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主题:“空间”只是我们的想象,不是真实的存在 -- 陈经

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  • 家园 “空间”只是我们的想象,不是真实的存在

    本文不是想当民科,只是胡乱搞点子哲学思考,不打算认真搞啥子理论,有趣就好。但我的思考是认真的。

    (一) 困惑

    我们会本能地以为,我们是身处一个三维空间中。以我们为原点,这个空间可以前后、左右、上下三个维度延伸,延伸得越大,包进的物质就越多。宇宙中的物质就在这个三维空间中运动。

    在38万公里以外,有一团物质,叫月球。在1.5亿公里以外,有一团物质,叫太阳。有一束光,从太阳那里过来,走直线穿过了这1.5亿公里的空间,正好被我们看到了。如果光不从那条路走,那路上也没有东西,路上的空间也是存在的,我们说它是“真空”。

    这样一种想象,看似理所当然极其自然,但往深里想,会令人困惑。

    1. 空间外往面走是啥?

    如果这个三维空间是真实存在的,那么它就能一直往外面扩展。没有边界,那就是无限的。这样一个无限的空间,我们是可以想象的,但它是真实的存在么?这确实会令人困惑。

    有一种忽悠说,你在这个空间中一直往一个方向走,最后就回来了,宇宙是有限无边的,相当于人在球面上走。但这种忽悠我们更搞不懂了,不要说真实存在了,就连想象都想不出这种空间是什么样子。

    2. 连续空间是可以无限细分的么?

    “一尺之捶,日取其半,万世不竭”,实际说的是空间的连续性。这种细分,又是一个无限。这种无限,当然可以想象,但它是真实的存在么?还是会困惑。

    3. 如何定义绝对空间

    因为物质好象都在运动,所以需要想象一个不动的“绝对空间”,这样就方便形容各种运动了。我们在跟着地球自转,同时绕着太阳转,太阳绕着银心转,相对于“绝对空间”,我们象拧麻花一样复杂地运动。

    一种简单的想象是,大爆炸时,在绝对空间中,有一个奇点,就当它是空间的原点。一炸,物质就从原点往外飞。

    但是,在现在的宇宙中,我们真的不好找到这种原点,也就定义不出一个绝对空间。比如我们在银河系,和100亿光年以外的外星人约定一个会合地点。我们不会说,到绝对空间坐标哪儿见,定义不出来。我们会说,在某某星系某某行星碰头。就象我们平时约定,在XX火车站门口见。所有我们描述的空间地点,都是依托于特定物质组合的。如果一场大地震来了,连地壳带地皮带建筑全震得不成样了,我们约定的“XX火车站门口”其实就不存在了。所以,在实际生活中,是先有物质组合,再从它开始定义空间。

    大爆炸的奇点,按想象,我们应该能够根据宇宙中星系的空间分布与运动,倒推回去得到一个原点。但我们看不出这个。我们知道的是,各星系在互相远离,那么在很久以前,它们应该是聚集在一起的。但聚集在哪儿,无法象原子弹爆炸一样找到一个“爆心”。

    (二)相对论

    相对论是放弃绝对时空的结果。既然定义不出绝对时空,就根据我们周边的条件来定义时间空间。空间由光在给定时间走的距离定义,时间就是原子钟走的刻度。相对运动的两个参照系,对时空有不同的理解。

    大爆炸发生的时候,一束高速粒子在飞。在它看来,宇宙可能就是几光年大小,它几年就飞遍了整个宇宙,炸到了人眼里。而我们却以为这束粒子飞了上百亿年,宇宙大得不得了。这束粒子生命期就是几年,但它飞了这么远,所以我们意识到,它上面的钟变慢了。

    (三)空间是想象,事实上不存在

    以前看相对论不明白这个“相对空间”是不是对应某种真的存在。现在明白了,所谓的“相对空间”,就是一种想象。大家理解的空间不一样,因为这空间本身就是一种想象。

    如果说有“宇宙空间”这么一个实体存在,那么相对论就是“一个宇宙,各自表述”,怎么测量它,它是多大的,历史多长,这个意见不一样。大中国是真实存在的,但宇宙空间不能这样说。宇宙是“一个宇宙,各自想象”,空间就是想象的结果。

    大爆炸未发生的时候,所有的物质的相互作用不需要时间,空间没有意义。而不是所有的物质聚集在广阔空间中的一个点,那个广阔空间根本就不存在。存在的只有物质,和它们的相互作用。大爆炸发生了,物质的相互作用需要时间了。比如物质团A动一下,这是一个“因”,数秒之后,引起了物质团B动了一下,得到一个“果”。我们不需要空间来理解这个“因果关系”。

    我们只需要物质、时间、因果关系,就能理解这个世界。空间只是我们为了方便想象出来的。我们以为物质团A发出的“因”,经过了A和B中间的空间,到达了B,引发了“果”。我们还想象这是一个光子,以为它是一个小球,在空间中直线飞过来,越想越主观。这都是走火入魔了,被直觉欺骗了。空间和小球,都是我们的想象,不存在的东西,多余的东西,奥卡姆剃刀可以剃掉的。

