《一位老工程师的前沿物理科普贴》
第9节

作者: 浅论物理
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  正如同在人们的传统观念中一样,空间是永恒、客观上存在的三维立体无限大的虚空。同时人可以主观上同一的用互成直角的三坐标系来标识范围;坐标原点、坐标轴方向、均是可以在各自局部空间酌情定义的;同理定义极坐标系亦是可以达到异曲同工的目的。关键在于一旦长度度量标准设定以后不再改变。譬如其长度单位设定为米,那就是标准按存放在巴黎国际计量局里的那个铂铱合金制成的标准米原器,温度在20℃时,长度为光在真空中299792458分之一秒时间间隔内所经路径的长度,这是恒定标准不得更改。当然也可以在空间另外设定其它的坐标系,但同样道理,一旦设定标准角度、长度后便不得再变。这点决不允许受其它任何因素作变动,因为这是人们主观认定的不可变更的基准。划分的坐标区域可随意设置、改变,而客观存在的空间依然照旧,并不以人主观上予以界定的坐标区间的变更会有任何改变。

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日期:2009-10-16 02:04:37

  时间是一维的,它只有单方向性:只能永恒、均衡、无限的前进,决不允许后退,也不能停滞不前。应当说时间是人主观上杜撰的、虚拟定义出来的一种度量标准;并非是客观存在的物质!人为认定它的基本单位,譬如秒、分、时……后,不得变更,也不因任何外在条件而变化。即使是高速运动,那怕是远超光速的运动,也至多是节省了些运动时间,而不可能使时间驻滞不前,更不可能使时间倒流回去。这其实完全符合热力学第二定律,熵只会增加决不可能减少。那么“双生子佯谬”及“祖父悖论”这种费解的事就不可能存在了。光子火箭上的时间只能依然不变地同地球一样同步流逝。所谓的穿越“时空隧道”,进入另外的时空世界,也就不可能客观存在了。人至多可能巧合进入“海市蜃楼”的三维图像世界中,但在该由于光线反复折射作用而再现的历史三维图景中,是根本无法与其中的任何人交往、言谈;也不可能与其中的任何人或物接触;这正如同我们无法与电影图像中的人或物接触一样。即使客观上能偶遇“海市蜃楼”;那也不意味着能返回历史时空世界。而由于“未来世界”的场景太难以想象因而几乎无人杜撰“跨越时空”到“未来时空段”了。

  这些就是自古以来人类赋予空间与时间的基本概念;这些都是人类主观认定的。当然也可以根据需要赋予空间会弯曲的概念,或时间会随速度提高而延长的概念,但这与前面所提到的空间与时间,仅仅是起了同样的各字,而实质内容大不相同,决不是同一东西,不可混淆,不得同一而论。两者之间的物理规律也肯定大不相同。
  多么希望能在那种通俗易懂的空间、时间概念下研究出更为直观的物理定律。
  我们也可以认真思索一下,牛顿力学是建立在绝对空间、绝对时间的基础上的,也是建立在欧几里得几何的基础上的。而欧几里得几何是在公元前300年创立的,它的各个几何图形均是有严格定义的。正方形的四个角及边长必须是各自相等的,圆周上的曲率半径必须处处相等,圆周上各点到圆心的距离必须相等;平行线永远不会相交也不会发散;三角形三个内角和必须等于180度,一旦破坏了这些定义那就不是欧几里得几何了,而欧几里得几何是数千年来经无数人验证过的真理。一旦不论什么理论离开了这些基本条件,哪怕它再正确,它也不能说是建立在欧几里得几何为基础的理论,也决没有任何理由仅仅因为它自己并没有应用欧几里得几何,而断言欧几里得几何是错的。反之,它应该去寻找与创建自己的理论基础;寻找自己的理论依据;它需要应用几何理论的话就必须建立起自己的一套几何理论体系,并给予正确的命名与定义。同样它既然用不上牛顿力学“绝对时间”“绝对空间”,它就只能去寻找适用于它自己的那种空间、时间并予以新的概念、名称及定义。它如果既需要用几何、空间、时间,又找不到能予以明确、正确定义的相关几何、空间、时间,怕是早晚要给它自己带来无限的麻烦。而麻烦不应该,最终也不可能转嫁给以前行之有效,久经考验的几何、空间、时间。而在欧几里得几何基础下,在牛顿力学、“绝对空间”、“绝对时间”的基础上,应该能建立与发展出适用于微观世界及宏观宇宙的正确理论,正确、浅易地屹立于物理学中。

