关于时空观的哲学思考

摘要：在我们习以为常的现实世界下，是另一个令人惊叹的世界。在这里，我们对于宇宙的大多数理解都是错的：为什么我们没有见证过事物逆向地发生？根据物理定律，这完全有可能发生。从黑洞到宇宙大爆炸，我们将会深入到物质的本质。假如把我们周围的一切物体都拿走，剩下的将是什么？答案是空无一物的空间。虽然看起来什么都没有，实际上却暗藏奥秘。随着我们探索宇宙的终极领域，时空的世界逐渐清晰并更新着我们的认知。

关键词：空间；时间；绝对永恒；空间弯曲；时间逆向

在牛顿的力学方程中是没有宇宙中心的概念的，任意时空点都是平等的，但是在他的力学中引入了空间绝对静止和时间绝对不变这两个概念。在《自然哲学的数学原理》一书中，牛顿写道：“绝对空间，就其本性来说，与任何外在的情况无关，始终保持着相似和不变。”“绝对的、纯粹的数学的时间，就其本身和本性来说，均匀地流逝而与任何外在的情况无关。”由此我们可以看到在牛顿的时空观中，时间是和物质运动无关的流动；空间是和物质相脱离的绝对虚空的框架，物质可以填充其中，它本身是永远不变不动的。牛顿把自己这样的时间和空间，叫做“绝对时间”和“绝对空间”。

那么，空间到底是什么？这是物理学甚至所有学科最深奥的难题之一。我们一般会认为，我们的世界充斥着各种物体。然而组成世界的物体被拿走之后，剩下的是什么呢？物理学家认为剩下的就是空无一物的空间。空间也不尽然是空无一物的，空间本身就是一种事物，只是不易被我们察觉。空间充斥着整个宇宙，甚至连最小的原子内部，大部分也被空间所填满。几个世纪以来，科学家们苦苦探索。而空间是什么问题的关键，在哲学上我们称之为有和无的关系。牛顿认为：空间就是一个空荡荡的舞台。在牛顿看来，空间是一个框架，宇宙中的一切都在这里发生，万物在这里更替，但他认为空间绝对永恒，始终不变。通过这个想法，牛顿描述了整个宇宙，这是史无前例的创举，深深影响了几代科学家。在爱因斯坦提出相对论以前，这个观念占据人类头脑长达几个世纪，并且科学家并没有发现其中的漏洞。从本质上讲，现代科学基于这一点而诞生。

牛顿的基本思想认为，似乎宇宙间存在着一个永远不停走动的大钟，在任何情况下，它的速率永远不变，世界上的一切运动在时间上都是以它为度量的标准。牛顿所提出的绝对时空观，在解决宏观低速下物体的运动规律时的确适用，但在离开宏观低速的条件时，便无能为力了。随着第二次工业革命的到来，光的出现彻底颠覆了人类的时空观念。正如人们所疑惑的，光的速度是每秒300000千米，但是假如我们打开汽车的前灯疾速行驶，在起点线有另一固定光源，那么固定光源中光的速度能不能追上汽车前灯上灯光的速度呢？

早在1895时，爱因斯坦就开始思考这个问题：“如果我以光速追随光线运动，我应当看到这样一条光线就好像一个在空中振荡着而停滞不前的电磁场。可是无论是依据经验，还是按照麦克斯韦方程，看来都不会有这样的事情。”这是一个悖论，实际上包含了狭义相对论的萌芽。当爱因斯坦得知迈克耳逊-莫雷实验的零结果以后通过10余年的努力，1905 年 9 月在著名的德文杂志《物理学年鉴》上发表了《论动体的电动力学》。在这篇论文中，爱因斯坦把光速不变原理和相对性原理这两条看起来矛盾的设想放在一起作为基本出发点。爱因斯坦在这篇论文里明确指出：以太的概念将是多余的，因为这里不需要绝对静止参照系。他从洛伦兹变换公式出发推导出了运动物体的“尺缩效应”、运动时间的“钟慢效应”，由此形成一套崭新的时空观，也就是现在的狭义相对论。由此，我们可以认识到绝对空间和绝对时间仅仅是人为的概念。

在狭义相对论的指引下，爱因斯坦重新审视了牛顿力学关于引力的描述“上帝是第一推动力”并试图推翻这个假设。在十几年的研究中，爱因斯坦最终得出空间能够像真实物体一样伸缩的结论。并且正是因为空间可弯曲，才使得月球沿地球在空间形成的凹陷结构运动，九颗行星（当时并没有关于冥王星是矮行星的发现）沿太阳在空间形成的凹陷结构运动。引力是因为物体扭曲时空而造成的，换言之，引力是时空的另一种表现形式。空间和时间相互交织，共同作用，支配万物的運动。引力问题是爱因斯坦广义相对论的两个基本问题之一，1915 年，爱因斯坦向普鲁士科学院提交了四篇论文，在这四篇论文中，他提出了新的看法，证明了水星近日点的进动，并给出了正确的引力场方程。至此，广义相对论诞生。

根据牛顿和爱因斯坦的相对论，我们不能用绝对的眼光来看待事物，而应该用相对的眼光来看待事物，哲学是不能建立在客观的时间和客观的空间之上。绝对观念、终极真理来源于绝对事物，世界上没有绝对事物，也就没有绝对观念、绝对真理。爱因斯坦时空观的巨大成就，并没有穷尽、也不可能终结人类时空观的发展。最新的全息投影和高维度观点解释我们所处的时空更是对时空观的新发展。相对论仅仅是产生新时空观的新起点。我们也将继续追求，探索真理，找出相对论暂时还不能解决的问题的答案，也许有一天，我们最终将知道时间的箭头到底有没有指向特定的方向。

参考文献：

[1]爱因斯坦：《狭义与广义相对论浅说》北京大学出版社

[2]夏衍光：《广义时空相对论》人民交通出版社

[3]邹 敏：《爱因斯坦时空观的哲学探索》光明日报出版社