日出而作,日落而息。鸟归巢,人回家。 经八小时的劳累,当我安稳地躺在舒适的沙发之中闭目养神时,突然冒出一个奇怪的遐想:我现在空间上又回到了一天的原点。然而,我是否也回到了时间的原点呢?时间真是一去不复返的吗?时间与空间究竟是怎样的关系? (海纳百川 www.hjclub.info) 有人认为宇宙是一个除三维空间外还有一维时间组成的四维时-空环境。空间可无限伸展,时间可无限持续并一去不复返。我深信这些卓越的理论家对世界的观感,必定有着不可动摇的理论与实践的依据。但是,从我的视角看,这时-空关系却另有洞天。 (海纳百川 www.hjclub.info)
我见到的空间与时间都是三维无限但不能位移的。人类认识所及,只是自己经历所涉及的空间与时间中有限的空域与时域。毛虫在一条结成圆环的绳索上爬行。假设这绳索细到毛虫不能作丝毫的横向运动,有人说他是活动于一个一维的有限无边的空间之中。它不能飞,不会跳,如果只在一个面上活动,这面又是一个封闭曲面,又有人说它是活动在一个有限而无边的两维空间之中。如果一个运动体能作脱离地面的跳跃或飞跃运动时,它被看作是在一个三维空间之中活动了。 (海纳百川 www.hjclub.info)
然而,上面说到的一维有限无边空间,实际是个两维的空间。因为在一维空间中绳索是不能结成圆环的,只是这圆环的半径足够大,以致我们不能感觉到运动方向的改变而已。同理,有限无边的两维空间,实际上是处于一个三维的空间之中。二维的空间是不能构成一个封闭曲面的。再说,即使不跳、不飞,这毛虫只要能爬高,它尽管活动于一个曲面上,事实上还是处于一个三维空间中。只是可能它自己感觉不到罢了。 (海纳百川 www.hjclub.info)
我们讨论一个运动体活动的空域与它所处的空间是两个不同的概念。即便某运动体只有在一维或二维的空域内活动的能力,但它仍存在于一个三维空间之中。所以,在讨论多维空间时就必须明确,是就运动体的活动能力还是存在环境而言。 (海纳百川 www.hjclub.info)
既然我们所置身的任意点都处于三维空间之中,那么这个空间必定是无边无垠的,尽管由于人类活动能力有限,只能在这个三维空间中的有限区域中活动。由此我将人类活动所及的空间范围称作“空域”。 (海纳百川 www.hjclub.info)
伽利略最早说明了自一个封闭系统内不能用力学试验来决定这个系统是否作等速直线运动的事实。1632年,伽利略观察了自一个密闭船舱中发生的现象,指出,在一只匀速运动的船中,无法根据任何现象来判断船在运动还是停在原地:当你向船尾跳去时,并不会由于船在很快地运动而比向船头跳去时跳得更远,虽然当你处在空中时,船板正向着相反对方向飞驰;而且,你从船头将东西抛向船尾,并不比从船尾抛向船头更省力;苍蝇在船舱中飞来飞去,在各个方向毫无不同,它们绝不会聚向船尾。根据同样的原理牛顿发现了牛顿第一定理。人们也以此为据,说明地球自转不为人知的原因,排除了对地球围绕太阳转,而非太阳围绕地球转动这一结论的疑虑。而爱因斯坦也正是由这一现象发现了牛顿定侓的局限,提出来狭义相对论。否定了绝对空间的存在。 (海纳百川 www.hjclub.info)
然而,我又依据同一现象设想,狭义相对论所涉及的只是观察运动体在不同空域即处于空间中的不同参照系下的运动规律。这并不能否定绝对空间作为静止状态的存在。因为,真如伽利略所说,你在船舱中是无法判断船是否正在运动的。我们要通过观察来确定空间是否运动就必须跳出空间。然而由于空间是无限的,我们就无法跳出空间。于是我们只能借助思维逻辑作出判断:人类生存的空间既然是无限的,它就不可能再有作位移的空间,否则它就是有限的了。我们既然处于一个无限的空间的内部,就不可能感觉到这无限空间本身的运动。所以,只要承认空间的无限性,那么空间是静止的就成为合乎逻辑的必然了。 (海纳百川 www.hjclub.info)
我们平时所说空间的无限伸展其实只是我们认识中特定运动所及的空域的伸展而已。牛顿描绘了绝对空间爱因斯坦否定绝对空间的存在,我又返回到主张存在静止的绝对空间的观点。不同的结论之间并不存在绝对的对错之分,它们之间的区别只是观察角度与预设的观察的环境的不同。因此,这些结论的适应领域的不同。 (海纳百川 www.hjclub.info)
我们可将“运动”定义为:存在于一个无限空间中的已知或未知物存在状态的相对变化。那么根据我们的经验(包括感觉与思维的)不难判定一切已知的或未知物的存在状态是永远不停地在运动着。这运动表现在运动体的位移,能变,感觉变化,心理变化,意识变化……以及一切可能的综合变化。其中较简单,最基本的运动形式可说是位移了。 (海纳百川 www.hjclub.info)