  [22]

日期:2009-10-16 20:24:43

  另外,相对论在讨论宇宙在奇点中诞生或死亡,这种观点很值得推敲。这如果是在霍金也曾经谈到过的另一种仅指被吸入黑洞的那部分物质,从它们本身所具有的意义来说空间与时间都对它们已经失去意义了,而局部地指这部分的空间与时间死亡了,还能理解。或者又也许说在相对论中所讲的在奇点中死亡或创生的空间与时间,只能是相对论自己的定义的那种物质性的、可相互转换的、四维不可分割的、被畸曲了的空间与时间;而不与“绝对空间”“绝对时间”相混为一谈的话,那也可以理解。这种时空的生与死都是相对论所赋予它们定义的一部分,相对论外的理论就干预不了了。

  但是应该正确的说牛顿经典力学中所指的“绝对空间”“绝对时间”是永存的,在它们的定义中并无生与死这一说,所以决不会受到黑洞或奇点、大爆炸或大挤压的丝毫干扰。所以在用牛顿力学对宏观宇宙或微观粒子世界作研讨之时,必须采用“绝对空间”“绝对时间”永恒存在的理念,当然,采用欧几里得几何时也应该并且必须是正宗的原味的不失古色古香的历经数千年检验的原装货。否则,只好另立门户,另外创造一套所谓空间、时间、几何的另类理论,当然也有可能别具一格的取得辉煌成果。只是这已不能归功于牛顿力学了。

  “绝对空间”、“绝对时间”及欧几里得几何都是不可改变的,因为只要它们一改变那么所有以它们为基础所建立起来的定理、公式、以及一切学说就会全部自动失效。这正如广义相对论是建立在狭义相对论的基础上的,这本身就意味着如果一旦狭义相对论被证明是错误的,那么,爱因斯坦所精心构筑起来的广义相对论这一经典物理大厦也就立即崩溃了。

  话又说回来,如果真如相对论所述空间——时间是可相互转换的物质性的,四维空间——时间向自身弯曲,而圆已不圆、方已不方、三角形三个内角之和小于180度被证明成立;那么无用置疑牛顿力学随及就会被推翻。不仅如此,还有那两千多年来人类在欧几里得几何上所作的所有一系列证明的辛勤劳苦以及以此为基础所建立的理论成果也就全部付之东流了。1826年俄国数学家罗巴切夫斯基 (1792~1856年)创立了非欧几何,确实直到如今仍在为人类做出贡献。那么,为什么历经这么多年欧几里得几何仍然屹立于世界科学之林呢?那是因为罗巴切夫斯基的非欧几何,并不存在对欧几里得几何的排它性,相反却恰恰是在承认欧几里得几何的基础上,仅仅是在应用方法上另辟蹊径,其实两者是殊途同归,非欧几何仅仅是对前者的一种发展与补充。据说当年爱因斯坦创建相对论时,非欧几何也是他的主要理论基础。

  [23]

日期:2009-10-17 10:06:18

  相对论四维物质性的可互换的时空及畸曲的空间——时间又为什么没能摧毁欧几里得几何与牛顿力学呢?那是因为相对论并没有拿出任何足以证明牛顿力学和欧几里得几何是错误的实例。恰恰相反在实质上一直在沿用这两个理论作为自己的理论依据。相对论所讲的时空其实是应它自己理论的需要而另外重新定义的时空概念,而与前两个理论的时空概念已是风马牛不相及的东西。严格说来是相对论混淆了以前时空的名称而造成的冤案。确实,进入量子力学时代是有不少论调讲经典物理过时了、牛顿的万有引力是不完善的、过去的时空观已经不适用了、陈旧的物质能量观念必须抛弃、……等等。而这些无非还是没有证伪的不实之辞。其实,当时爱因斯坦所注重应用的正是非欧几何的数学理论,所以相对论从根本上无法动摇牛顿力学及欧几里得几何。它至多是发现经典物理的某些不完备之处予以补充。

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