|
物質(zhì)與空間 物質(zhì)是不依賴于意識(shí)而又能為人的意識(shí)所反映的客觀實(shí)在。按照現(xiàn)在流行的哲學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為“物質(zhì)是標(biāo)志客觀實(shí)在的哲學(xué)范疇，這種客觀實(shí)在是能被人感覺(jué)到的。它不依賴于我們的感覺(jué)而存在，為我們的感覺(jué)所復(fù)寫(xiě)、攝影、反映?！本唧w地說(shuō)，所謂物質(zhì)的定義包含著三層意思，第一，物質(zhì)就是“客觀實(shí)在”的東西，凡不是“客觀實(shí)在”的東西就不是物質(zhì)；第二， 物質(zhì)是“離開(kāi)意識(shí)而獨(dú)立”的東西，凡不是“離開(kāi)意識(shí)而獨(dú)立”的東西，也不是物質(zhì)；第三，物質(zhì)是“能被意識(shí)所反映的客觀實(shí)在”的東西。也就是宇宙中所有存在的一切都是物質(zhì)，其是在宇宙時(shí)空中運(yùn)動(dòng)變化的，并是可能被人認(rèn)識(shí)感覺(jué)的。 空間又是什么？ "空間"是個(gè)抽象的概念，其內(nèi)涵是無(wú)界永在，其外延是一切物質(zhì)占位的大小和相對(duì)位置的度量。"無(wú)界"指空間中的任何一點(diǎn)都是任意方位的出發(fā)點(diǎn)；"永在"指空間永遠(yuǎn)出現(xiàn)在當(dāng)前時(shí)刻。也即物質(zhì)是存在與運(yùn)動(dòng)在空間中，有物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，則一定有其存在的空間，有空間則必然有物質(zhì)在其內(nèi)運(yùn)動(dòng)，空間是物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)的存在形式。也就是空間與物質(zhì)是密不可分的。這樣在研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)變化的過(guò)程中也就必然的會(huì)涉及空間的問(wèn)題。 物質(zhì)是在時(shí)空中不停運(yùn)動(dòng)變化的，時(shí)空是物質(zhì)的存在形式，有時(shí)空則一定有物質(zhì)在其內(nèi)運(yùn)動(dòng)，反之有物質(zhì)則一定有在它運(yùn)動(dòng)存在的時(shí)空中的時(shí)空。物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)著的，時(shí)空在其內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)不發(fā)生變化的情況下，具有保持不變的特性，即具有慣性。物質(zhì)與時(shí)空是矛盾的雙方，它們相互依存相互影響。物質(zhì)運(yùn)動(dòng)變化會(huì)影響其存在形式時(shí)空的相應(yīng)變化（相對(duì)論時(shí)空的變化），而時(shí)空的形式也會(huì)影響在其內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)（慣性、引力）。 由此現(xiàn)在所謂的真空，由于它作為時(shí)空的存在，就一定不是沒(méi)有物質(zhì)的空間，而只是沒(méi)有機(jī)械運(yùn)動(dòng)物質(zhì)（實(shí)物質(zhì)）的空間，因?yàn)楣馐强梢栽谡婵罩袀鞑サ?。這樣被人認(rèn)識(shí)到的物質(zhì)分為兩大類，一類是它本身?yè)?jù)有一定邊界，它獨(dú)立的占據(jù)一定自己內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的空間，可作為一個(gè)獨(dú)立整體與其它物質(zhì)發(fā)生相互作用，并能被人所直接感覺(jué)到的實(shí)物質(zhì)（一般可作為質(zhì)點(diǎn)）。這就是我們現(xiàn)在所直接看到或通過(guò)各種儀器設(shè)備看到的大到星系、星球，小到基本粒子的實(shí)物質(zhì)。現(xiàn)在描述實(shí)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)時(shí)空為四維時(shí)空，即三維立體空間與一維時(shí)間，它們的運(yùn)動(dòng)一般為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。第二類物質(zhì)它本身無(wú)邊界，充斥在全部空間中，它一般不會(huì)占據(jù)一定時(shí)空作為自己的內(nèi)部的獨(dú)立時(shí)空，但它卻可在空間中運(yùn)動(dòng)，也只有通過(guò)它的運(yùn)動(dòng)與其它物質(zhì)發(fā)生相互作用才能被人發(fā)現(xiàn)。這類物質(zhì)就是場(chǎng)物質(zhì)，如現(xiàn)在已被人確認(rèn)的電磁場(chǎng)物質(zhì)。