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摘要宇宙是四维的,在四维空时中,时间一维上的长度是有限的,只是在“现在”有现实的物质,过去的物质已不存在,未来的物质还没有到来;而物质在空间上则是无边的。“现在”的一种量是以厘米来计算的,四维是相互垂直的。因为客观世界是四维的,所以,四维科学必然产生。以四维宇宙为研究对象的科学是四维科学。四维科学包括四维几何学、四维物理学等。
关键词现在弯曲四维
中图分类号:G3文献标识码:A
宇宙是四维的,在四维空时中,时间一维上的长度是有限的,只是在“现在”有现实的物质,过去的物质已不存在,未来的物质还没有到来;而物质在空间上则是无边的。“现在”的一种量是以厘米来计算的,四维是相互垂直的。因为客观世界是四维的,所以,四维科学必然产生。以四维宇宙为研究对象的科学是四维科学。四维科学包括四维几何学、四维物理学等。
1空间与时间统一的关键
所谓空间,是物质存在的广延性,由长度、宽度和高度表现出来。而时间是物质运动、变化过程的持续性和顺序性,由过去、现在、未来构成的连续不断的系统表现出来。当然,随着四维空时理论的发展,时空的概念也是要发展的。对过去与未来,人们都知道二者的量,过去的量是无限的,未来的量也是无限的。那么,在过去与未来之间的“现在"有没有量呢?
如果说“现在"没有一定的量,那么也就没有“现在"。因为质与量是不可分的,没有一定的量也就没有质。那么,我们就只能或者是生活在过去,或者是生活在未来。这可能吗?应该说,“现在"有一定的量。在过去与未来之间有“现在”。“现在"并不是隔开过去与未来的一张纸,它是由旧事物向新事物转化的过程。空间与时间统一为四维连续区的关键就在于:“现在”有一定的量。“现在"的量也就是时间这一维的量。
我们说时间是物质的存在形式,当然包括过去与未来,但是,过去的时间只是物质曾经有过的存在形式,而未来的时间是未来物质的存在形式。实际上,现实的物质的存在形式只是现在。在四维空时中,时间一维上的长度是有限的,只是在“现在”有现实的物质。
“现在"若没有一定的量,也就没有时间这一维,空间与时间也就不能统一。而空间与时间若不能统一,那么物质也就只能是三维的,实际上三维的物质是不能单独存在的。这就象二维的平面不能单独存在一样,平面是不能离开物体的。假如离开四维连续区,单独的三维的物质就不能发生质变,因为质变是一个连续的过程。如果单独的三维的物质发生质变的话,那么,新的物质从何而来?旧的物质又到哪里去呢?
只有在四维连续区里,物质才能发生质变。或者说,正因为物质有量变和质变,所以才形成四维连续区。
“现在"的量究竟有多少呢?物质的分布和运动决定时间和空间的几何特性,也决定时间和空间的量。
时间的量是由运动的物质决定的,而物质的发展变化是逐步进行的,是从最小的单位开始的。时间中的小时的量是由分钟的量累积成的,而分钟的量是由秒钟的量累积成的,依此类推,时间的最小的单位是无穷小。物质的最小单位是无穷小,其发展变化也是从无穷小开始的。在无穷小的“现在"之中,事物进行量变或质变。反过来说,无穷小的物质其质变或量变所持续的时间长度是一个无限短的量。
我们在日常生活中所说的现在,并不是仅仅指无限短的一瞬间。不同的事物,其“现在"的量是不同的。较大的事物,其内部量变或质变所持续的时间较长,因而其“现在"也较长。有的事物的“现在"是一秒钟,有的是一年,有的是一亿年。那些“现在"较长的事物,在其存在期间,又可分过去与现在。例如,一个人只要他活着,就可以说他“现在",但在他生存期间,又有他的过去与现在,一般的也有未来。
不同事物的量变或质变的时间长度是不同的,“现在"的长度差别很大。但对整个宇宙来说,“现在"的时间长度是一个无穷小的量。其原因是:宇宙中有无穷小的物质,它们的变化所用的时间其长度是一个无穷小的量,它们变了,整个宇宙就发生了部分质变。就某一较大的事物来说,也是由较小的物质组成的,也有无穷小的物质。时间是物质运动、变化过程的持续性和顺序性,即便是那些极短的时间也应按先后顺序排。
2时间一维的两种量
若时间一维没有一定的量,宇宙就只能是三维的。时间一维有一定的量,才能构成四维空时。那么,时间的量用什么样的计量单位去计量呢?通常人们是以秒、分、小时等为计量单位的来计量时间。但是,这类量不能直接用来计量四维空时中的时间。假如时间一维的“现在”是一秒,那么这一秒的物质如何来与空间三维的物质进行换算呢?如果不能换算,那么四维空时如何统一呢?时间一维若没有一定的长度,那怎能算是一维呢?
