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时间的"维"

已有 2302 次阅读 2011-2-6 23:23 |个人分类:物理|系统分类:论文交流| 时间, 空间, 光学, 伽利略, 坐标系

时间的"维"
我在标题为:《时空是客观存在,及对其认识的简史》的帖子中,已经谈到:
“一切物质都在时间和空间中运动”,研讨物质运动就必须研讨时间和空间。这就是说:“时间和空间”都是“物质运动”的属性。人们对“时间和空间”的认识也是从认识物体的“位置及其变动特性”开始的。
因为物体的位置及其变动是“相对的”,确定物体的位置及其变动就必须选定适当的轴矢坐标系。经典力学认为不同轴矢坐标系的时间是相同的,即所谓“绝对时间”,仅选定3维空间轴矢坐标系,而把时间仅当作3维空间位置矢量各分量坐标的一个参变量。空间位置矢量各分量的“模长”是时间的函数,而其函数的性质与形式是因其空间位置矢量运动的性质和特征的不同而不同。这里已经表明:时间与空间是互为函数关系的,既是互为函数关系,就无所谓并列、串列了。在此,时间只是空间位置矢量各分量的“模长”的函数,并非另外的1“维”!
但是,进而,大量实验(首先是著名的迈卡尔逊的光学实验),表明:“在任何惯性牵引运动参考系,真空中3维空间光速不随参考系的运动而改变”,此时,经典力学由“绝对时间”导出的“伽利略变换”已不适用。
洛仑兹仍在3维空间,仍按所谓“光在‘以太’中传播”,并且,“长度缩短、时间延迟”的观点,导出了符合实际的“洛仑兹变换”,但却不能证明所谓“以太“的客观存在,并导致一系列悖论,仍不能解释这个问题。
为此,狭义相对论才采用欧基里得4维时空的闵可夫斯基矢量表达客体的时空位置,即由4个彼此线性无关的 (对于正交系,为彼此正交的) 轴矢组成的轴矢系,表达时空位置矢量。其中,“时间”不仅是3维空间位置矢量各分量坐标的一个重要参变量,而且是与3个空间轴彼此线性无关的 (对于正交系,为彼此正交延的)另一轴矢 (时轴矢)的主角,“时轴分量“的模长由ict表达 (i是虚数符,即-1的平方根,c是惯性牵引运动参考系真空中3维空间光速,t是时间),这才能把时间作为3维空间之外的另1“维”!
而由此直接导出了相应的洛仑兹变换,才圆满地解决了这个问题。并从而建立起相对论性力学(大量高能粒子实验的设计和结果,都是证实了它的正确性)。
而经典力学只是其在3维空间的低速 (其在3维空间的运动速度与惯性牵引运动系真空中光速相比可以忽略) 的近似。
“物质运动”必须用统一的4维时空位置1-线矢才能确切表达。“时间和空间”
描述“物质运动”状态和规律的一种“统一体”的密不可分的两个参量。它们的这种特性,是人们在实践中逐步认识到,又在实践中反复检验,能与客观实际相符的认识。


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