關于時空觀的哲學思考

趙櫨 王東東 浦東

摘要：在我們習以為常的現(xiàn)實世界下，是另一個令人驚嘆的世界。在這里，我們對于宇宙的大多數(shù)理解都是錯的：為什么我們沒有見證過事物逆向地發(fā)生？根據(jù)物理定律，這完全有可能發(fā)生。從黑洞到宇宙大爆炸，我們將會深入到物質(zhì)的本質(zhì)。假如把我們周圍的一切物體都拿走，剩下的將是什么？答案是空無一物的空間。雖然看起來什么都沒有，實際上卻暗藏奧秘。隨著我們探索宇宙的終極領域，時空的世界逐漸清晰并更新著我們的認知。

關鍵詞：空間；時間；絕對永恒；空間彎曲；時間逆向

在牛頓的力學方程中是沒有宇宙中心的概念的，任意時空點都是平等的，但是在他的力學中引入了空間絕對靜止和時間絕對不變這兩個概念。在《自然哲學的數(shù)學原理》一書中，牛頓寫道：“絕對空間，就其本性來說，與任何外在的情況無關，始終保持著相似和不變?！薄敖^對的、純粹的數(shù)學的時間，就其本身和本性來說，均勻地流逝而與任何外在的情況無關?！庇纱宋覀兛梢钥吹皆谂ｎD的時空觀中，時間是和物質(zhì)運動無關的流動；空間是和物質(zhì)相脫離的絕對虛空的框架，物質(zhì)可以填充其中，它本身是永遠不變不動的。牛頓把自己這樣的時間和空間，叫做“絕對時間”和“絕對空間”。

那么，空間到底是什么？這是物理學甚至所有學科最深奧的難題之一。我們一般會認為，我們的世界充斥著各種物體。然而組成世界的物體被拿走之后，剩下的是什么呢？物理學家認為剩下的就是空無一物的空間?？臻g也不盡然是空無一物的，空間本身就是一種事物，只是不易被我們察覺?？臻g充斥著整個宇宙，甚至連最小的原子內(nèi)部，大部分也被空間所填滿。幾個世紀以來，科學家們苦苦探索。而空間是什么問題的關鍵，在哲學上我們稱之為有和無的關系。牛頓認為：空間就是一個空蕩蕩的舞臺。在牛頓看來，空間是一個框架，宇宙中的一切都在這里發(fā)生，萬物在這里更替，但他認為空間絕對永恒，始終不變。通過這個想法，牛頓描述了整個宇宙，這是史無前例的創(chuàng)舉，深深影響了幾代科學家。在愛因斯坦提出相對論以前，這個觀念占據(jù)人類頭腦長達幾個世紀，并且科學家并沒有發(fā)現(xiàn)其中的漏洞。從本質(zhì)上講，現(xiàn)代科學基于這一點而誕生。

牛頓的基本思想認為，似乎宇宙間存在著一個永遠不停走動的大鐘，在任何情況下，它的速率永遠不變，世界上的一切運動在時間上都是以它為度量的標準。牛頓所提出的絕對時空觀，在解決宏觀低速下物體的運動規(guī)律時的確適用，但在離開宏觀低速的條件時，便無能為力了。隨著第二次工業(yè)革命的到來，光的出現(xiàn)徹底顛覆了人類的時空觀念。正如人們所疑惑的，光的速度是每秒300000千米，但是假如我們打開汽車的前燈疾速行駛，在起點線有另一固定光源，那么固定光源中光的速度能不能追上汽車前燈上燈光的速度呢？

早在1895時，愛因斯坦就開始思考這個問題：“如果我以光速追隨光線運動，我應當看到這樣一條光線就好像一個在空中振蕩著而停滯不前的電磁場?？墒菬o論是依據(jù)經(jīng)驗，還是按照麥克斯韋方程，看來都不會有這樣的事情?！边@是一個悖論，實際上包含了狹義相對論的萌芽。當愛因斯坦得知邁克耳遜-莫雷實驗的零結(jié)果以后通過10余年的努力，1905 年 9 月在著名的德文雜志《物理學年鑒》上發(fā)表了《論動體的電動力學》。在這篇論文中，愛因斯坦把光速不變原理和相對性原理這兩條看起來矛盾的設想放在一起作為基本出發(fā)點。愛因斯坦在這篇論文里明確指出：以太的概念將是多余的，因為這里不需要絕對靜止參照系。他從洛倫茲變換公式出發(fā)推導出了運動物體的“尺縮效應”、運動時間的“鐘慢效應”，由此形成一套嶄新的時空觀，也就是現(xiàn)在的狹義相對論。由此，我們可以認識到絕對空間和絕對時間僅僅是人為的概念。

在狹義相對論的指引下，愛因斯坦重新審視了牛頓力學關于引力的描述“上帝是第一推動力”并試圖推翻這個假設。在十幾年的研究中，愛因斯坦最終得出空間能夠像真實物體一樣伸縮的結(jié)論。并且正是因為空間可彎曲，才使得月球沿地球在空間形成的凹陷結(jié)構(gòu)運動，九顆行星（當時并沒有關于冥王星是矮行星的發(fā)現(xiàn)）沿太陽在空間形成的凹陷結(jié)構(gòu)運動。引力是因為物體扭曲時空而造成的，換言之，引力是時空的另一種表現(xiàn)形式?？臻g和時間相互交織，共同作用，支配萬物的運動。引力問題是愛因斯坦廣義相對論的兩個基本問題之一，1915 年，愛因斯坦向普魯士科學院提交了四篇論文，在這四篇論文中，他提出了新的看法，證明了水星近日點的進動，并給出了正確的引力場方程。至此，廣義相對論誕生。

根據(jù)牛頓和愛因斯坦的相對論，我們不能用絕對的眼光來看待事物，而應該用相對的眼光來看待事物，哲學是不能建立在客觀的時間和客觀的空間之上。絕對觀念、終極真理來源于絕對事物，世界上沒有絕對事物，也就沒有絕對觀念、絕對真理。愛因斯坦時空觀的巨大成就，并沒有窮盡、也不可能終結(jié)人類時空觀的發(fā)展。最新的全息投影和高維度觀點解釋我們所處的時空更是對時空觀的新發(fā)展。相對論僅僅是產(chǎn)生新時空觀的新起點。我們也將繼續(xù)追求，探索真理，找出相對論暫時還不能解決的問題的答案，也許有一天，我們最終將知道時間的箭頭到底有沒有指向特定的方向。

參考文獻：

[1]愛因斯坦：《狹義與廣義相對論淺說》北京大學出版社

[2]夏衍光：《廣義時空相對論》人民交通出版社

[3]鄒 敏：《愛因斯坦時空觀的哲學探索》光明日報出版社