古典物理学中的时间与空间是各自独立的,二者的量不能直接换算。秒、分、小时这类量是古典物理学中时间的量,这类量与三维空间的厘米、米等不能直接换算。时间有两种不同的量,一种是以秒、分、小时等为计量单位的时间;另一种是与三维空间的量同质的量,例如厘米、米等。为什么厘米、米等这类三维空间的量可以用来计量时间呢?这是因为时间与空间都是物质的存在形式,二者的内容是同一物质。
人们习惯于以秒、分、小时等来计量时间,对于以厘米、米等来计量时间暂时可能还不理解。如果承认时间与空间都是物质的存在形式,如果承认宇宙是四维的,那就应该承认时间与空间一样,也是物质的。大家知道,空间作为物质的存在形式,其内容是物质,那么,时间作为物质的存在形式,其内容是什么呢?当然,也是物质。时间中的物质与空间中的物质是否不同呢?没有区别,时间与空间的内容是同一物质。
如果不承认以厘米、米等来计量时间,那实际上是不承认四维空时。因为以秒、分、小时等来计量时间不可能与三维空间统一为四维空时。以秒、分、小时等来计量的时间,是物质运动、变化过程的持续性和顺序性。秒、分、小时等这些量,不能物质的量。
空间与时间统一于物质,恰似长、宽、高统一于物体。“现在"是现实的、物质的,“现在"的量,或者说“现在"的长度,也是现实的、物质的。时间中的物质与空间中的物质是同一物质,既然是同一物质,那就可以用同质的计量标准来计量。
前面我们说“现在"的量是无限短,或者说“现在"的量是无限小,这些说法都不确切,因为都没有说清是以秒、分、小时为计量的时间呢,还是以厘米、米等为计量的时间呢?这两类量是不同质的量,或者说这两类量有质的区别。时间的这两种量有密切的联系,也是可以换算的。
那么,如果以秒、分、小时等为计量单位,“现在"的量是多少呢?如果以厘米、米等为计量单位,“现在"的量又是多少呢?整个宇宙的“现在"的量应该是无限短,但是,具体事物的量就应该具体地测量。
根据罗伦兹变换公式可知,运动着的尺子要比静止的尺子短倍。
而运动着的尺子与静止的尺子以及高速运动中出现的时间一维的长度构成一个直角三角形,这就可以计算出以厘米、米等来计量的时间的量。
根据罗伦兹变换公式可知,运动着的时钟要比静止的时钟慢1/
根据罗伦兹这一变换公式,以及相关必要数据,可算出以秒、分、小时等来计量的时间的量。
以秒、分、小时等来计量的时间的量和以厘米、米等来计量的时间的量都计算出来后,两者就可以换算了。
3四维空时中的四维是相互垂直的
大家知道,宇宙在空间上是无限的。从宇宙的一点出发,无论向什么方向前进,都永远是物质。空间可分为长、宽、高三维,这三维是相互垂直的,而时间一维与这三维方向都不同,与长、宽、高都垂直,所以说四维空时中的四维是相互垂直的。理解了这一问题,物理学中与此有关的疑难问题就可以解决。
任何事物都是四维的,任何事物的运动都是在四维空时中运动。但是,事物的低速运动与四维空时的关系不大。因为低速运动的事物在时间一维中所走的距离微乎其微,所以,虽然它是在四维空时中运动但与其在三维空间的运动相比,并没有发生多大的变化。而当事物的运动速度达到一定高度时,它就会明显地由在立体中运动转而进入到四维空时中运动。这里所说的运动速度达到一定高度,是指达到与光速相当的高度。