在宇宙中到處都充滿了這種場(chǎng)物質(zhì)，在真空中也充滿了這種場(chǎng)物質(zhì)，這種物質(zhì)存在于四維時(shí)空中。場(chǎng)是空間的一種物質(zhì)狀態(tài)，如在給定位置的電磁場(chǎng)是空間在該位置處的一種電磁場(chǎng)的狀態(tài)，是所有其它位置的電磁場(chǎng)源在該處形成電磁場(chǎng)的迭加，而處于該位置的電磁體皆會(huì)受其作用。這樣在物理學(xué)中場(chǎng)并不只是為了便于數(shù)學(xué)計(jì)算引入的一個(gè)數(shù)學(xué)概念，而是一種真正的物質(zhì)形態(tài)，在宇宙中場(chǎng)是與粒子同時(shí)并存的一種運(yùn)動(dòng)物質(zhì)存在形式。 對(duì)于實(shí)物質(zhì)，其本身是有一定空間限度的，即其是有明確的空間邊界，它可明確的分開(kāi)那里是該運(yùn)動(dòng)物質(zhì)的內(nèi)部，又從邊界處分出是該運(yùn)動(dòng)物質(zhì)的外部，同時(shí)它與其它物質(zhì)發(fā)生相互作用時(shí)是整體物質(zhì)參與的，這個(gè)整體是可以相對(duì)運(yùn)動(dòng)也可以是相對(duì)靜止的，由此這時(shí)可以將它作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，以方便的進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)律的尋找及方便的描寫(xiě)。實(shí)物質(zhì)可以組合，也可以分散，大到組成星系、恒星，小可分為基本粒子，但它們不管大小都還是有一定空間限度的，是內(nèi)外有別的，即其內(nèi)部的空間與外部空間是不同的，內(nèi)部空間是獨(dú)立于外部的空間的。實(shí)物質(zhì)一般是以質(zhì)量標(biāo)稱其總體數(shù)量的，而質(zhì)量是慣量的量度，即質(zhì)量是實(shí)物質(zhì)獨(dú)立時(shí)空保持不變能力的量度。由此實(shí)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)及相互作用的描述都是針對(duì)其質(zhì)量（獨(dú)立空間整體）的。 場(chǎng)物質(zhì)如電磁場(chǎng)物質(zhì)則是充滿了全部空間的，即所有空間都存在場(chǎng)物質(zhì)，它并不存在內(nèi)部與外部之分。場(chǎng)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形式是波，波是一直運(yùn)動(dòng)著的，波不可能相對(duì)靜止，場(chǎng)只有通過(guò)場(chǎng)物質(zhì)的波動(dòng)才能與其它物質(zhì)發(fā)生相互作用。同時(shí)波一般也沒(méi)有自己獨(dú)立的時(shí)空，它是在所有的時(shí)空中運(yùn)動(dòng)著的。也就是實(shí)物質(zhì)與場(chǎng)物質(zhì)的差別在于一個(gè)是在全部空間中運(yùn)動(dòng)傳播不可能相對(duì)靜止，一個(gè)是有自己獨(dú)立的空間而在其外部空間作整體運(yùn)動(dòng)可以是相對(duì)運(yùn)動(dòng)也可能是相對(duì)靜止的。 在數(shù)學(xué)與物理學(xué)中空間往往被簡(jiǎn)化成一個(gè)坐標(biāo)架，這個(gè)坐標(biāo)架只是為了能標(biāo)明物質(zhì)所存在的位置而設(shè)立，并不含有什么特殊的意義。而這坐標(biāo)架的指向往往以維來(lái)稱謂，其各維之間的方向是相互垂直的，即各維之間是相互正交的。在數(shù)學(xué)上這個(gè)維度可以有n 維（n為自然數(shù)），但在物理學(xué)中，宏觀經(jīng)典物理學(xué)中最多只有三維空間，而在相對(duì)論物理中也只是將時(shí)間加入其中而構(gòu)成了四維相對(duì)論時(shí)空。 在數(shù)學(xué)中，數(shù)是空間中的點(diǎn)。而數(shù)學(xué)中點(diǎn)是既無(wú)內(nèi)部結(jié)構(gòu)又是不分層次的抽象零維點(diǎn)。由此數(shù)學(xué)的本質(zhì)不在于它的對(duì)象，而在于它的方法。這樣數(shù)學(xué)發(fā)展的每一項(xiàng)重大成果，無(wú)一不是首先在思想方法上得到突破和創(chuàng)新的結(jié)果。而物理學(xué)中的“質(zhì)點(diǎn)”是空間中物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)存在位置的標(biāo)注，其不僅作著整體運(yùn)動(dòng)，同時(shí)這個(gè)質(zhì)點(diǎn)還有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，更占據(jù)著空間的一定范圍，其必然有一定的空間范疇，而不可能是一個(gè)零維的點(diǎn)。