第二節 時空宇宙(2 / 3)

後來,以太又在很大程度上作為光波的荷載物同光的波動學說相聯係。在相當長的時期內(直到20世紀初),人們對波的理解隻局限於某種媒介物質的力學振動。這種媒介物質就稱為波的荷載物,如空氣就是聲波的荷載物。由於光可以在真空中傳播,因此荷載光波的媒介物質(以太)應該充滿包括真空在內的全部空間,並能滲透到通常的物質之中。除了作為光波的荷載物以外,以太可以用來說明引力的現象。

振動論

牛頓也承認以太的存在。在他看來,以太不一定是單一的物質,因而能傳遞各種作用,如產生電、磁和引力等不同的現象。牛頓認為以太可以傳播振動,但以太的振動不是光,因為當時光的波動學說還不能解釋光的偏振現象,也不能解釋光為什麼會直線傳播。

力線論

在法拉第心目中,作用是逐步傳過去的看法有著十分牢固的地位,他引入了力線來描述磁作用和電作用。在他看來,力線是現實的存在,空間被力線充滿著,而光和熱可能就是力線的橫振動。他曾提出用力線來代替以太,並認為物質原子可能就是聚集在某個點狀中心附近的力線場。

磁波論

麥克斯韋提出了位移電流的概念,並用一組微分方程來描述電磁場的普遍規律性,這組方程以後被稱為麥克斯韋方程組。後來,赫茲用實驗方法證實了電磁波的存在。光的電磁理論成功地解釋了光波的性質,這樣以太不僅在電磁學中取得了地位,而且電磁以太同光以太也統一了起來。

電子論

洛倫茲提出了新的概念,他把物質的電磁性質歸之於其中同原子相聯係的電子的效應。至於物質中的以太,則同真空中的以太在密度和彈性上都並無區別。他還假定,物體運動時並不帶動其中的以太運動。推出了關於運動物質中的光速公式,根據束縛電子的強迫振動,推出折射率隨頻率的變化而變化。洛倫茲的上述理論被稱為電子論,它獲得了很大成功。

以太風論

為了測出地球相對以太參照係的運動,實驗精度必須達到很高的量級。到19世紀80年代,邁克耳孫和莫雷所做的實驗第一次達到了這個精度,但得到的結果仍然是否定的,即地球相對以太不運動。此後其他的一些實驗亦得到同樣的結果,於是以太進一步失去了作為絕對參照係的性質。

否定論

在狹義相對論確立以後,以太曾經一度被物理學家們所拋棄。人們接受了電磁場本身就是物質存在的一種形式的概念,而場可以在真空中以波的形式傳播。量子力學觀點認為,物質的原子以及組成它們的電子、質子和中子等粒子的運動也具有波的屬性,波動性已成為物質運動的基本屬性的一個方麵,以太的存在一時被否定了。

肯定論

愛因斯坦曾說過:“依照廣義相對論,空間已被賦予物理性質,因此,在這種意義上說,存在著一種以太。依照廣義相對論,一個沒有以太的空間是不可思議的。因為,在這樣一種空間裏,不但光不能傳播,而且量杆和時鍾也不可能存在,因此,也就沒有物理意義上的空間-時間間隔。但是,又不可認為,這種以太會具有那些為重媒質所特有的性質,也不可認為,它是那些能夠隨時間追蹤下去的粒子所組成的,而且也不可把運動概念用於以太。”在這裏,愛因斯坦既指出以太是存在的,又對以太的性質提出了看法:(1)以太是光的傳播媒介。(2)量杆和時鍾(長度和時間的標準)由以太決定。(3)以太不同於一般的有質量的實物(重媒質)。(4)以太不能用相對論時空觀進行描述。

以太伴隨著物理學的發展經曆過興旺與衰退時期,但是,在整個過程中,物理學上隻是從單一的各種角度來認識和思考以太問題,而沒有係統地、全麵地、徹底地解釋以太問題,因此,沒有從根本上解決以太的客觀存在。

事實上,西方哲學家、物理學家所認識和了解的各種各樣的以太都存在於虛空間之中,都屬於之範疇。其中,虛空間中包括光、電、磁、波、場、能等元素;而實空間中包括組成金銀銅鐵等元素的原子、分子、原子核、中子等物質。

2:時間範疇

因為構成同一物體的物質雖然來自於不同的物體、也可以具有不同的屬性,但是,它們在同一個的作用下構成了同一個客觀存在的物體,而且,物質與物質之間形成了分關係。

2.1:同體同時原理

物體的存在構成了時間存在之屬性,而之變化反映出時間變化之屬性,同時也反映了時間之存在。

同體同時原理:我們將構成同一物體的具有分關係的所有物質處於相同的時間點上,簡稱為同時。這就是說,對於存在於同一個物體上的物質而言,無論處於物體的什麼部位,它們都處於相同的時間。

例如在通例中,8:00停泊在上海機場上的飛機,此時構成該飛機的一部分如機頭、機身、機尾等都是處於8:00.我們總不能說該飛機上的發動機此時處於6:00、座艙處於10:00,駕駛員處於20世紀、乘客處於22世紀。對於一個目前處於40歲的人而言,我們總不能說他的“左手目前正處於30歲、右手此時處在50歲、頭此時處在10歲”。

因為物體不能運動、隻有存在,物體的存在是唯一的,因此物體上所包含的所有物質處於相同的時間。同樣,實空間作為一個唯一存在的大物體(大切麵),根據“同體同時原理”其構成空間大物體的所有的物質(物體)處於相同的時間。由此可得:同空同時原理:存在於同一空間(實)之中的物質(物體),當且僅當,處於相同的時間(點)。反之,存在於不同空間(實)的物質(物體)處於不同的時間,不同時間的物質(物體)存在於不同的空間(實)。

例如在通例中,8:00的上海與8:00的北京處於同一時間,因而,存在於同一空間(實);反之,8:00的上海與10:00的北京不在同一時間點,因而不處在同一空間(實)之中。

空間體作為一個物體其存在是唯一的,產生空間體的的變化形成了不同的空間,從而構成了時間屬性。

2.2:公時概念

我們將之存在及其變化發展之屬性稱之為標準時間,簡稱為公時。

特別說明:在不發生混淆的情況下,標準時間有時也簡稱為時間,特指公時。該時間概念屬於哲學之範疇,嚴格區別於日常人們所使用的以緯度劃分的生活時間概念。

時間維度

因為處於不斷的變化發展之中,作為一個虛空間,其變化產生出一個實空間。在變化發展的過程中,產生出一係列的具有不同屬性的實空間,因此,作為一個客觀存在的連續變化發展的整體,在變化發展的過程之中其存在具有唯一性。所以,時間的存在具有一維性。

同樣,從實空間存在的唯一性決定虛空間存在的唯一性中反映出時間不能倒退。即:

時間不具有逆向性。時間是一根永恒向前的射線。

時間是由原性所表現出的關於過去、現在、將來構成的連綿不斷的係統。

時間點

因為從本章節的我們可以看出,由構成的虛空間與由物質構成的實空間之間具有相互依存關係,所以,虛空間的存在同時也反映出實空間的存在,由實空間存在的唯一性,我們就可以知道實空間的存在在時間上隻是反映出其存在的一個瞬間。

我們將實空間的存在所反映的時間屬性稱之為實空間所存在的關於標準時間的時間點,簡稱為時間點。