这里还有一个问题,就是虽然任何事物都是四维的,任何事物的运动都是在四维空时中运动,但是,三维空间有相对的独立性,因此我们可以研究三维空间的事物及其运动。这就象二维的平面虽然不能单独存在,但却可以研究平面一样。
那些在平面上运动的事物,当它转入三维空间运动时,变化并不大。例如,在水面上游动的鸭子当它钻入水中时,它的这种运动的变化只是普通的变化。而且,鸭子当从水平面钻入水中时,大多有一定角度。但是,当事物的运动由在立体中运动转而进入四维空时中运动时,情况就发生了重大的变化,其运动方向发生了九十度的大转弯。
4四维空时的形态
首先说事物在高速运动中的两个方向。事物在高速运动中,一方面沿着它在三维空间的路线前进,同时也在时间一维中朝着未来的方向逐步偏移。这就象横渡长江的渡船,一方面向对岸驶去,另一方面又因受江水冲击而向下游逐步偏移。空间方向和时间方向是相互垂直的。
为了便于理解,我们作个假设。设某外星人从A星球出发,向地球上的北京前进。他出发时,A星球的时间是TA,北京的时间是TO。TA与TO是同时的。他到达北京的时间是TO’,由于他所乘坐的宇宙飞船速度极快,所以当他到达北京时,时间TO还没有成为过去,还是“现在"。这是因为同时性是相对的,“现在"有一定的量。在“现在"这段时间里,时间TO’与TO都在。或者说,TO’与TO都处于“现在"之内,二者同时存在。又因为TA与TO也是同时的,所以,TA、TO与TO’三者都是同时的。此处的“现在"的量当然大于无限小。
在下面的四维坐标中,设:A为A星球,O为TO时的北京,O’为TO’时的北京。
在三角形△OO’A中,时间前进的方向是从O向O’前进。O的左边是过去,O’的右边是未来,O与O’之间是现在。
在这个三角形中,OO’是TO时的北京与TO’时的北京的连线。这一连线OO’是北京这一物质在时间中所占有的位置,也就是说,OO’是此时北京在时间一维中所占的位置。这一位置构成一段距离,这一距离与三维空间的距离有共同点,都是由物质的运动形成的,都是现实的、物质的。
在宇宙中,不同的事物在时间一维上的长度是长短不同的。因为时间与空间呈垂直状态,所以,在宇宙的不同地方,时间与空间形成高低不同的丁子形。当运动的物质经过这些地方时,其运动路线必然变得弯曲。于是,物质变得弯曲。此外,事物在高速运动中有两个方向,这也会使事物弯曲。当众多的物质经过这类地方时,就会形成星球或者场。
因为四维空时内部的物质是弯曲的,所以高速运动的物质在运动中要走短程线,或者说“测地线”。例如,光线的路径永远是短程线,它要不断拐弯,这也使光源自身的运动速度对光速不起作用。短程线为空间中两点的局域最短路径。
观察物质是否弯曲,首先要有一个参照系。在古典物理学里,空间与时间是相互独立的,空间的物质无论向那个方向延伸,都是无限的,因而,人们难以认识物质的弯曲性。在三维空间里处处充满了物质,物质向哪个方向弯曲?