即數(shù)學(xué)的空間只有數(shù)的存在，其可以是什么都沒(méi)有，其可以是零，而物理空間中是必定有物質(zhì)在其內(nèi)運(yùn)動(dòng)的，空間中的點(diǎn)只能是質(zhì)點(diǎn)，其占據(jù)著空間的一定范圍。這就是數(shù)學(xué)與物理學(xué)之間的差別。 數(shù)是時(shí)空中物質(zhì)抽象的點(diǎn)，數(shù)的運(yùn)算則是對(duì)點(diǎn)在時(shí)空中相互作用與運(yùn)動(dòng)的描述。數(shù)這個(gè)點(diǎn)是人類智慧抽象的結(jié)果，可謂“萬(wàn)物皆數(shù)”（畢達(dá)哥拉斯語(yǔ)）。數(shù)這個(gè)點(diǎn)可以是任何一種物質(zhì)，可以是一個(gè)恒星系、或一個(gè)恒星，亦可以是一個(gè)人，也可以是一匹馬，還可以是一個(gè)基本粒子或一個(gè)波?？傊?，數(shù)可以是一個(gè)任意的運(yùn)動(dòng)物質(zhì)。而數(shù)的運(yùn)算，則是物質(zhì)在時(shí)空中的相互作用或運(yùn)動(dòng)。數(shù)的運(yùn)算方程則是描述數(shù)這個(gè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)所遵循的規(guī)律。照此規(guī)律只要知道初始條件與邊界條件，則可以確切的得到該點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的最后結(jié)果。 人類對(duì)數(shù)及其之間運(yùn)算的研究則是數(shù)學(xué)。數(shù)學(xué)是研究空間形式數(shù)量關(guān)系和邏輯推理的科學(xué)，是對(duì)物質(zhì)世界原型美的模寫(xiě)。由此數(shù)學(xué)是人類科學(xué)的基礎(chǔ)，是通向科學(xué)大門(mén)的鑰匙。 數(shù)學(xué)發(fā)展中，經(jīng)歷了幾次開(kāi)拓，或也可以說(shuō)是幾次危機(jī)。這些都是由于人在對(duì)數(shù)及對(duì)數(shù)的運(yùn)算過(guò)程中邏輯關(guān)系有了拓展性認(rèn)識(shí)的結(jié)果。人為了對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定量認(rèn)識(shí)，首先要用一定的單位對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定量，如幾頭牛、幾只羊等，從而認(rèn)識(shí)了自然數(shù)，0、1、2、3、4、┉。但隨著人類對(duì)數(shù)運(yùn)算的開(kāi)展，如減法的進(jìn)行，人則認(rèn)識(shí)了整數(shù)系統(tǒng)┉┉－4、－3、－2、－1、0、1、2、3,、4 ，從而完成了人對(duì)正數(shù)--負(fù)數(shù)的第一次對(duì)稱性認(rèn)識(shí)。后來(lái)隨著人類對(duì)數(shù)運(yùn)算的開(kāi)展，發(fā)展出了乘、除法，故數(shù)也就又發(fā)展出了整除數(shù)、分?jǐn)?shù)。隨著開(kāi)方運(yùn)算的出現(xiàn)，人又發(fā)現(xiàn)在數(shù)的空間中還應(yīng)當(dāng)有另外的一種數(shù)，這就是后來(lái)被稱作無(wú)理數(shù)的數(shù)。其實(shí)所謂的無(wú)理數(shù)就是如這類的數(shù)。這類數(shù)在解二次方程中是很可能出現(xiàn)的，很多物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)都會(huì)出現(xiàn)在這類的方程中，如拋物運(yùn)動(dòng)等。這樣人類也就認(rèn)識(shí)了實(shí)數(shù)，從而使實(shí)數(shù)空間與實(shí)數(shù)達(dá)到了完全的一一對(duì)應(yīng)。這也就完成了人對(duì)數(shù)認(rèn)識(shí)的第一次飛躍。 數(shù)學(xué)的第二次飛躍（危機(jī)）則是關(guān)于微積分初建的邏輯問(wèn)題，也即“伯克萊悖論”。其是在假設(shè)某條件下進(jìn)行推理，而后又否認(rèn)這一條件的存在，但卻保留了這一假設(shè)下所得的結(jié)果。這樣的推理自是自相矛盾的，顯然極不嚴(yán)密。由此逐步建立起了嚴(yán)密的數(shù)學(xué)邏輯系統(tǒng)，使數(shù)學(xué)成為真正義意上的數(shù)學(xué)。后來(lái)數(shù)學(xué)的突破主要表現(xiàn)在數(shù)理邏輯上，如第三次數(shù)學(xué)危機(jī)就是由于集合論悖論引發(fā)的。 但人對(duì)數(shù)的認(rèn)識(shí)并沒(méi)有到實(shí)數(shù)為止。