試論物理學(xué)時(shí)間和空間的關(guān)系(存儲(chǔ)版)
【正文】 。再進(jìn)一步將式（9）對(duì)時(shí)間求導(dǎo)，由于u與時(shí)間無關(guān)，我們可以得到：dv39。a39。麥克斯韋根據(jù)這一性質(zhì)，預(yù)言了電磁波的存在，并且根據(jù)該理論計(jì)算出了電磁波的波速：c=1μ0ε0=108ms （16）在式（16）中，由于μ0（真空磁導(dǎo)率）、ε0（真空電容率）是與參考系無關(guān)的常數(shù)，因此得出電磁波速也是與參考系無關(guān)的常數(shù)。 愛因斯坦狹義相對(duì)性原理和洛侖茲坐標(biāo)變換一個(gè)正確的理論必須能與實(shí)驗(yàn)相符，經(jīng)得起實(shí)踐的檢驗(yàn)。之前我們已經(jīng)根據(jù)絕對(duì)時(shí)空觀推導(dǎo)出了伽利略坐標(biāo)變換，仍然在之前所描述下的兩參考系S（O，x，y，z）和S39。=x1u2c2ut39。=z，t39。中觀察同一運(yùn)動(dòng)（或相同某兩個(gè)事件）的時(shí)間間隔為卻?t39。相對(duì)于某參考系靜止時(shí)所測(cè)量的長(zhǎng)度是最長(zhǎng)的，稱為固有時(shí)長(zhǎng)度。因此，時(shí)空的幾種特性就偏離了歐氏幾何性質(zhì)而變“彎曲”了。正是在這個(gè)意義上，我們說時(shí)間與空間是物質(zhì)存在的形式。這里強(qiáng)調(diào)指出，作為物質(zhì)運(yùn)動(dòng)廣延性的空間與物質(zhì)運(yùn)動(dòng)連續(xù)性的時(shí)間，不是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一般屬性，而是一種最基本的屬性。這個(gè)引力場(chǎng)方程揭示了時(shí)空的幾何屬性依賴于物質(zhì)的分布。同理可證：?l=?l39。則根據(jù)洛倫茲坐標(biāo)變換得：?t=?t39。=xut1u2c2，y39。=xut1u2c2 （18）在S39。[3]87由于絕對(duì)時(shí)空觀的失效，其“代表作”伽利略坐標(biāo)變換同樣失效了。若絕對(duì)時(shí)間是正確的，則光速不變必須不成立，反之，若光速不變是真理，則絕對(duì)時(shí)間必須拋棄。但是當(dāng)時(shí)還有幾個(gè)問題難以用經(jīng)典的理論解釋清楚，然而，正是這幾個(gè)在當(dāng)時(shí)難以回答的問題，促生了嶄新的物理學(xué)理論狹義相對(duì)論，從而徹底地改變了人們對(duì)時(shí)間和空間的認(rèn)識(shí)。=m （12）根據(jù)式（11）～式（12），我們又可以得到：F39。=vy，vz39。我們可以得到：dx39。=y （5）z39。記錄同一事件發(fā)生的時(shí)刻與位置，時(shí)刻記為t39。y39。接下來我們可以看到，絕對(duì)時(shí)空觀就是經(jīng)典力學(xué)的根基，經(jīng)典力學(xué)正是建立在絕對(duì)時(shí)空觀的基礎(chǔ)上處理問題的，并且我們還可以從絕對(duì)時(shí)空觀出發(fā)，利用數(shù)學(xué)推導(dǎo)，得出經(jīng)典力學(xué)處理問題的方法：牛頓相對(duì)性原理，以及伽利略坐標(biāo)變換、伽利略速度變換。在絕對(duì)時(shí)空觀中，牛頓是最具代表性的，對(duì)于時(shí)間，他說：“絕對(duì)的、真正的和數(shù)學(xué)的時(shí)間自身流逝著，并因它的本性而在均勻地與外界任何事物無關(guān)地流逝著。在經(jīng)典物理中最常用的坐標(biāo)系是笛卡爾直角坐標(biāo)系。在經(jīng)典物理學(xué)中，空間是指物質(zhì)實(shí)體之外的部分，是對(duì)物體大小和所在位置度量。時(shí)間間隔是指兩個(gè)時(shí)刻之間的差值，用以度量事件的過程長(zhǎng)短。我們用時(shí)間來度量運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也用運(yùn)動(dòng)來計(jì)量時(shí)間。在物理發(fā)展史上，亞里士多德第一個(gè)對(duì)時(shí)間和空間作了較為全面的論述，為西方世界提供了一種樸素的時(shí)空觀，并且這種時(shí)空觀對(duì)歐洲科技文化的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。那么時(shí)間如何度量呢？亞里士多德認(rèn)為：“我們不僅用時(shí)間度量運(yùn)動(dòng)，也用運(yùn)動(dòng)計(jì)量時(shí)間，因?yàn)樗鼈兪窍嗷ゴ_定的”。亞里士多德從大量具體的“特有空間”中提煉并概括出一般的共同的空間，這是古代關(guān)于空間認(rèn)識(shí)的一大進(jìn)步。如果沒有空間，物質(zhì)就沒有存在的場(chǎng)所。這種改革終于實(shí)現(xiàn)了，那就是相對(duì)論的建立，它徹底地改變了人們對(duì)時(shí)間和空間的認(rèn)識(shí)，顛覆了人們之前的時(shí)空觀，并且在一定范圍內(nèi)接受住了實(shí)踐的檢驗(yàn)。相對(duì)論時(shí)空觀Discussion on the relationship between time and space in physicsElectronic and Information Engineering(vocational teacher) SHI JiajianAbstract:Time and space are important concepts in physics, this thesis start from the concept, discusses the development process of conception of time and space in physics, focuses on absolute conception of time and space and conception of time and space in relativity, and use mathematical means and methods to explore the characteristics and limitations of time and space in each period. To make people correctly understand the relationship between time and space, and und
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