而在四维空时里,物质的弯曲性则明显地表现出来。在四维空时的时间一维中物质的分布不均衡,不同的物质在时间一维中长度不同,这是物质弯曲的主要原因之一。宇宙中之所以有无数的大体呈圆形的星球,与时间一维中物质的分布不均衡有直接关系。
虽然物质是弯曲的,但是,宇宙不会形成一个封闭的球体,这是因为物质弯曲是不同地方的物质在弯曲。即便是无数的地方的物质弯曲成了星球,但整个宇宙不会弯曲成一个封闭的球体。整个宇宙的“现在”是无限短的一瞬间,它是不会弯曲的。同时,宇宙中有无数的不弯曲的物质,那些无限小的物质不弯曲,所以,宇宙是无边的。
总之,宇宙是四维的,在四维空时中,时间一维上的长度是有限的,只是在“现在”有现实的物质,过去的物质已不存在,未来的物质还没有到来;而物质在空间上则是无边的。“现在”的一种量是以厘米来计算的,四维是相互垂直的。因为客观世界是四维的,所以,四维科学必然产生。以四维宇宙为研究对象的科学是四维科学。四维科学包括四维几何学、四维物理学等。
关键词现在弯曲四维
中图分类号:G3文献标识码:A
宇宙是四维的,在四维空时中,时间一维上的长度是有限的,只是在“现在”有现实的物质,过去的物质已不存在,未来的物质还没有到来;而物质在空间上则是无边的。“现在”的一种量是以厘米来计算的,四维是相互垂直的。因为客观世界是四维的,所以,四维科学必然产生。以四维宇宙为研究对象的科学是四维科学。四维科学包括四维几何学、四维物理学等。
1空间与时间统一的关键
所谓空间,是物质存在的广延性,由长度、宽度和高度表现出来。而时间是物质运动、变化过程的持续性和顺序性,由过去、现在、未来构成的连续不断的系统表现出来。当然,随着四维空时理论的发展,时空的概念也是要发展的。对过去与未来,人们都知道二者的量,过去的量是无限的,未来的量也是无限的。那么,在过去与未来之间的“现在"有没有量呢?
如果说“现在"没有一定的量,那么也就没有“现在"。因为质与量是不可分的,没有一定的量也就没有质。那么,我们就只能或者是生活在过去,或者是生活在未来。这可能吗?应该说,“现在"有一定的量。在过去与未来之间有“现在”。“现在"并不是隔开过去与未来的一张纸,它是由旧事物向新事物转化的过程。空间与时间统一为四维连续区的关键就在于:“现在”有一定的量。“现在"的量也就是时间这一维的量。
我们说时间是物质的存在形式,当然包括过去与未来,但是,过去的时间只是物质曾经有过的存在形式,而未来的时间是未来物质的存在形式。实际上,现实的物质的存在形式只是现在。在四维空时中,时间一维上的长度是有限的,只是在“现在”有现实的物质。
“现在"若没有一定的量,也就没有时间这一维,空间与时间也就不能统一。而空间与时间若不能统一,那么物质也就只能是三维的,实际上三维的物质是不能单独存在的。这就象二维的平面不能单独存在一样,平面是不能离开物体的。假如离开四维连续区,单独的三维的物质就不能发生质变,因为质变是一个连续的过程。如果单独的三维的物质发生质变的话,那么,新的物质从何而来?旧的物质又到哪里去呢?
只有在四维连续区里,物质才能发生质变。或者说,正因为物质有量变和质变,所以才形成四维连续区。
“现在"的量究竟有多少呢?物质的分布和运动决定时间和空间的几何特性,也决定时间和空间的量。
时间的量是由运动的物质决定的,而物质的发展变化是逐步进行的,是从最小的单位开始的。时间中的小时的量是由分钟的量累积成的,而分钟的量是由秒钟的量累积成的,依此类推,时间的最小的单位是无穷小。物质的最小单位是无穷小,其发展变化也是从无穷小开始的。在无穷小的“现在"之中,事物进行量变或质变。反过来说,无穷小的物质其质变或量变所持续的时间长度是一个无限短的量。
我们在日常生活中所说的现在,并不是仅仅指无限短的一瞬间。不同的事物,其“现在"的量是不同的。较大的事物,其内部量变或质变所持续的时间较长,因而其“现在"也较长。有的事物的“现在"是一秒钟,有的是一年,有的是一亿年。那些“现在"较长的事物,在其存在期间,又可分过去与现在。例如,一个人只要他活着,就可以说他“现在",但在他生存期间,又有他的过去与现在,一般的也有未来。
不同事物的量变或质变的时间长度是不同的,“现在"的长度差别很大。但对整个宇宙来说,“现在"的时间长度是一个无穷小的量。其原因是:宇宙中有无穷小的物质,它们的变化所用的时间其长度是一个无穷小的量,它们变了,整个宇宙就发生了部分质变。就某一较大的事物来说,也是由较小的物质组成的,也有无穷小的物质。时间是物质运动、变化过程的持续性和顺序性,即便是那些极短的时间也应按先后顺序排。
2时间一维的两种量
若时间一维没有一定的量,宇宙就只能是三维的。时间一维有一定的量,才能构成四维空时。那么,时间的量用什么样的计量单位去计量呢?通常人们是以秒、分、小时等为计量单位的来计量时间。但是,这类量不能直接用来计量四维空时中的时间。假如时间一维的“现在”是一秒,那么这一秒的物质如何来与空间三维的物质进行换算呢?如果不能换算,那么四维空时如何统一呢?时间一维若没有一定的长度,那怎能算是一维呢?