在描述物質(zhì)運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)了方程X2＋1＝0，即在數(shù)學(xué)運(yùn)算中出現(xiàn)了負(fù)數(shù)開(kāi)方，這是個(gè)在實(shí)數(shù)空間中不存在的點(diǎn)。由此人引入了虛數(shù)i，其中。盡管這次對(duì)數(shù)認(rèn)識(shí)的擴(kuò)展，沒(méi)有象無(wú)理數(shù)的引入一樣激起數(shù)學(xué)界的一場(chǎng)混亂紛爭(zhēng)，很快就平息了這場(chǎng)風(fēng)波，但這也是頗為耐人尋味的對(duì)人思維定勢(shì)的突破。從而使數(shù)由單純的實(shí)數(shù)擴(kuò)大為復(fù)數(shù)。也就是數(shù)的空間由實(shí)數(shù)空間擴(kuò)大為復(fù)數(shù)空間。從而完成了人對(duì)實(shí)數(shù)--復(fù)數(shù)的第二次對(duì)稱性認(rèn)識(shí)。 人對(duì)數(shù)的認(rèn)識(shí)是否已經(jīng)完結(jié)了呢？現(xiàn)在還不能定論。隨著人類對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)新的運(yùn)算，即新的描述物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的方程，從而也就可能又會(huì)有新的相應(yīng)的數(shù)。但這些只能隨人類對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步實(shí)踐來(lái)決定。 物理空間就是我們一睜眼就看見(jiàn)了的我們?cè)谄渲猩?、活?dòng)的空間。這個(gè)空間是三維的立體空間，現(xiàn)在所認(rèn)識(shí)的所有物質(zhì)運(yùn)動(dòng)都是在這三維空間中進(jìn)行的。在物理空間中是不存在零維空間的，即物質(zhì)是一定占有一定大小空間的，不存在沒(méi)有空間的物質(zhì)，也不存在沒(méi)物質(zhì)的空間。但在物理學(xué)中卻有只作為物質(zhì)所占位置標(biāo)注的“質(zhì)點(diǎn)”，這個(gè)點(diǎn)只是物質(zhì)所占位置的標(biāo)注，用以描述物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，而并不是物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)與特性。這個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”本身結(jié)構(gòu)可能很大，占位空間也可能很大，如星系、恒星等，但在描述其運(yùn)動(dòng)時(shí)，卻可將其質(zhì)量中心點(diǎn)的位置作為其所在位置的一個(gè)點(diǎn)（數(shù)學(xué)點(diǎn)）加以研究，從而得到其總體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。當(dāng)然這個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”也可能是基本粒子，占位空間很小。但不管是那類的“質(zhì)點(diǎn)”其實(shí)都有一定的占位空間，即“質(zhì)點(diǎn)”是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的，不可能是零維的數(shù)學(xué)點(diǎn)。 由于“質(zhì)點(diǎn)”不是零維的，它所代表的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)占有一定的內(nèi)部空間，這個(gè)空間是獨(dú)立于質(zhì)點(diǎn)外部的整體運(yùn)動(dòng)的空間的，且在一般情況下這獨(dú)立空間內(nèi)的物質(zhì)也不會(huì)與其整體運(yùn)動(dòng)外的空間中物質(zhì)發(fā)生相互作用，故兩個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”的位置永遠(yuǎn)不可能是同一個(gè)點(diǎn)，即“質(zhì)點(diǎn)”之間的距離永遠(yuǎn)不能為零，其最小距離只能為這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)所代表的物質(zhì)所占獨(dú)立空間范圍到質(zhì)心距離之和。這與數(shù)學(xué)中兩個(gè)點(diǎn)可以是在同一位置，即兩個(gè)點(diǎn)可距離為零是決然不同的。 