淺議：物質(zhì)時(shí)空論(4)

空間效應(yīng)剖析

一、空間概念

空間是物質(zhì)存在狀態(tài)或物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的廣延性、伸張性。物體存在、運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)所具有三維性，稱(chēng)之為三維空間。人們常用空間描述物質(zhì)存在的形狀和區(qū)域，或物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和事件發(fā)生的區(qū)域差異性。確定的空間，是不受外界影響的，不受物質(zhì)運(yùn)動(dòng)、變化的固定空間；但相對(duì)論框架中的空間是具有相對(duì)性。狹義相對(duì)論有尺縮效應(yīng)，即對(duì)一個(gè)具體的觀察者來(lái)說(shuō)，他認(rèn)為相對(duì)自己運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)，在其運(yùn)動(dòng)方向上尺子變短了。另外，廣義相對(duì)論認(rèn)為質(zhì)量扭曲時(shí)空，并且在大質(zhì)量附近的空間，扭曲的要大一些。

換句話說(shuō)，空間具有相對(duì)性，它不僅與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)有關(guān)系；而且與物質(zhì)的質(zhì)量有關(guān)系。我們常常說(shuō)的空間的絕對(duì)性，只是一個(gè)近似；金典理論的絕對(duì)空間，就是相對(duì)論框架中相對(duì)空間的一個(gè)很好的近似。

二、尺縮效應(yīng)

1.尺縮效應(yīng)現(xiàn)象：

狹義相對(duì)論認(rèn)為空間是相對(duì)的，即運(yùn)動(dòng)方向上的空間長(zhǎng)度縮短了?，F(xiàn)有A、B兩個(gè)系統(tǒng)相對(duì)靜止，某一時(shí)刻改變B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，最后使B以速度v相對(duì)A向右運(yùn)動(dòng)。對(duì)A來(lái)看，由于B相對(duì)自己運(yùn)動(dòng)，所以它認(rèn)為B在其運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度縮短了；但對(duì)B來(lái)看，A相對(duì)它以速度v向左運(yùn)動(dòng)，所以B認(rèn)為A在其運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度也縮短了。A認(rèn)為B的長(zhǎng)度縮短了，B認(rèn)為A的長(zhǎng)度縮短了，到底是誰(shuí)的長(zhǎng)度縮短了呢？不能說(shuō)誰(shuí)的長(zhǎng)度縮短了，只能說(shuō)相對(duì)其中一個(gè)來(lái)說(shuō)，另一個(gè)長(zhǎng)度在運(yùn)動(dòng)方向上縮短了，這就是相對(duì)論效應(yīng)的認(rèn)識(shí)觀。

但是從宇宙觀的角度來(lái)說(shuō)，A的運(yùn)動(dòng)規(guī)律沒(méi)有改變，A依然按照原來(lái)的速度運(yùn)動(dòng)；B的運(yùn)動(dòng)規(guī)律改變了，B的運(yùn)動(dòng)速度變大了。所以A的長(zhǎng)度沒(méi)有變，B在運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度縮短了。為什么會(huì)出現(xiàn)這種縮短的情況呢，難道只是因?yàn)樗俣雀淖兊脑騿幔?/p>

2.系統(tǒng)尺縮效應(yīng)之因：

從時(shí)間的膨脹效應(yīng)知，一個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)速度變大，它內(nèi)部的時(shí)鐘就變慢。時(shí)間如此，空間亦然；因?yàn)闀r(shí)間和空間只不過(guò)是，物質(zhì)存在或運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)不同方面，并且它們又是不可分割、相互聯(lián)系的一個(gè)整體。

外部力量迫使B的運(yùn)動(dòng)規(guī)律改變(當(dāng)然也可能有內(nèi)部的原因，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，這里只考慮外部因素對(duì)B運(yùn)動(dòng)規(guī)律的改變)，從而導(dǎo)致B的運(yùn)動(dòng)速度變大。B在運(yùn)動(dòng)速度變大的過(guò)程中，由于B與外部環(huán)境的作用，以及內(nèi)部系統(tǒng)的相對(duì)變化；導(dǎo)致其運(yùn)動(dòng)方向上的系統(tǒng)效應(yīng)，在質(zhì)心橫截面的垂直方向上收縮，從而形成系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)方向上的尺縮效應(yīng)。所謂質(zhì)心橫截面，就是通過(guò)質(zhì)心，且垂直于運(yùn)動(dòng)方向的平面。

