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关于“时空是什么?”及“时空与物质有何关系?”的对话(2)
乙:时空流形是个具有度规和联络的微分流形,这表明度规和联络应是时空的特性。
另一方面,度规张量和联络系数又是引力场的场量,引力场主要就是以度规和联络
来表征的。看来引力场和时空似可划上等号。
甲:引力场和时空不可划上等号,虽然度规场和联络场总是存在于时空之中,并且不
同的时空表现为具有不同的度规场和不同的联络场,但仅由度规场加上联络场(即
引力场)不足以表示时空。这是因为:1、时空的主要特性为“时空的数学模型是时
空流形”,它是由宇宙中全部事件之4维位置的集合所形成的,而仅由度规场加上联
络场反映不了‘宇宙中全部事件之4维位置’,即形成不了‘时空流形’;2、引力场
都存在于时空中,如果引力场和时空可划上等号的话,则就也可以说“时空都存在
于引力场中”,显然这种说法是有问题的,因为在引力场之外也可存在时空,特别是
“时空都存在于引力场中”是何意义?很不清楚。
乙:引力场应当也是一种物质场,引力场具有质量(质量为零是特殊情况)和能动张
量(能量和3维动量可由能动张量来概括),这与物质的特点相似。
甲:引力场肯定具有质量和能动张量这些物质性,但不能由此就认为引力场应当也是
一种物质场。引力场与物质场还存在原则上的不一致:1、物质可引发引力场,而引力
强作用场、弱作用场。
总之,时空、物质、和引力场都是反映客观实际的最基本的物理概念,这三个概念
的内涵虽有相同之处,也有不同之处。从物理学的角度来看,更主要的是不同之处,因
此不能把时空和物质视为同一个对象,也不能把时空和引力场视为同一个对象,还不能
把物质和引力场视为同一个对象。
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GMT+8, 2024-11-16 06:14
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