同時(shí)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)之間的相互作用，是物質(zhì)的總體即物體獨(dú)立空間之間的相互作用，它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)的作用下改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的過(guò)程中，總是作為一個(gè)整體而并不會(huì)涉及到物質(zhì)獨(dú)立空間的內(nèi)部，除非是物質(zhì)之間發(fā)生了反應(yīng)，作用物質(zhì)才可能發(fā)生物質(zhì)所占獨(dú)立空間內(nèi)部物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)變化，如質(zhì)點(diǎn)的碎裂、粘結(jié)，物質(zhì)的化合、分解，物質(zhì)的裂變、聚變等。也就是作為占有物理空間物質(zhì)有總體空間位置（“質(zhì)點(diǎn)”）的變化運(yùn)動(dòng)方式，這與數(shù)學(xué)點(diǎn)是相類似的，同時(shí)還有物質(zhì)獨(dú)立空間內(nèi)物質(zhì)相互之間的相互作用，而改變了物質(zhì)空間內(nèi)部物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形態(tài)，形成了新的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形態(tài)，從而也改變了原有物質(zhì)存在形式的獨(dú)立空間。這是數(shù)學(xué)點(diǎn)所沒(méi)有的。 也就是數(shù)學(xué)空間的點(diǎn)在空間如何運(yùn)動(dòng)，都不會(huì)影響其所在的空間；而物質(zhì)運(yùn)動(dòng)所在的空間是與其內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形態(tài)相互關(guān)聯(lián)的，是會(huì)隨空間中物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形態(tài)變化而發(fā)生變化的。這正如物理學(xué)中相對(duì)論空間隨物質(zhì)運(yùn)動(dòng)變化會(huì)發(fā)生空間曲變所表明的那樣。這點(diǎn)又是物理空間與數(shù)學(xué)空間的一大不同。 一維空間是一條線，二維空間是一個(gè)面，三維空間是立方體。而點(diǎn)則是在這些空間中運(yùn)動(dòng)、存在的。在物理空間中，如在一維空間中運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)只能在這條線上運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的再遠(yuǎn)也不可能運(yùn)動(dòng)到這條線外；同樣在二維空間中運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)，也只能在這個(gè)平面上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的再遠(yuǎn)也突破不了這個(gè)面；在三維空間運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)同樣只能在立體空間中運(yùn)動(dòng)，是不可能達(dá)到立體空間之外的。當(dāng)然現(xiàn)在立體間之外是什么尚不清楚。 空間中的維度限制了點(diǎn)之間的距離，如在一維的線空間中，線外的一個(gè)點(diǎn)與線上點(diǎn)的距離是無(wú)窮遠(yuǎn)的，既使這個(gè)點(diǎn)離這個(gè)線可能很近。這是因?yàn)榫€就是伸展的再遠(yuǎn)也不可能到達(dá)這個(gè)線外的點(diǎn)，但如果增加一個(gè)維度，使這個(gè)點(diǎn)與線構(gòu)成二維平面，這個(gè)點(diǎn)有可能與線上點(diǎn)距離就并不是無(wú)窮遠(yuǎn)了，可能離的很近。同樣二維面外的一個(gè)點(diǎn)與面上點(diǎn)的距離，也是無(wú)窮遠(yuǎn)，因?yàn)檫@個(gè)面再延伸也不可能達(dá)到這個(gè)點(diǎn)。同樣如果增加一個(gè)維度由面與其外的點(diǎn)構(gòu)成三維的體空間，則這個(gè)點(diǎn)可能距這面上的點(diǎn)也并不遠(yuǎn)。即空間中的距離與空間的維度是有關(guān)的，在低維度下的無(wú)窮在高一維下就可能不再是無(wú)窮了，還可能很近。這是否表明距離是與維度有關(guān)的，即距離的無(wú)窮是可能通過(guò)增加空間的維度來(lái)解決呢？ 在現(xiàn)代的物理學(xué)中，有很多描寫(xiě)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的方程在對(duì)有關(guān)距離積分時(shí)，會(huì)出現(xiàn)無(wú)窮大的問(wèn)題，這其實(shí)都與對(duì)空間距離的認(rèn)識(shí)有關(guān)。既然空間維度的增加可解決無(wú)窮的問(wèn)題，那么在三維立體空間中的無(wú)窮能否用增加維度來(lái)解決呢？