問候

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2008年12月27日 星期六

時間與空間

  淮南子對宇宙的描述:「上下四方謂之宇,古往今來謂之宙。」認為宇宙是空間與時間的組合,是一種時空結合的觀念。將日常生活中生命萬物所處的世界稱為宇(空間),萬物之生滅經歷稱為宙(時間)。沒有了空間,就沒有生命萬物,時間不再有意義;而沒有了時間,就沒有生滅經歷,生命萬物與空間也不再有意義。由此看來,二者是密不可分的,然而這只是一個概念性的描述。
  時間在日常生活中,除了天文觀測與萬物年齡外,現在普遍使用時鐘與手錶來討論。時間最大特性是:總是向前走。因而造成萬物生滅與世界運轉。而且我們無法回到過去,也無法偷跑到未來。在日常生活中之空間,常借用數學中的Euclid空間,將我們生活之空間稱為三維或三度空間。三維也是可藉由圖形表示的最高維度,所以,儘管數學上,空間可以很抽象,但一般仍很難脫離三維思考模式。
  因為時間與空間是物理中最基本與最重要的兩個觀念,所以討論物理學時,其實應該先確定其時空架構,而此後所有的理論,皆以此架構為基礎來建立。而時空架構之說明,涉及到力學觀念,很難一開始就詳細說明。所以一般只能簡單帶過,而由時間與空間之度量衡定義、單位與測量方式介紹起。
  而在了解一般日常所使用的時間與空間之度量衡後,更會感覺時間與空間是相互獨立的,時間單純的只是時間,空間單純的只是空間。彷彿我們的世界是由三維Euclid空間與一維時間所組成。宇宙只是三維空間依附在時間的洪流中,隨著時間流逝著而已,而這也是日常經驗的直覺描述,與淮南子描述的有所出入,但卻也無法說誰是誰非。
  物理學的時空架構:以狹義相對論的時空觀所定義出的Minkowski四維時空為物理學的時空架構。並在系統速度遠小於真空中的光速時,回到Newton力學的時空觀。

2008-12-25 亥時

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