样的度量条件下,不同的人测量的值是不会完全一样的,同样的人多次测量的值是不会完全一样的。
粗略性是因‘预设标尺’的精度决定的,标尺都有最小刻度,这个最小刻度就是‘预设标尺’的最大精度,超出最小刻度的度量范围都是粗略估计的。
圆周率π为什么算不到尽头,就是这个原因导致的。按照“圆”的定义,圆是由无穷个点构成的,这些点到圆心的距离相等;人类为了把圆周长这个曲线长度和圆的直径直线段长度建立对比联系,就弄出来一个圆周率的概念。圆周率的本质是用直线段长度间接测量圆周曲线长度。按大脑思维模式思考,圆周的曲线长度应该是个确定值,但人类没有曲线长度测量标尺,因为不同的曲率会需求不同的曲线标尺,曲线标尺的“非唯一性”导致没有统一的曲线标尺,这个时候聪明的人类就用直线标尺间接测量曲线段长度。把圆周长拟合成无穷小的相等的小直线段,用极限的思想,当小直线段小到一个点的时候,就可以完全拟合了,这个思路没有问题,问题出在哪里呢?问题出在当小直线段小到一个点的时候,这个小直线段的长度再利用直线长度‘预设标尺’测量还能测出来吗?当然不能。这就是人类无论利用运算速度多么快的超级计算机,都无法把圆周率π算精确的根本原因。很多人没有明白圆周率的本质和实际意义,而一味地追寻圆周率的终点,这是学问的悲哀。
误差性非常简单,‘预设标尺’的非唯一性和可变性都会产生工具误差,人的操作会产生操作误差,当然还有许多随机的误差项会不期而至。度量是为了测到和客观实际完全吻合的值,而就算直接告诉你这个值,你也未必能够度量地出来。这就是反映度量本质的客观情况。
严谨性是因为度量是为了追寻最接近客观实际的值,而度量过程中又会有各种因素和原因导致我们几乎无法测出这个值;为了更贴近客观实际,度量人员必须有严瑾的操作态度。科学的严谨性,在实验中体现为度量结果的准确性,而度量本身具有“不准确性”,这就是以度量操作为基础的实验科学永远无法逃脱的“五指山”。
4. 时空度量本质
经典力学主导的绝对时空观中,把时间绝对性和空间绝对性等价为时空度量的绝对性是严重错误的。笔者在之前的几篇文章中,已经论述了宇宙时间和宇宙空间这两种宇宙客观存在,人类不具备精确度量的能力。人类不能把测量时间的工具‘钟表’显示的时间误认为是宇宙时间,不能把测量长度的工具‘尺子’测量的长度值误认为是宇宙空间。
牛顿绝对时空观中关于时间和空间的论述是完全正确的;而关于度量的补充是完全错误的。这就是牛顿绝对时空观的巨大漏洞,牛顿本人和爱因斯坦都掉入了其中。狭义相对论本身讨论的不是宇宙时空,而是随运动系的时间测量工具和长度测量工具所测量的时间和长度关系,当然就是这两类度量值的讨论,洛伦兹变换本身也存在逻辑漏洞;笔者在《论洛伦兹变换的错误之处》、《陈军变换深层分析》和《论洛伦兹思维之误》中已经分析清楚,此处从略。
时间度量的本质,是利用有形物质具有的某方面固定频率的性质,来作为时间度量的‘预设标尺’并通过计数的形式反映时间的多少与快慢的。无论多么高级的‘钟表’,其受环境变化而固定频率也会发生变化是无法改变的事实;很多人没有懂得此条,而一味认同‘钟表’表示的时间就是宇宙时间的思想是盲目而错误的。以地球公转和自转形成的时间度量年和天是有换算率的,以太阳绕银心公转的太阳年和地球年和日都是有换算率的,这些都在基本层次上决定了宇宙时间是客观、唯一不以任何‘钟表’的存亡改变而变化的。
爱因斯坦的火车雷击观察者思想实验,将“两个雷击同时发生”和“观察者是否同时看到闪电光”建立逻辑等价联系是肤浅的,观察者是否同时观察到两个雷击闪电光和两个雷击是否同时发生不是充分必要关系,观察者接收到任意一个雷电光需要的时间,与雷电发生地点与观察者接收到该闪电光的确切地点形成直接联系。当观察者接收到闪电光的位置离两个同时发生闪电的距离相等时,观察者同时接收到闪电光。当观察者接收到闪电光的位置离两个同时发生闪电的距离不相等时,观察者就只能先后接收到闪电光;当观察者接收到闪电光的位置离两个发生闪电的距离不相等时又要求观察者同时接收到两个闪电光的话,只能两个闪电不同时发生。