一維線增加一維是面，二維面增加一維是立方體，三維立方體再增加一維又是什么呢？這多于三維的空間是我們到現(xiàn)在所不知的，它是什么呢？它存在嗎？ 在物理學(xué)中物質(zhì)（物體）是作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的，這樣同一運(yùn)動(dòng)在不同的坐標(biāo)系中所得到的描述是不同的。經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為只要這些坐標(biāo)系相互是作均速直線運(yùn)動(dòng)，即其為慣性坐標(biāo)系，其所有描述都是相同的。這也就是說(shuō)在在所有不同慣性坐標(biāo)系（不同運(yùn)動(dòng)空間中）運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)與空間之間是沒(méi)什么相互關(guān)系的，它們之間只是相對(duì)運(yùn)動(dòng)而已。當(dāng)然為了使解決問(wèn)題簡(jiǎn)化，一般是是選取相對(duì)靜止的坐標(biāo)系。這種經(jīng)典物理的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)與空間觀在上個(gè)世紀(jì)初被狹義相對(duì)論所突破，提出在不同的坐標(biāo)系中對(duì)同一時(shí)空的描述是不同的，即在不同的坐標(biāo)系中對(duì)同一物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的描述是不同的，但所有的慣性坐標(biāo)系并不存在那一個(gè)更優(yōu)越或那一個(gè)更基本的問(wèn)題。由此對(duì)同一時(shí)空在不同的坐標(biāo)系可能得到不同的量度。也正為此不僅在運(yùn)動(dòng)方向上空間量度會(huì)發(fā)生收縮，同時(shí)物質(zhì)的質(zhì)量這個(gè)對(duì)時(shí)空曲變的量度在不同的坐標(biāo)系中也是不盡相同的。這表現(xiàn)在在一個(gè)坐標(biāo)系中，該物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度為V1，但在另一個(gè)坐標(biāo)系中其運(yùn)動(dòng)速度就變成了V2，而在n個(gè)坐標(biāo)系中其運(yùn)動(dòng)速度就可能為Vn,而并不能表明這些坐標(biāo)系中其中的那一個(gè)是最基本的，那一個(gè)是最優(yōu)越的，它們彼此都是等價(jià)的。但在這n 個(gè)坐標(biāo)系中對(duì)同一物質(zhì)運(yùn)動(dòng)存在的形式時(shí)空的量度卻是不同的，由此就有必要確定一個(gè)相對(duì)的坐標(biāo)系來(lái)統(tǒng)一對(duì)該物質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)空狀態(tài)的量度，這樣就選定在其內(nèi)為相對(duì)靜止的坐標(biāo)系的質(zhì)量為該運(yùn)動(dòng)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的時(shí)空量度，也就是通常所說(shuō)的質(zhì)量m0，這樣就可能統(tǒng)一所有坐標(biāo)系中的物質(zhì)質(zhì)量，即有用將不同坐標(biāo)描述的狀態(tài)進(jìn)行相互變換而達(dá)到統(tǒng)一。 物質(zhì)運(yùn)動(dòng)都有確定的動(dòng)量，而定義動(dòng)量除以速度為其慣量的量度，即。這樣m0也就是物質(zhì)在相對(duì)靜止的坐標(biāo)系中內(nèi)部的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，也即該運(yùn)動(dòng)物質(zhì)存在的時(shí)空狀態(tài)了。 質(zhì)量是慣量的量度，而所謂慣量是保持物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式不變的量；而物質(zhì)是在其存在的時(shí)空中運(yùn)動(dòng)的，一定的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)著確定的時(shí)空狀態(tài)，一旦物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式變化了，其相應(yīng)存在的時(shí)空狀態(tài)也必然要發(fā)生相應(yīng)的變化，由此慣性實(shí)際上是空間不變性的體現(xiàn)。這樣質(zhì)量實(shí)際上是與運(yùn)動(dòng)物質(zhì)存在形式的時(shí)空聯(lián)系在一起的，即質(zhì)量實(shí)際上是對(duì)時(shí)空變化量的量化表示。 |
|
|
來(lái)自： 強(qiáng)哥的書(shū)屋 > 《理化》