古典物理学中的时间与空间是各自独立的,二者的量不能直接换算。秒、分、小时这类量是古典物理学中时间的量,这类量与三维空间的厘米、米等不能直接换算。时间有两种不同的量,一种是以秒、分、小时等为计量单位的时间;另一种是与三维空间的量同质的量,例如厘米、米等。为什么厘米、米等这类三维空间的量可以用来计量时间呢?这是因为时间与空间都是物质的存在形式,二者的内容是同一物质。
人们习惯于以秒、分、小时等来计量时间,对于以厘米、米等来计量时间暂时可能还不理解。如果承认时间与空间都是物质的存在形式,如果承认宇宙是四维的,那就应该承认时间与空间一样,也是物质的。大家知道,空间作为物质的存在形式,其内容是物质,那么,时间作为物质的存在形式,其内容是什么呢?当然,也是物质。时间中的物质与空间中的物质是否不同呢?没有区别,时间与空间的内容是同一物质。
如果不承认以厘米、米等来计量时间,那实际上是不承认四维空时。因为以秒、分、小时等来计量时间不可能与三维空间统一为四维空时。以秒、分、小时等来计量的时间,是物质运动、变化过程的持续性和顺序性。秒、分、小时等这些量,不能物质的量。
空间与时间统一于物质,恰似长、宽、高统一于物体。“现在"是现实的、物质的,“现在"的量,或者说“现在"的长度,也是现实的、物质的。时间中的物质与空间中的物质是同一物质,既然是同一物质,那就可以用同质的计量标准来计量。
前面我们说“现在"的量是无限短,或者说“现在"的量是无限小,这些说法都不确切,因为都没有说清是以秒、分、小时为计量的时间呢,还是以厘米、米等为计量的时间呢?这两类量是不同质的量,或者说这两类量有质的区别。时间的这两种量有密切的联系,也是可以换算的。
那么,如果以秒、分、小时等为计量单位,“现在"的量是多少呢?如果以厘米、米等为计量单位,“现在"的量又是多少呢?整个宇宙的“现在"的量应该是无限短,但是,具体事物的量就应该具体地测量。
根据罗伦兹变换公式可知,运动着的尺子要比静止的尺子短倍。
而运动着的尺子与静止的尺子以及高速运动中出现的时间一维的长度构成一个直角三角形,这就可以计算出以厘米、米等来计量的时间的量。
根据罗伦兹变换公式可知,运动着的时钟要比静止的时钟慢1/
根据罗伦兹这一变换公式,以及相关必要数据,可算出以秒、分、小时等来计量的时间的量。
以秒、分、小时等来计量的时间的量和以厘米、米等来计量的时间的量都计算出来后,两者就可以换算了。
3四维空时中的四维是相互垂直的
大家知道,宇宙在空间上是无限的。从宇宙的一点出发,无论向什么方向前进,都永远是物质。空间可分为长、宽、高三维,这三维是相互垂直的,而时间一维与这三维方向都不同,与长、宽、高都垂直,所以说四维空时中的四维是相互垂直的。理解了这一问题,物理学中与此有关的疑难问题就可以解决。
任何事物都是四维的,任何事物的运动都是在四维空时中运动。但是,事物的低速运动与四维空时的关系不大。因为低速运动的事物在时间一维中所走的距离微乎其微,所以,虽然它是在四维空时中运动但与其在三维空间的运动相比,并没有发生多大的变化。而当事物的运动速度达到一定高度时,它就会明显地由在立体中运动转而进入到四维空时中运动。这里所说的运动速度达到一定高度,是指达到与光速相当的高度。
这里还有一个问题,就是虽然任何事物都是四维的,任何事物的运动都是在四维空时中运动,但是,三维空间有相对的独立性,因此我们可以研究三维空间的事物及其运动。这就象二维的平面虽然不能单独存在,但却可以研究平面一样。