空间变参考系度量把戏,爱因斯坦提出“在运动参考系度量其他参考系物体的长度”这个概念,能说出这句话的一看就是不懂‘度量’、没做过‘度量’的人。请问:一个在宇宙飞船高速飞行的人,他通过哪种方式,利用如何的工具去测量地球上某段距离的长度?无论他是远程指挥地面上的人去做这事,还是他利用飞船上的测量工具在飞船上远程测量,都是无法匹配爱因斯坦的“在运动参考系度量其他参考系物体的长度”这个概念的。一个完全不懂度量操作、更不懂度量本质的人,大言不惭地用“度量”说证明其观点,何其可笑;还有无数人通过爱因斯坦的误导,不假思索地思考爱因斯坦提出的思想游戏,何其可叹。当然,这些行为都是受历史时期的影响,无可厚非;能够发现故有理论漏洞的人已经是非常伟大之人了,我们不能因为爱因斯坦没有给出正确答案而否定他。在笔者心里,包括伽利略、牛顿、爱因斯坦等人都是时代的伟人,正是他们在那样艰难环境中的刻苦思考与专研,才为人类突破黑暗看见光明打下了坚实基础。
度量是个严谨的事情,跨参考系远程测量几乎无法实现。宇宙本身无需度量,度量是人类认识需求。宇宙空间和宇宙时间客观存在,无法精确度量,且度量的值只代表值本身。宇宙没有永恒不变的度量工具和‘预设标尺’,产生工具测量值改变的因素非常多,不能因此而去说宇宙时空本身改变了。
5. 结束语
大道至简,宇宙本身非常简单。宇宙的时空观和物质观的正确确立,关系人类认识宇宙的客观性、准确性和全面性。真理可能会姗姗来迟,但不会永远缺席。
我们所感知的世界,只是客观真实世界的一小部分,然而就算是感知的这一小部分,也会被我们人类按照自己的大脑思维惯性而曲解。这正说明了,我们要正确客观认识我们所赖以生存的地球及宇宙,就只能靠我们的不被假象所迷惑的客观的科学的“心”去感受。
作为一个客观的理智的科学工作者,我们必须摒除个人意识偏见,用客观的科学的实事求是的态度,去对待我们所做的每一项研究工作。只有这样,我们才可能不会因为我们个人认知标准不同的原因,去误导人类大众的认知标准。
科学分析,不求大同。不足之处请客观指正,谢谢!
陈军
始于2021年1月22日
成于2021年1月31日 上午
备注:
- 本文章将发表于奇点天文、作者360个人图书馆、个人QQ空间、个人QQ群“宇宙统一论”、道客巴巴、个人新浪微博等。
- 此版本为初稿,定稿版本会有适当修改。
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在科学思维中常常伴着诗的因素;真正的科学和真正的音乐要求同样的想象过程。
正像新生的婴儿一样;科学的真理必将在斗争中不断发展;广泛传播;无往而不胜。
社会主义是科学和文化的社会。要成为社会主义社会的当之无愧的成员;应当努力地和好好地学习;获得很多的知识。
科学家必须在庞杂的经验事实中抓住某些可用精密公式来表示的普遍特征;由此探求自然界的普遍原理。
一个人在科学探索的道路上走过弯路犯过错误并不是坏事;更不是什么耻辱;要在实践中勇于承认和改正错误。
在科学上没有平坦的大道;只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人;才有希望达到光辉的顶点。
我首先要求诸君信任科学;相信理性;信任自己;并相信自己。
我首先要求诸君信任科学;相信理性;信任自己;并相信自己。
科学上没有平坦的大道;真理的长河中有无数礁石险滩。只有不畏攀登的采药者;只有不怕巨浪的弄潮儿;才能登上高峰采得仙草;深入水底觅得骊珠。
在科学工作中;不愿意越过事实前进一步的人;很少能理解事实。
再没有别的任何艺术或科学;比战争艺术或战争科学更困难的了。
科学是一种强大的智慧的力量;它致力于破除禁锢着我的神秘的桎梏。
科学的种子
真理可能在少数人一边—-柏拉图
感觉你写的文章很深奥
谢谢评论!最近不便于交流。如有怠慢,请多多包涵!