简言之,空间本身也是一个存在形式,如同对一切已知的存在形式一样,人类对它只知其一,不知其二。它本身不可能作位移运动,但提供了运动体活动的场所。活动所及的范围可能扩大或缩小,甚至我们可说它本身也是活动的内容之一。但这不是空间的扩大或缩小,而只是空间中局部活动体所及的“空域”的变化,“位移”是运动体在运动过程中,所处空间相对位置的变化,是个矢量。即“位移”可以发生在以任一空间点作参照原点的任一方向。 (海纳百川 www.hjclub.info)
为了方便在哲学的范畴中,以新的视角来解释时间与空间的关系,我必须将我们常识中的时间概念暂且搁置一旁。有必要提出一些与空间相对应的时间范畴中的新概念。其一是与“空间”相对应的“时间”;其二是与“空域”相对应的“时域”;其三是与“距离”相对应的“时段”;其四是与“位移”相对应的“时移”。 (海纳百川 www.hjclub.info)
我们现在基于上述四个概念来分析一下时间的特性。许多科学家认为,时间是独立于三维空间的另一维,而且它一去不复返,那么时间就只能作单向运动了。然而,我认为它与空间一样,既然是无始无终的,就说明它也是无边无限的静止存在。如果时间与空间是运动体,那么它们的运动速度如何,是可变的还是不变的呢?如果是可变的,那么我们在不知它们的运动速度的情况下如何来断定已知物对于空间而言的运动速度或方向呢?再说,时间本身如果是个作单向活动的运动体。那么,当各种物体沿不同方向作直线运动时,我们既不知它本身的速度变化规律,如何能将其作为一个测定位移速度的普遍的标准呢? V=S / t 这一公式 只有当S 与 t 处于同一方向,而且时间的运动速度是个已知量才能成立,这应该是不用置疑的道理。 (海纳百川 www.hjclub.info)
我很难想象,时间与位移如何可能产生方向上的分离。只有在两种条件下时间才可能对描述运动体的运动状态没有影响:一,它本身是没有时移的。二,如果它本身有时移,那么,其移动方向必须与位移方向一致,即它的变化量也是个矢量。我认为“时间”与“空间”实质上存在着不可分离,互为形影的关系。时间不可能是与三维空间分离的独立一维,时间也具有无限无边的三维特性。如同空间那样,运动体在活动时只是在所涉及的三维时间的某个时域中移动了某一“时段”。与“距离”是存在物在三维空间中两点的“间距”相当,“时段”是存在物在三维时间中两点之间的“时差”。因为在天文测量中已有特定的“时差”概念,为避免混淆,我称其为“时段”。距离与时段都是不含方向性的标量。“时移”则与“位移”相当,是运动体在活动时域中的迁移量。它与“位移”一样,也是一个具方向性的矢量。而且,时移与位移在运动过程中始终保持同向。一切运动体的运动速度是单位时段中运动体的位移量。这样,V = S / t 方能成为普遍的计算公式。特别要注意排除人们习以为常的, “时间”与“时段”、“ 时域”概念上的混淆。 (海纳百川 www.hjclub.info)
简而言之,“空间”与“时间”都是无边无限的存在,是不可移动的。它们提供一切已知存在体与未知存在体活动的环境。人们所经验到的只是已知存在体活动所及的空间与时间的局部,即在活动空域与时域中的“距离”与“时段”;“位移”和“时移”。后者在任何运动体的活动中都是同向的矢量。理论上,如果说某一运动体在空间上能回到相对“位移”原点的话,在时间上也可能回到相对“时移”的原点。但实际上,在三维无穷的复杂活动中,任何运动体在空间上或是时间上绝对地返回运动原点的机率都极低,可说绝对不可能,更严密地说是无法测定。 (海纳百川 www.hjclub.info)
我们所以能够接受“早出晚归”是人们经过一段时间的活动后返回了原点,只是因为我们习惯于将房子、大街的存在状态作为位移参照点。为什么我们不能感到时间上的回归呢?原因是:一,没有习惯将房子、大街道存在状态作为运动开始的时间参照原点。 二, 我们最易感到的时间标识是日落日出。但它的变化周期远长于我们所感觉到的活动的变化周期及所经历的时移。它当然不能作为测量我们日常活动的精确标准。所以,当我放工回家躺在沙发上时,只感觉到空间上回到原点而不能感到时移上的回归。这决不能作为否定时移可能相对回归的根据。 (海纳百川 www.hjclub.info)
如果存在物的往返全过程都是匀速直线运动,我们不难想象,当运动体回归位移原点时,必定时移也同步回到原点的。要注意的是,我说的同步,是处于同一静止三维时间中的某一时间参照点。而并非任何运动着的时移或位移上的一点。当然更不是时钟上显现的某一时钟点。 (海纳百川 www.hjclub.info)
以上所述,是局限于将运动体作为一个运动质点,作最简单的匀速直线运动的理想状况下所作的分析。现实中是不存在这种理想状况的。为使我的描述更接近与生活,我将在下一篇作进一步的叙述。