有一些物理概念是很平凡的。但平凡的概念却往往不是
简单的。
比如,“今天早上八点钟我在家里开始看书”,这是一句很
普通的话。然而,其中已经涉及两个最基本的概念。“今天早
上八点钟”,是表示时间;“在家里”,是地点,也就是空间位置。
时间和空间可以说是最常用、最平凡的概念了。可是,若问:
究竟什么是时间,什么是空间?却又不容易找到恰当的答
案。是的,这是两个很难回答的问题。尽管有不少人都曾给
时空下过这样或那样的定义。不过,很少是能令人十分满意
的。
在讨论物理学问题的时候,一种正确的方法可能并不是
从概念的“严格”定义出发,而是从分析各种概念之间的具体
关系入手。因此,对于时间和空间这两个基本概念来说,重要
的问题并不在于它们的“纯粹”定义,而是它们之间的关系,以
及它们与物质运动的种种联系。
还是用上面那句话作为例子。“早上八点”这个时间是以
你手上的表或家里的钟作为标准的。更正确地说,是采用北
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京时间。显然,这个表述是相对的,如果东京时间,它就是九
点,而不是八点。这就是时间表述上的一种相对性,也就是时
间的一种属性。
京时间。显然,这个表述是相对的,如果东京时间,它就是九
点,而不是八点。这就是时间表述上的一种相对性,也就是时
间的一种属性。
所谓时空观,就是有关时间和空间的物理性质的认识。
时空观同自然科学的发展是密切相关的。科学上的重大变革
往往伴随着新时空观的产生。甚至,在一定意义下可以反过
来说,时空观的变革才是科学上大变革的基本标志。因此,如
果我们要想了解在人类的认识史上从亚里士多德到牛顿,又
从牛顿到爱因斯坦几次重大的进展,我们首先就应当了解他
们各自的时空观。
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亚里士多德的宇宙中心
亚里士多德的宇宙中心
时“习惯”的想法会认为:那些居住在我们的对蹠点上的人不
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是早就“掉下”去了吗?可见,树立球形的地球观念需要克服相
当大的成见所带来的阻力。从时空观的角度来评价,可以说,
亚里士多德的时空观是把“上”和“下”这两个方向相对化了。
我们看对蹠点的人在“下”,对蹠点的人看我们也是在“下”。也
就是空间各个方向是等价的,没有一个方向是具有特别的绝
对优越的性质。这就是空间方向上的相对性,提出这个观念,
是人类走向科学时空观的重要一步。
是早就“掉下”去了吗?可见,树立球形的地球观念需要克服相
当大的成见所带来的阻力。从时空观的角度来评价,可以说,
亚里士多德的时空观是把“上”和“下”这两个方向相对化了。
我们看对蹠点的人在“下”,对蹠点的人看我们也是在“下”。也
就是空间各个方向是等价的,没有一个方向是具有特别的绝
对优越的性质。这就是空间方向上的相对性,提出这个观念,
是人类走向科学时空观的重要一步。
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牛顿时空观中的相对与绝对
牛顿时空观中的相对与绝对
以哥白尼—伽利略—牛顿为代表的新科学,在时空观上
的特征就是否定了亚里士多德体系中空间位置的绝对意义。
哥白尼否定了地球中心是整个宇宙中心这种绝对的意义。伽