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时间和空间的本质是什么?

时间与空间的本质是物理学的基石,不可妄断,以下分享物理新视野的《时空纲要》,希望给反神逻辑的物理学给点力。

空间的现象与预判

先来思考一个现象,简称车蝇现象。一辆汽车,密封很好,在零下50°C的漠河地区某公路,以v=30米/秒奔驰,车内有空调温度20°C,有一只苍蝇在飞。

现在的问题是:车内的空间,包括真空与空气,是不是随着汽车一同移动?我想大家会异口同声说,当然是。这里可以有三个预判:

预判1:车内空间是随车移动的。理由是:车内车外的的真空与空气,不会从车体材料内部的原子内空间过滤出去,否则苍蝇就无法自由飞舞或被冻死。

预判2:车外空间是相对静止的。理由是:汽车有明显风阻。真空无风阻不能证明真空超距。系统内的真空与系统同步:同自旋、同进动。大气层真空与地球同步,本来就没有以太风。

预判3:车内真空是承载热量的。理由是:虽然热空气分子通过震荡而承载热量,但空气分子不可能是核外电子之间的裸碰撞。

从上述三个命题,我们可以归纳出关于空间的精准定义与基本性质。

空间的定义与性质

空间,是一种可运动、可承载、可吸纳的场介质 。本定义表明,空间有三个基本性质。

1.空间的运动性:空间是可膨胀的、可压缩的、可充满的、可转移的、可静止的。

物体热膨胀,是因为物体内空间的体积膨胀,是真空介质的光子高频运动的结果。

气体可压缩,是因为气体分子间的空隙,是低密度的真空场介质。

液体难压缩,是因为液体分子间的空隙,是高密度的真空场介质。

空间可静止,是因为系统的内空间,必然跟随系统同步运动,是相对于系统的静止。

2.空间的承载性:空间是可载波的、可载气的、载能的、可载动量的、可载力的。

无论机械波或声波,还是电磁波或引力波,皆由真空介质来承载。引力波只是低频电磁波。

无论声子还是光子,都不是波源发射的,而是波源对声子介质与光子介质的推压与激发。

固体·液体·气体,既有原子晶胞或分子等粒子的声子介质,也有粒子间空隙的光子介质。

只要是震荡的物体,就会推压真空介质产生电磁波。机械震源既激发机械波也激发电磁波。

只要是移动的物体,就会推压或激发真空介质产生电磁波,它就是移动波源或物质波。

德布鲁伊波长λd=h/mv没给本质。其实,质量的本质是核子,核子随同物体运动。

规定:(注意到光子的多米诺骨牌效应与蝴蝶效应,即使规定与实验有出入,亦可调整)

1个核子激发1个光子,即:½mv²=hc/λ,核子激发波长:λ=2hc/mv²,n个核子激发n个光子,质量为M的物质波激发n=M/m个光子。

水分子作为声子激元(exciton),震速v=1450米/秒,同时激发的电磁波长:λ=2hc/mv²,m=1.66e-27[kg],λ=27mm。激发的光子数:n=M/m=3。

地球进动波,v=30km/s,质量M=6e24kg,激发的光子数:n=M/m=3.61e51g个。

激发的电磁波波长:λ=2hc/mv²=2.66e-7[m],频率:f=1.13e15[Hz]。

3.空间的吸纳性:实体外空间是低密度、低压强的、吸物质的、吸能吸力的、吸动量的。

物体的内空间是高能密的真空场。但物体的外空间是低能密的真空场,尤其表现在负压差。

根据最小作用量与熵增加原理,高能密区域总要向低能密区发散,达到最终的热平衡状态。

恒星激发伽玛射线,在进入越来越远的深太空中,真空度越来越大,会不断降频红移,消耗的电磁辐射能,被真空引力场吸收。

水分子挣脱表面张力,水面上空有不饱和蒸汽压,其实是真空引力场在吸纳水分子逃逸。

电扇的叶轮,正面呈凹,背面呈凸,凸面气速大于凹面,形成负压所以,凸面附近有真空引力场。直升机旋翼上凸面有真空引力场。

空间的量子化操作

这里的操作(operation),像计算(counting),泛指定量解释、量化处理、统计分析。

哲学只讲定性,物理学既定性又定量。所有物理范畴,都必须写出解析方程,做量化操作。

根据爱派的量子力学原理,尤其是光电效应与康普顿效应,物理空间要分析到量子行为。

光量子是空间(以太/aether)的基本单元,或真空场量子,是构造万千世界的最小单子。

爱派相对论,不承认真空(以太),只好走向神逻辑。量子场论,虽已意识到虚粒子,但不认为祂就是光量子,看来也是好景不长。

结论:空间的本质是承载万象的基底介质。

下面,我们来探讨时间的本质。时间的定义,是有多语境的。不同的视角,有不同的时间。爱氏相对论的问世与流行,使得时间的蕴涵变得有点扑朔迷离。

时间的词理学考证

=日+寸。其日,指日出→日落→日出→日落,周而复始;其寸,指尺寸,尺度,测量。

间¹=闲(古字)→空隙·间隔;间²=门+月(古字)→月光进门·日落而歇→闲暇·间隔·分隔·分级。

时间,是对周期性变化过程的测度与分级。中西历法都以60进制;时间源于对日月的观测。

time=t(=tempo)+ime(=sime)。其中,tempo是庙宇教堂(temple)时钟的节奏,引申为周期。sime是义素/类似/之类的(similar)。英文的时间,与汉语一样,侧重周期性的测度。