那些在平面上运动的事物,当它转入三维空间运动时,变化并不大。例如,在水面上游动的鸭子当它钻入水中时,它的这种运动的变化只是普通的变化。而且,鸭子当从水平面钻入水中时,大多有一定角度。但是,当事物的运动由在立体中运动转而进入四维空时中运动时,情况就发生了重大的变化,其运动方向发生了九十度的大转弯。
4四维空时的形态
首先说事物在高速运动中的两个方向。事物在高速运动中,一方面沿着它在三维空间的路线前进,同时也在时间一维中朝着未来的方向逐步偏移。这就象横渡长江的渡船,一方面向对岸驶去,另一方面又因受江水冲击而向下游逐步偏移。空间方向和时间方向是相互垂直的。
为了便于理解,我们作个假设。设某外星人从A星球出发,向地球上的北京前进。他出发时,A星球的时间是TA,北京的时间是TO。TA与TO是同时的。他到达北京的时间是TO’,由于他所乘坐的宇宙飞船速度极快,所以当他到达北京时,时间TO还没有成为过去,还是“现在"。这是因为同时性是相对的,“现在"有一定的量。在“现在"这段时间里,时间TO’与TO都在。或者说,TO’与TO都处于“现在"之内,二者同时存在。又因为TA与TO也是同时的,所以,TA、TO与TO’三者都是同时的。此处的“现在"的量当然大于无限小。
在下面的四维坐标中,设:A为A星球,O为TO时的北京,O’为TO’时的北京。
在三角形△OO’A中,时间前进的方向是从O向O’前进。O的左边是过去,O’的右边是未来,O与O’之间是现在。
在这个三角形中,OO’是TO时的北京与TO’时的北京的连线。这一连线OO’是北京这一物质在时间中所占有的位置,也就是说,OO’是此时北京在时间一维中所占的位置。这一位置构成一段距离,这一距离与三维空间的距离有共同点,都是由物质的运动形成的,都是现实的、物质的。
在宇宙中,不同的事物在时间一维上的长度是长短不同的。因为时间与空间呈垂直状态,所以,在宇宙的不同地方,时间与空间形成高低不同的丁子形。当运动的物质经过这些地方时,其运动路线必然变得弯曲。于是,物质变得弯曲。此外,事物在高速运动中有两个方向,这也会使事物弯曲。当众多的物质经过这类地方时,就会形成星球或者场。
因为四维空时内部的物质是弯曲的,所以高速运动的物质在运动中要走短程线,或者说“测地线”。例如,光线的路径永远是短程线,它要不断拐弯,这也使光源自身的运动速度对光速不起作用。短程线为空间中两点的局域最短路径。
观察物质是否弯曲,首先要有一个参照系。在古典物理学里,空间与时间是相互独立的,空间的物质无论向那个方向延伸,都是无限的,因而,人们难以认识物质的弯曲性。在三维空间里处处充满了物质,物质向哪个方向弯曲?
而在四维空时里,物质的弯曲性则明显地表现出来。在四维空时的时间一维中物质的分布不均衡,不同的物质在时间一维中长度不同,这是物质弯曲的主要原因之一。宇宙中之所以有无数的大体呈圆形的星球,与时间一维中物质的分布不均衡有直接关系。
虽然物质是弯曲的,但是,宇宙不会形成一个封闭的球体,这是因为物质弯曲是不同地方的物质在弯曲。即便是无数的地方的物质弯曲成了星球,但整个宇宙不会弯曲成一个封闭的球体。整个宇宙的“现在”是无限短的一瞬间,它是不会弯曲的。同时,宇宙中有无数的不弯曲的物质,那些无限小的物质不弯曲,所以,宇宙是无边的。
总之,宇宙是四维的,在四维空时中,时间一维上的长度是有限的,只是在“现在”有现实的物质,过去的物质已不存在,未来的物质还没有到来;而物质在空间上则是无边的。“现在”的一种量是以厘米来计算的,四维是相互垂直的。因为客观世界是四维的,所以,四维科学必然产生。以四维宇宙为研究对象的科学是四维科学。四维科学包括四维几何学、四维物理学等。