宇宙的空间是什么？我们不能只用人类的眼光去看待这个问题

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空间的本性是一个涉及世界本原的问题，对空间本性的理解，不同的学派会有相异的说法。其中，物理学界对空间本性的描述最为精彩夺目，令人惊叹不已。

大爆炸理论使得许多人相信，空间并非一开始就有的，它是随着大爆炸的发生而被开辟出来的。在这里，所谓的奇点指的是宇宙学奇点，又叫初始奇点，它具有所有物质的势能，因大爆炸而转化为宇宙物质的质量和能量。其名虽然为“点”，但其实什么都没有，空间、时间以及所有的物质形态都是在大爆炸之后才出现的。宇宙学的初始奇点是一个怪物，科学家利用它巧妙地回避了人们对宇宙诞生这一问题的刨根问底，任何追问都到此为止了。

在宇宙诞生之初，空间比现在小很多很多，它处于一种高温、高密度的状态，是一个没有天体的基本粒子世界。那么，人们不禁要问，既然刚诞生的宇宙非常小，那么在这个膨胀着的小宇宙外面，又是什么环境呢？小宇宙是一种存在，它就应该有自身存在所依赖的外部环境，否则，小宇宙向何处膨胀？如果说小宇宙的外部环境就是空间，这无疑是给“奇点”之说的一记耳光。

“奇点”的出现与观测到宇宙膨胀有关。然而，即便宇宙真的在膨胀，难道宇宙的膨胀事件就一定是由零开始的吗？

其实，在20世纪30年代初期，很多宇宙学家并不相信“宇宙由密度无限大的奇点开端”这种说法。然而，反驳者认为，压力只不过是能量的另一种形式，它等价于质量，当它变得非常巨大时，就会产生一种与排斥相对抗的引力。而且，根据爱因斯坦关于质量和能量等价的观点，人们发现附加的压力其实助长了奇点的产生。为了让人相信奇点真的存在，还有人以地球的经纬线网为例，把子午线相交于南北两极的会聚点视为奇点，并且把奇点原本“密度与温度无限之处”的定义，改为“当任何光线穿越空间与时间的轨迹到达某个终点而不能继续延伸时，在该处便出现了一个奇点”。

有一个很简单的例子。把注射器活塞棒拉出，然后用手指封住没有针头的注射口，接着把活塞棒往注射口方向推进。结果是，即使再用力推，也不能把活塞棒完全推进注射器里。一个细小的空间如此，宇宙空间又是怎样被压缩为零的呢？我们真的能够用数学语言或者其他技术手段计算并模拟出一个名副其实的宇宙学奇点吗？

如果说，把球体子午线相交于南北两极的会聚点视为奇点成立的话，那也是因为有了子午线的相交才显示出奇点，一旦没有了球体子午线，我们又如何在一个球体中找到南北两极和那个奇点呢？为什么只看见南北两极处的奇点，却对球面和子午线视而不见？同样的，“当任何光线穿越空间与时间的轨迹到达某个终点而不能继续延伸时，在该处便出现了一个奇点”，这一定义的说法更加难以否定空间和时间的存在。

人类的科学真的需要宇宙学奇点这样一种终极理论吗？诚然，世界上的许多事物并不是从一开始就有的，它们的出现的确有一个从无到有的过程。但是，难道世界上的任何事物都必须从彻底的无开始吗？

说到这里，我们有必要提及一个问题：什么是空间？空间的本性是什么？

关于空间，经典物理的解释是：宇宙中物质实体之外的部分。因此有人认为，空间的性质是相对于物质而言的，物质具有质量，而空间就是没有被占据的部分，是透明和没有质量的。另一种说法认为，空间的概念应该用物质的广延性来定义，不存在空虚空间，空间同运动着的物质有着不可分割的联系。

对空间本性的不同看法由来已久。牛顿认为存在着绝对空间，这种绝对空间就它的本性来说，与任何外在的情况无关，始终保持着相似和不变。在爱因斯坦的狭义相对论中，不同惯性系的空间和时间之间遵从洛伦兹变换，长度和时间间隔也变成相对量；引力的作用可以使空间弯曲，不再是经典力学中无限延伸的绝对空间。而在广义相对论中，空间的性质不再与物体的运动无关。

运动的尺相对于静止的尺变短，光经过大质量天体附近时变得弯曲，这些例子能够代表空间固有的本性吗？运动的尺看上去变短，但实际上其长度没有改变，那只是在不同参照系里得出的表面观测结果。星光经过太阳附近时变得弯曲，也可能是由太阳的引力场或者高温热力场造成的，只能说明是引力场使光线弯曲了。

空间的本性应该是它本身所固有的、根本的属性。由意外事件或外物干扰所产生的空间现象只是空间具有的特质，却不是空间的本性。

什么是空间？我们不能只用人类的眼光去看待这个问题。在鱼类看来，浩瀚的海洋就是空间，漂浮在海面上的浮冰就是物质。

然而，这些空间形态并不是自然空间的本性。同样，人们所说的一维空间、三维空间、多维空间以及网络空间等名目繁多的“某某空间”，也只是人的“知识空间”，是人的某种认知的产物。因此，我们讨论空间的本性，首先要清楚的是，这里的空间指的是宇宙的自然空间。

空间，表面虚空，是宇宙存在的最基本的一种形式，是产生物质以及物质存在所依赖的场。由于空间可以包容物质并且能被物质包容（仅限于局部空间），因此在宏观上它是无限的，而在微观上是有限的。

关于空间，人们还提出了这样一个问题：空间是怎样产生的？遗憾的是，讨论和探索空间起源是目前人类力所不能及的事情。

原文地址：今日头条