時間與空間有什麼本質上的區別?

題目：

時間與空間有什麼本質上的區別?

解答：

對於時間與空間的論述,科學家們已作過詳盡的論述.愛因斯坦是從對時空觀的批判上創立他的「狹義相對論」的.由於運用「狹義相對論」遇到了一些難題,不得不對時空觀重新考查,要考查不妨走遠一些. 自從人類從動物界分離出來以後,人們在與自然界的鬥爭中,從消極地適應環境向能動地改造環境過渡著.隨著不斷地變革現實,人類逐步積累了對事物越來越多的認識,經過分析比較,逐步建立了科學的理論,並用文字記載下來並傳於後人.但由於科學的不發達和社會交往的稀少,各地的理論表述方式都不盡相同.社會的發展促使交換的產生,人們在交往中逐漸統一了認識.翻譯工作之所以能夠進行,就是使代表同一性質的詞語具有同樣價值.的確,「時間」與「空間」這些名詞是人類強加於自然界的,自然界可以有它們另外的說法.它們的說法絲毫不影響我們的概念.如果人們能與自然界進行交流的話,那只要增加一種翻譯就行了.人類把「時間」、「空間」這些名詞強加於自然界,是人類交流思想的需要,是用語言代替物質的產物.語言一經確立,就給予它確切的含義,試圖改變這些含義而使科學理論符合某些人的主觀願望的辦法是徒勞的. 人們在實踐中發現,一切物體都有一定的形狀(開始人們只限於對剛性物體的認識),一切物體都在不斷的變化.(開始只發現一些物體在發生變化,如白天與黑夜的交替,動植物的生老病死,岩石的風化等,包括位置和形狀的變化).這些變化有時表現的急驟些,有時表現的緩慢些.在對事物的認識過程中,開始是把兩物直接地放在一起進行比較的,這種比較方法已不能適應日益增多的需要,迫切需要一個比較的基準,這樣長度單位就首先誕生了,原始的單位當然與現在的單位很不同.實際上在現在,各國的單位也不完全相同.比如有英制,公制,市制等不同量制.但達到目前這一步也是經歷了不斷統一的過程,有時還採用法律強制手段.現今世界上逐步使用公制度量衡制度,將來有可能使用宇宙度量衡制度(如果別的星球有高等生物的話),如果有人把「速度」翻譯成「時間」,而把「時間」翻譯成「速度」或別的什麼,只要表示物體同樣的特性,那也沒有什麼不可.就象中國和日本都使用有漢字,兩國漢字的表意並不完全相同一樣,但是不能亂用. 在古代,是沒有認識到地球是球形的,放眼看地面象一個平面.長度單位是在地面上比較物體的過程中誕生的.當發現地面不是平面而是曲面以後,長度單位並沒有改變,而把兩地間直線距離用弦長來表示,而把地面的測量結果看成弧長,原因就是長度單位是一個理想化了的一個比較基準.象衆所周知的那樣,巴黎國際度量衡標準局保管的米達原尺,在氣溫稍有變化時也會發生變化,但仍被人們採用作標準尺,而用一系列係數來反映這些變化.這是人們進行測量時要用實物作度量工具的,而實物與理想標準之間總是存在差距.有些人只看到用實物作測量基準,沒想到實物只是理想基準的代用品. 現在來看「時間」一詞,「時間也是在比較的實踐中逐步產生的.現在世界上時間單位已基本統一,沒有象長度單位那樣保留有逐漸統一的痕跡,但在民間,仍然能找到這樣的痕跡. 現在,還能聽到這樣的語言,「×××走了一袋煙工夫了.」「他離開有一頓飯工夫.」這裡所說的「一頓飯」 、「一袋煙」表示「吃完一頓飯」、「吸完一袋煙」所用的時間.他們表示的時間雖不確切,但也能使人明白.在中國的古書中記載有以「一柱香」、「三更、五更」等表示時間的術語.就是現在,仍然有年、月、日、時、分、秒、等不同的表示時間的單位.考查這些單位的共性,它們都是可重複的.只不過有些是自然的,有些是人爲的. 由於事物內部矛盾運動發展是無限的,人們爲了區分事物的矛盾運動,利用可重複出現的信號作爲事物發展變化的比較基準.周期信號是不斷重複的信號.用自然周期信號比用可復現的人爲信號作基準有許多方便之處.又因自然周期信號的周期是有限長的周期,倍增與等分也較容易,記數也很方便.