    认识到空间是一种想象,很多事情就能理解了。比如量子纠缠,离得很“远”的两个东西,超光速地同步行动,爱因斯坦认为不可能。但其实这根本就不是什么“超光速超距作用”,因为这两东西中间本来就没有什么空间,或者本来就是一个东西。它们“远距离”纠缠在一起,只是我们的想象,根本不远。这无非是说,这两个东西的“因果关系”不需要时间。

    再比如量子云,一个电子以不同概率出现在多个地方,可能出现的地方甚至遍布整个宇宙。这也没什么难懂的,这空间本来就是胡扯不存在的。这个电子的意思是,它可能以一定的概率和各个物质发生相互作用。我们认为这些物质相互构成一个空间,于是就认为电子散布在整个空间中了。其实电子就是一个“因果关系”。

    再比如光的双缝实验,光波产生干涉条纹。一般就会想,这光子或者光波怎么在这个空间中传播,怎么打到屏幕上叠加消减。这都是错误的想象,根本没有这个“空间”,也没有“在空间中传播”这个事发生。它就是光源那有一个“因”,双缝那有一个“因”,最后在屏幕上有一个“果”。你盖掉一个缝,就改变了因,干涉条纹就没了。而不是什么“在空间中挡掉了光波”。

    再比如我们眼里的宇宙。我们其实是接收外面的信息想象出来的一个三维空间,A星系在那,B星系在那。按想象,我们到A星系要X光年,到B星系要Y光年,三维空间一计算,A到B又需要Z光年。但真实的宇宙也许不是这样的,这只是我们的想象。我们跑到A星系去以后,可能会发现整个宇宙都变了样,也许到B星系要比Z光年长得多的时间,因为各星系都在互相远离。我们想象的运动,不能推到别人头上去。

    再比如光线弯曲。按广义相对论理解,这是光在空间受太阳影响走了弯路。但这个空间本来就是不存在的,就没什么弯不弯曲了。它的意思是,远处的星星有一个因,中间的太阳是一个因,我们看到的星星位置是一个果。如果太阳在正中间,我们看见的星星位置就会偏一下。实际中这个星星在哪,是没有意义的话题。无非是这种情况感觉它在这,那种情况感觉它在那。可能在造物主的电脑里,星星和太阳就挨着存在内存里。

    不知道我扯的这些东西,是不是民科,或者相对论与量子力学里已经有了类似的理解。但我相信,我们眼里的空间就是一种假象,无限或者有限的空间,都只是我们的想象。

    (完)

    通宝推:沐猴而冠,
    • 家园 我的科普

      我的科普已经写了好几篇了。 请在这里发言支持我写的诸位去参观并发表看法吧。如果不去读,就是叶公好龙。 如果不发表看法,就会被我怀疑没有读。

    • 家园 我也来参合一下

      按现代科学的分析方式,我们都是要制造一个原点,或者说参照物才可以进行下去的,故而所有的科学方法里都有公理或原理。比如爱因斯坦就把光速限死在30W公里,而其实光速到底是不是30W公里,是不是恒定这个速度,本身并不重要,重要的是基于此点后续理论才可以展开。这和“给我一个支点,我将撬起地球”是同类思维模式。

      从局限时空来说,这种打入一个支点,从而尽可能近似地模拟真实世界的做法无疑具备很好的直观性,而且可以尽快将科技应用到现实中。但是从长远来看,采用原点进行分析的方法,由于具有系统性误差,在某些特定方向可能模拟得比较好,但其他方向则很可能与真实世界的偏差比较大,甚至干脆南辕北辙。而这些偏差的地方一不小心就会把现代科技发展带进沟里造成巨大的浪费。

      这一点上,中国古代的哲学理念是尽可能放弃原点思维的,与现代科学方法比,这种思维无疑不够精确,入门也不易,甚至在方法学上很难和实验室挂钩。但是无疑他可以杜绝很多一开始就没有意义的重复实验,同时也可尽量减少不同理论间的扯皮成本,更重要的是他还能尽可能把那些科学书呆子的脑子给解放出来,不再把单一理论当圣经。

    • 家园 关于“空间外面是啥”

      一个圆,长度有限,但是没有始末。

      一个球面,长度有限,但是没有边界。

      同理,一个空间也完全可能体积有限,但是没有尽头。

      因为超越了人的感官经验,所以只能借助数学了,我相信多数人对时空的理解就是被感官经验卡住了,又没有掌握数学推导,所以就无法理解。所以,类比是一个退而求其次的理解方法。

      • 家园 我经常在想,

        天文望远镜看得足够远后,会不会看到几百光年以外的银河系、太阳、地球?

          就是说太阳光线会不会一大圈又绕回来。

        • 家园 可能要看宇宙膨胀的速度

          如果膨胀速度足够快,快到空间膨胀的速度达到或超过光速(这个并不违反相对论),那么理论上就不会存在这个现象。

          如果空间膨胀速度较慢或甚至是在收缩,那么我们很可能可以看到几个不同历史时期的地球的像,像之间的时间差异是宇宙的周长加膨胀速度。

    • 家园 唉,误解好多阿。 要不我写几篇给科普一下

      科普一下物理中的时空概念和大爆炸模型。

      但又怕写了没人看, 白费时间。

      如果有十个人对这东西有 认真的 兴趣, 我就写。

      (认真的兴趣 指的是愿意静下心来仔细思考而不是休闲式的看一看。)

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