3.環(huán)境尺縮效應(yīng)的真相與根源：

從宇宙觀的角度來(lái)說(shuō)，B的運(yùn)動(dòng)速度變大，B在運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度縮短了；同樣對(duì)B來(lái)說(shuō)，它運(yùn)動(dòng)的速度越快，它到達(dá)前方目的地的距離越短。也就是說(shuō)，B認(rèn)為，它走過(guò)的空間同樣有縮短的效應(yīng)。難道宇宙空間因?yàn)锽的運(yùn)動(dòng)而縮小了嗎？下來(lái)我們從宇宙空間的性能，好好討論一下。

《宇宙外面的奧秘》一文中提到，宇宙由物質(zhì)、時(shí)空和信息構(gòu)成，而時(shí)空和信息都是物質(zhì)派生出來(lái)的產(chǎn)物。所以空間是物質(zhì)的產(chǎn)物，物質(zhì)的存在誕生了宇宙空間，物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)拓展著空間，并使宇宙膨脹現(xiàn)象得以實(shí)現(xiàn)。所以宇宙空間有沒(méi)有、宇宙空間怎樣發(fā)展變化、宇宙空間有什么樣的性能，完全都由物質(zhì)的存在和運(yùn)動(dòng)決定，即物質(zhì)決定空間。反過(guò)來(lái)空間又是物質(zhì)存在和運(yùn)動(dòng)的外部環(huán)境，離開(kāi)了空間物質(zhì)置身于何處、又何以運(yùn)動(dòng)？

故，物質(zhì)決定空間，空間是物質(zhì)的產(chǎn)物；空間是物質(zhì)存在和運(yùn)動(dòng)的環(huán)境，離開(kāi)空間物質(zhì)也不能存在，更無(wú)法運(yùn)動(dòng)。但物質(zhì)是因，空間是果；雖然它們有因果關(guān)系，然而二者彼此相存、互相關(guān)聯(lián)，是一個(gè)不可分割的整體。由于空間由物質(zhì)決定，所以物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)必然影響空間的性能。但這不能說(shuō)某一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，就一定可以改變物體之外的空間大小。

舉個(gè)例子，一條橡皮帶上面放許多小木塊。其一，橡皮帶的長(zhǎng)短由橡皮帶本身的物質(zhì)決定。當(dāng)你拉長(zhǎng)它時(shí)，橡皮帶自身的物質(zhì)彼此遠(yuǎn)離，橡皮帶密度變小(有厚度變薄的情況)，其長(zhǎng)度變長(zhǎng)；反之亦然。

其二，橡皮帶上物體的運(yùn)動(dòng)，一般情況下幾乎不影響橡皮帶的長(zhǎng)短，即不管那些小木塊怎樣運(yùn)動(dòng)，橡皮帶還按照自己的規(guī)律變化或不變。

其三，如果橡皮帶上的小木塊看成一個(gè)整體，它們同向進(jìn)軍，且和橡皮帶產(chǎn)生很大的作用；那么這些小木塊的運(yùn)動(dòng)，可能拖動(dòng)橡皮帶自身組成物質(zhì)的變化，這樣橡皮帶的長(zhǎng)度就可以改變。所以在這種情況下，木塊的運(yùn)動(dòng)可以影響橡皮帶的長(zhǎng)短；然而這種影響，是通過(guò)改變橡皮帶自身組成物質(zhì)的變化，從而改變橡皮帶的長(zhǎng)度。

其四，如果橡皮帶勻速拉長(zhǎng)(也可以非勻速拉長(zhǎng))，那么橡皮帶上的小木塊，要到達(dá)橡皮帶上指定的目的地；小木塊運(yùn)動(dòng)的速度越快，它走過(guò)的距離就越短。

