時空、時空,這個說法既包含了時間,又包含了空間。而在世界上,縱觀歷史變遷,我們似乎最能直觀地感受到時間的變化。
那么空間呢?從某種意義上說,地球上的一切都在不斷發(fā)生,當(dāng)然相應(yīng)的,事件發(fā)生的空間永遠(yuǎn)都在地球之上,空間似乎沒有任何改變。
那么,是不是可以說時間在變,但空間始終沒有發(fā)生改變?但如果從世界所有物質(zhì)的模樣變化來看,現(xiàn)在的事物明顯和以前的事物不一樣了,我們所看到的萬物都在發(fā)生改變,這是不是又是空間產(chǎn)生的變化?
那么空間是由什么構(gòu)成的?或者空間是什么?它真的存在嗎?
空間
空間是與時間相對的一種物質(zhì)客觀存在形式,但兩者密不可分。按照宇宙大爆炸理論,宇宙從奇點爆炸之后,宇宙的狀態(tài)由初始的“一”分裂開來,有不同的存在形式、運動狀態(tài)等差異,物與物的位置差異度量稱之為“空間”,位置的變化則由“時間”度量。空間由長、寬、高和大小表現(xiàn)出來,通常指四方(方向)上下。
我們目前正生活在空間中,而這個空間是長、寬、高共同構(gòu)成。在這里面,我們可以進(jìn)行一切生命活動。
從人類的感官上來說,空間的主要原則就是“空”,所有事物都在這個“空”的范圍內(nèi)運行和存在。但實際上,空間并不“空”,它存在物質(zhì)變化,也擁有能量。
這種物質(zhì)存在具有多變性,比如關(guān)于“填滿房間”的寓言故事中,一個人想到用棉花、一個人用稻草、另一個人用點燃蠟燭散發(fā)的光。在這當(dāng)中,棉花、稻草和蠟燭的光線都是物質(zhì)的一種,可以“填充”空間。
空間構(gòu)成
從物理學(xué)上講,宇宙是由粒子構(gòu)成的,“場”就是這些粒子能量集中的一種表現(xiàn),于空間中無處不在。粒子的運動差異造成不同的能量場,如電磁場、引力場、量子場和電子場等,都是客觀存在且能被觀測到的粒子差別運動帶來的不同能量效應(yīng)。
愛因斯坦的相對論認(rèn)為,時間是一直運動前進(jìn)的,只要超越光速,就能實現(xiàn)“時空穿越”;而空間是靜止的,只是在時間的作用下有大小和位置變化,并可以用方程來計算空間的轉(zhuǎn)變。
就像一輛從高速路上行駛而過的汽車,正常情況下我們能觀測到他的位置移動,因而認(rèn)為物質(zhì)在這個空間內(nèi)產(chǎn)生了變化。
當(dāng)我們將時間的速度做出調(diào)整的時候,汽車的運動也會跟隨時間的變化而產(chǎn)生不同的存在體現(xiàn);定格到某個時間點或?qū)r間無限加快時,我們就會發(fā)現(xiàn),在這個空間中,這輛汽車停止了,或者從空間中消失不見。
人類對于宇宙的定義根據(jù)就是觀測到的時間和空間,而在宇宙還沒有誕生時,時間空間都是不存在的。宇宙的誕生產(chǎn)生了物質(zhì),物質(zhì)構(gòu)成空間,同時存在密度的變化,
人類所觀測到的恒星以及天體宇宙天體,都是由物質(zhì)構(gòu)成,而物質(zhì)又有可看到的物質(zhì)和暗物質(zhì)之分,它們在各自的運動中產(chǎn)生能量,構(gòu)成了不同的空間。如個觀測的天體和宇宙暗物質(zhì)、黑洞等。
物質(zhì)
物質(zhì)(matter)為構(gòu)成宇宙間一切物體的“實物”和“場”。不依賴于意識而又能為人的意識所反映的客觀實在,世界上所有的實體都是物質(zhì)。除這些實物之外,光、電磁場等也是物質(zhì),它們是以“場”的形式出現(xiàn)的物質(zhì)。
物質(zhì)不只有單一的存在方式,氣、液、有機和無機、實體和虛無等。物質(zhì)的種類很多,但也有其特性,即都擁有“質(zhì)量”和“能量”,能夠被觀測或用以理論總結(jié)。
空間中除了能被人類看見的物質(zhì)之外,還有很多“虛無”的物質(zhì)構(gòu)成,比如微生物,還有量子和粒子運動構(gòu)成的場等。在我們所認(rèn)為的“空間”中,實際上填滿了以其它形式存在的各種物質(zhì)和能量,并不是“空”的。
所以,“空間”只是人類的幻覺嗎?
在宇宙中,物質(zhì)的根本屬性是“運動”,由此構(gòu)成時間和空間。任意形態(tài)、生命和宇宙都是由物質(zhì)構(gòu)成,而物質(zhì)又是由量子或光子組成,并在運動中產(chǎn)生物質(zhì)的質(zhì)量。
辯證唯物主義哲學(xué)觀點認(rèn)為:世界上沒有無物質(zhì)的空間和時間,也沒有無空間和時間的物質(zhì)。
那么,根據(jù)愛因斯坦的觀點,從宇宙大爆炸開始,空間和時間開始形成,它們是否存在邊界?
邊界
一般在人類現(xiàn)有的認(rèn)知里,空間是不存在邊界的,它可以無限延伸長寬高的軸線,將空間放到無限大。但又說在宇宙大爆炸后空間和時間才開始形成,那么宇宙空間的邊界在哪里?
宇宙的大小目前還沒有被人類所了解,愛因斯坦提出過“有限無界”的猜想,現(xiàn)代的科學(xué)家認(rèn)為宇宙和地球一樣,都是球形的,“有限無界”就是指有邊緣但是沒有邊界。
就像是從地球上任何一個地方出發(fā),最后都可以回到原地一樣,況且宇宙還在不斷“膨脹”。因此,宇宙只有大小的變化,沒有邊界可言。同理,空間也是“有限無界”的,隨著各種粒子的運動變化,空間可以任意延伸。
物質(zhì)隨著時間的前進(jìn)而發(fā)生變化,“界”用來劃定空間,所以空間和時間是相互依賴存在的。
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