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关于时间和空间

已有 4565 次阅读 2012-12-16 17:45 |个人分类:大自然探索|系统分类:观点评述| 时间, 空间, 绝对, 相对

——刘全稳

 

自从人类认识了日出日落、周而复始,就知道了时间及其延续。

人的生老病逝,山、水、火、物的存在,使人们认识了空间及其拓展。

时间和空间永恒地伴随着人类社会,并不受影响地无限地向前延伸。

人们要想描述一件事、一类物、一种状态、一个过程、一幕情景等,都离不开时间和空间这两个要素。

绝对的时间和空间应是彼此完全相互独立的,不然我们不能加以区别。然而,在某种意义下,时间和空间却又是紧密相关,正如牛顿所说:我们不可能设想物体存在于空间而根本没有时间,或存在于一有限时间内而不在任何地方

在一定条件下,时间和空间可以相互转化。我们可以用时间来表示空间,如石油地震勘探中的时间剖面可以帮助人们了解地下含油气结构与构造;也可以用空间来延续时间,如天文观察星象,可以帮助人们知道几十亿数百亿光年以前的事。

地质工作者们通常使用的时间是在目前以前,其时间是通过空间所记载的事件、物质的映射而获得。所使用的空间大多是由实物构成,或者位于地下或者充满想象。

一、时间

牛顿认为时间是绝对的,与任何物理客体和事件无关而流逝着,他说:绝对、真正、和数学的时间是自在的,与任何外在的东西无关,它均一地流逝着,又称为持续。用牛顿自己的话说,他并不企图给时间或空间下定义。

哲学上将时间定义为:时间是物质运动的存在形式。是物质运动过程的持续性和接续的秩序。具有客观性和无限性。是一维的,总是朝着一个方向流逝,一去不复返,用一个量即可完全度量。它和运动着的物质不可分离,和空间也不可分离。

数学上将时间定义为一段有起点和终点的持续过程或这个持续过程的某一点。如:地球公转一周的时间是365天;刚才最后一响,是北京时间十二点整。

地学上的时间由标准化石、含放射性元素标本、标准剖面确定,采用的单位一般为万年百万年、世、纪、代、宙。

时间不依人的意志为转移,没有人能够催快或推慢时间的进程,在同一体系里时间的流逝对你、我、他、其它星球都是相等的。

时间和空间又是可以相互转化的。有时,人们要运用时间来描述空间,有经验的地质、地球物理学家常常只需通过时间剖面和等时间图就可以知道地下地质构造等空间问题。有时,人们要通过空间来反映时间,如人们通过太阳光影的移动了解时间,采用沙漏与水桶水流映射时间。

绝对时间概念在1905年被狭义相对论所抛弃,在狭义相对论中时间不再是自身独立的量,而只不过是称作时空的四维连续统中的一个方向。广义相对论的预言之一是,在大质量的物体附近,时间的流逝显得慢一些。狭义相对论中时间是平坦的,时间在时空中从负无穷到正无穷光滑地流逝,广义相对论中时间是弯曲的,并被时空中的物质和能量变形。

日常生活中和其它非异常高速环境中所使用的时间是相同的。

时间可以通过物理学、化学、生物学过程加以测定和证实。

时间可以通过数学、地学、考古等手段来表述。 

笛卡儿解析几何学的奠基,使人们可以将时间用线段来表示,并用来分析事物随时间变化的基本特性。

时间是用来描述物质运动过程与状态的一个关键参数。

二、空间

牛顿认为空间也是绝对的、永存的,并且不依赖于是否有任何物质充填其中或在其中运动,他说:绝对空间自身与任何外在的东西无关,永远保持着不变和不动。但是牛顿运动定律却使空间中的绝对位置观念告终。

哲学上将空间定义为:空间是物质运动的存在形式。是物质存在的广延性和并存的秩序。具有客观性和无限性。是三维的,任何物体都有长、宽、高,同其他物体的位置关系只能是上、下、左、右、前、后,用三个量可完全量度。它和运动着的物质不可分离,和空间也不可分离。

数学上和物理上的空间往往是某种不动的三维模架,可以把物体放置在它里面,物体在其中运动而不会在物体和空间之间产生任何相互作用。

地学上的空间常常是多维的,如最新的四维地震勘探,以及地质学家们通过一块岩石指出它的形成时代、古生物、水体活动、气候变迁、构造运动、与邻区产生的物质交代等。

空间有时又是相对的。其相对性不仅体现在爱因斯坦相对论中,如一个长度一定的物体在特定速度条件下发生了长度的改变;而且还体现在日常生活与工作中,同一电视荧屏在不同角度的人眼中,面积大小不同,因而所占空间不同。再如石油地震资料的数字处理,当选取的速度、偏移距等参数不同,地下的某个水平的或者倾斜的层面可以展现出千姿百态。

可感触的空间是可测的,不可测的空间是可想象和可比拟的。

宇宙中的每一物体都存在于空间和时间中的一个特定点。

一个运动的物体在时间过程中经历着连续的位置变化。

 

 



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