通過(guò)這個(gè)例子我們可以得到：第一，宇宙空間的變化從宇觀上(客觀性)看，由拓展宇宙的物質(zhì)決定。假設(shè)宇宙某一區(qū)域是一個(gè)孤立系統(tǒng)；那么這個(gè)區(qū)域內(nèi)的空間，是由這個(gè)區(qū)域的空間物質(zhì)和區(qū)域內(nèi)的物質(zhì)，共同形成的總效應(yīng)。其中，空間本身的物質(zhì)是決定因素；空間中的物質(zhì)只是影響因素。

第二，宇宙中某一具體的天體星球或星系的運(yùn)動(dòng)，幾乎不會(huì)改變宇宙空間的大?。蝗绻?或大部分)天體都看作一個(gè)整體同向進(jìn)軍，那么它們的運(yùn)動(dòng)，就會(huì)對(duì)宇宙空間的大小產(chǎn)生不可忽略的效應(yīng)。

第三，一個(gè)小系統(tǒng)B的運(yùn)動(dòng)，只會(huì)改變它走過(guò)的位移；不會(huì)改變宇宙空間的大小。系統(tǒng)B的運(yùn)動(dòng)，不會(huì)改變宇宙空間在它(B)運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度；當(dāng)然更不會(huì)改變宇宙在其它方向上的長(zhǎng)度。但為什么從B的角度來(lái)說(shuō)，他走過(guò)的宇宙空間長(zhǎng)度是縮短的呢？出現(xiàn)這樣的原因，除了有空間彈性效應(yīng)外，就是因?yàn)闀r(shí)間的膨脹效應(yīng)引起的。

就時(shí)間膨脹而言，由于額外因素導(dǎo)致B的運(yùn)動(dòng)規(guī)律改變，從而改變了B的運(yùn)動(dòng)速度。如果B的運(yùn)動(dòng)速度變大了，它內(nèi)部的時(shí)間就膨脹了，即B的時(shí)鐘走慢了。時(shí)間和空間都是物質(zhì)派生出來(lái)的，時(shí)間和空間又是相互關(guān)聯(lián)的、不可分割的整體。B的時(shí)間膨脹了、時(shí)鐘走慢了，從B的視角看，它在其運(yùn)動(dòng)方向上的環(huán)境空間長(zhǎng)度就縮短了。

不管是宇宙空間的彈性效應(yīng)，還是B的時(shí)間膨脹效應(yīng)，都是縱向速度變大引起的結(jié)果；所以B運(yùn)動(dòng)方向上的位移長(zhǎng)度縮短了。這就是說(shuō)，從B的視角看，宇宙空間縱向縮短了，橫向沒(méi)有變；而從宇宙的視角看，宇宙空間并沒(méi)有因?yàn)锽的運(yùn)動(dòng)，而發(fā)生任何改變。

這里提醒一下，B認(rèn)為宇宙空間縱向縮短，是因?yàn)锽縱向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致時(shí)間膨脹和空間彈性效應(yīng)雙方面的緣故；而B(niǎo)自身空間的縱向縮短，是B縱向運(yùn)動(dòng)規(guī)律改變的緣故。

綜上所述，從客觀角度來(lái)說(shuō)，小系統(tǒng)B的運(yùn)動(dòng)，只能改變系統(tǒng)內(nèi)的空間大小(速度越大，速度方向上的長(zhǎng)度越短)；不能改變系統(tǒng)外環(huán)境(宇宙)的空間大小。對(duì)于系統(tǒng)B來(lái)說(shuō)，它從宇宙空間的一點(diǎn)到達(dá)另一點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)的速度越快，走過(guò)的距離越短；但是這并不能代表，宇宙空間本身的大小就與B的運(yùn)動(dòng)快慢有關(guān)聯(lián)。

三、空間扭曲效應(yīng)

廣義相對(duì)論認(rèn)為，物體的質(zhì)量可以使宇宙空間發(fā)生彎曲；而且質(zhì)量越大、越聚集，其彎曲程度越大。大質(zhì)量周?chē)目臻g，被質(zhì)量彎曲了，而且離大質(zhì)量越近的附近，其空間的曲率越高；空間彎曲的最大程度是，時(shí)空扭曲下的極度空間，如黑洞里面的空間、奇點(diǎn)空間等。空間扭曲效應(yīng)在前面《質(zhì)量再認(rèn)識(shí)》的文章中，質(zhì)量的屬性里面有介紹，這里就不再敘述了，有興趣的可以去看看。

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