时间的科学定义与性质

定义:时间是对物质运动的持续性、周期性、有序性、以特定参照系为基准的测量指标。

此定义反映时间有以下的四个性质。

1. 时间的持续性

运动是绝对的,物质的运动是不间断的过程,是量变质变的交替,不存在超时或超距,不存在时间量子,不存在时空奇点。

2. 时间的周期性

物质的运动是周期性的变化,最小作用量与惯性原理表明,物质运动的本质是测地线循环。

周期性是一种近似处理。天体的周期性运动,不可能是封闭的椭圆轨迹,每个周期不重叠。

提示:水星近日点进动偏心率变异不是一成不变,太阳绕银轨迹总要变异,其它行星也变异。广相解释为固定的43.03角秒不合逻辑。

3. 时间的有序性

违背时间的有序性,是理论物理的重灾区。

其一:无论在自然界或社会界,无论在宏观或微观,事物的发展变化与物质的运动过程,在某个特定阶段,都是循序渐进、有始有终、随机应变、量变质变的。

不存在光锥坐标系构造的奇点与大爆炸;不存在所谓不确定原理演绎的超距与分身术。

其二:时间有序性,等效于因果律,是逻辑思维与科学认识论的基本法则。事物的发展路径与物质的运动轨迹,都是可追溯的因果链。

谬论1:所谓的时间静止、时间变慢、时光倒流,都是爱氏相对论的衍生品。

简证:洛伦兹假设“光源在某点发射一束光子”不存在,故变换因子的构造函数γ=1/√(1-v²/c²)不成立,钟慢效应t=t₀γ也不成立。

谬论2:把“延迟选择效应”与“自干涉效应”解释为量子可返回的时间倒流。

简证:光源震荡推压n个光子,通过两个狭缝,分别推压后面n光子,形成交叉共振的波阵面,共振峰留明纹,共振谷留暗纹。

谬论3:把分隔遥远的EPR纠缠对解释为具有超距效应的时空整体,实现所谓的隐形传输。

简证:EPR隐变量本来就是被爱因斯坦否定的真空场光子介质,甲地A光子依次推压甲乙之间的n个光子而最终推压乙地B光子。

4. 时间以母系统为基准

自从爱氏相对论否定绝对参照系,甚至不要参照系,参照系问题就成了理论物理的重灾区。

笔者的母系统,特指母系统的质心或内空间,简称母质心或母空间,是与子系统保持相对静止的绝对参照系。

在绝大多数情况下,母系统总是做最小作用量下的惯性运动,因此母系统也叫惯性参照系

换句话说,非惯性系统,只有当天体发生碰撞与合并前后的短暂事情,这种概率几乎为零。

飞机的飞行参数,诸如时间、速度,只能以地球参照系为测量基准,而不是其它天体。

因为飞机,作为子系统,与地球同步自转同步进动。即飞机与地球之间是相对静止的。

电子与原子核的运动参数,只能原子母系统参照系,因为二者与原子之间是相对静止的。

人造卫星受控于地球,其绕行参数,只以地空间为绝对参照系。不存在所谓相对论效应。

两个不可信的时间观

其1:爱因斯坦的时间哲学主张,奇点之前没有时间,四维时空是宇宙的基本结构。

广相说,大质量附近时空更弯曲时钟更慢。狭相说,时间有钟慢效应,不存在绝对时间。

其2:量子引力论与弦理论的时间哲学主张:时间是不连续的,普朗克时间是个量子单元。

人文领域的时间悖论

1. 过去存在么?

过去,是一去不复返的状况。仔细琢磨,会有些困惑。

那人死了,原有的活人不存在,这在定义内。时过境迁,原来的场景不存在,这在定义内。

刚下汽车,原有的汽车仍在,这不在定义内。刚才下水,原有的河水仍在,这不在定义内。

这就有了悖论,过去的未必不在。但物理学可解释:即使0.001秒之前的过去状态,与此时此刻的现在状态,至少不可能在时序方位上绝对相同,哪怕是活人也是这个逻辑。可是,就人择原理而言,这个逻辑就是荒唐。

2. 现在存在么?

现在,是过去与将来的分界时刻。从数理逻辑讲,时刻是一个时点,时刻的时长为零。

换句话说,科学的现在,并不存在。可是,就人择原理而言,这样的科学不可笑么?

说“现在上课”:这个“现在”其实是“过去”,这个“上课”其实是将来。

难怪英文时态,用“一般现在时”代替“一般将来时”,用“现在完成时”表示“现在之前的事情”,现在之前,不就是过去么?

3. 将来存在么?

将来,是现在之后尚未发生的状况。这个定义理论上没毛病,可实际不是这样的。

现实讲的将来,是远远的今后。所有最近的将来事态,反而是真正的较长现在。

英文用“一般现在时”代替“最近将来时”,这在数理逻辑上说不通,但符合语言逻辑。

结论:时间的本质是对事物发展的有序性。

好了,本答stop here。请关注物理新视野,共同切磋物理逻辑与中英双语的疑难问题。

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