且有天然的周期信號可供使用.當然最明顯的周期信號是地球的轉動.（當時認爲是太陽在行走）就有人提議把地球轉一轉定爲事物發展變化的比較基準,取名爲「一日」（即見到太陽一次）,也有人用類似的方法定月相的周而復始爲「一月」,定寒暑的周而復始爲「一年」.因「年」,「月」,「日」,都是時間的單位,繼而出現了年月日之間的換算關係.雖然現在公曆的月不表示月相的變化了,只是保留轉化的痕跡. 有了長度單位和時間單位以後,比較事物的變化就容易得多了.把這兩個單位聯繫起來,導出了比較事物變化快慢的物理量——速度. 設立了比較單位後並沒有完全解決問題,還需要解決度量方法,度量方法的改進和技能的提高,給區分事物帶來了方便,但不能也沒有改變原有基準單位的基本含義.比如現在採用「原子鐘」來記時,也沒改變時間單位作爲比較事物變化的基本含義. 「時間」和「空間」的單位名稱又是隨著認識的步步深入而逐漸變更的. 如果仍然把見到太陽一次叫「一日」,天體上的「一日」與地球上的「一日」就不相等.如月亮上的「一日」就約等於地球上「一日」的27倍,而用「原子鐘」計時就顯不出差別.現在採用「原子鐘」計時以後,在未有證據證明天體上「原子鐘」計時與地球上「原子鐘」計時有不同的情況下,我們只能認爲天地間在時間上是無差別的.否則,人們會找到不受所處地位影響的新的計時方法. 另外,認識事物的主人是人,儘管各種生物各有不同的生物鐘,我們還是可以不看各生物鐘所指的時刻,而用我們手中的尺和鍾來確定物體的變化速度.光速的測定也是如此進行的.我們不需要知道「光子」的所謂固有壽命,我們就可以測定「光子」的速度了.同樣,測定π介子、μ介子等所謂基本粒子的速度也應該是這樣.就是所謂基本粒子的固有壽命時,也是與和它相對靜止的原子鐘的原子振動周期進行比較才得到的. 我們測定物體運動速度時是不是要求被測物體的協助呢?我們是不是用我們手中的尺和被測物體帶著的鐘來決定被測物體的運動速度呢?或者用我們手中的鐘和被測物體帶著的尺來決定速度呢?歷史上從來沒有這樣做過,今後也不可能這樣做.儘管被測物體可以有與我們完全不同的時間單位和長度單位,但在測量時是無法也不需要通信息的.且大多數被測物體是毫無生命力的,它們不能把時間和長度的信息給我們.某些科普著作卻要求這樣做,不是引人入歧途嗎? 宇宙中萬物是不是處於同一個空間中,或是各物均有自己的空間,這是與狹義相對論爭論的焦點.宇宙是無窮的,可能還有另外的空間,那待將來去認識.但能讓我們認識 的物體都處於同一個空間中.因爲只有同處於一個空間中物體這之間才能相互作用,也才能作用於我們的感官,被我們認識.「狹義相對論」關於長度收縮的說法,就是把物體自己的空間收縮,而不影響觀察者的空間.從運動的相對性考慮,如果以被測物體爲參照系,那我們也在運動,我們也會收縮,可我們卻無法覺查到這一點.爲此,有些人引進運動學形狀以與幾何學形狀,說改變的只是運動學形狀.這樣就把唯心主義帶進人們的感覺.因爲運動學形狀是不可測度的,只是人們的感覺. 附帶說一句,愛因斯坦自己對自己的工作並不特別讚揚,他總是不斷改正自己的錯誤.如他承認還有許多問題不能解釋,承認狹義相對論對「光子」無法解釋,又在理論中加減宇宙項來修正理論.並不象某些科普作者說的「至今未曾發現任何一個實驗事實與愛因斯坦的狹義相對論相矛盾」.而愛因斯坦卻說：「外行人對我的工作的意義得到一種誇張的印象,這不是我的過錯.實際上,這是由於通俗科學的作者,特別是由於報紙的記者,他們把每樣事情都儘量說的聳人聽聞.」 空間也只是物體形體的線度延伸,時間也只是物質變化速度的比較基準,是與周期信號比較後的周期記數. 質量是物質的量,能量隨參照系選擇有不同的數值,如小鳥大能量,地面人看,能量很小,飛行員看,能量就很大.
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