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发表于 2020-2-15 19:25:02
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将三维空间和时间人为的合并成一个四维时空,就像把“北京”和“昨天”合并在一起一样,除了增加了一个人为定义的概念外,再无其它用处和意义。广义相对论认为,在引力场中,这个包括时间在内的四维时空是弯曲的,但一个人为定义的,不是客观存在的东西,它的弯曲能实测验证吗?
数学上,空间的一个主要特征,就是空间中两点之间距离的计算公式的形式,如果这个距离公式符合勾股定理,则空间就是平直空间,空间中成立的几何就是欧氏几何,否则,空间就是弯曲的,空间中成立的几何就是非欧几何。所以,我们所在的空间究竟是平直的还是弯曲的,只有经过实测才能确实。通过对一个实际存在的直角三角形进行测量,才能知道它究竟符不符合勾股定理。
显然,在对这个直角三角形所进行的测量中,沿x轴、y轴的测量,以及沿斜边的测量,都是长度测量,测量的方法、测量用的标准直尺,都是相同的。如果我们在这个三维空间上,再增加一个维度,变成四维,但第四维的含义是房价,或者是温度,某个给定的三维空间区域上的第四维的高度,代表某一地段、某一楼层的房价,或者代表这个三维空间区域中的温度,则这个四维坐标系,数学上可以存在,可以画出来,但我们却不能称它为“四维空间”。即使我们能人为的定义出一个这种“四维空间”中两点之间的距离公式,但这个“四维空间中的两点之间的距离”却无法实际测量,因为第四维的测量方法与前三维完全不同,物理含义完全不同。由于斜边的长度无法测量,我们也就不能进一步说,如果这个“四维空间中的距离”符合勾股定理,这个“四维空间”就是平直的,空间中成立的几何是欧氏几何,否则,这个“四维空间”就是弯曲的,空间中成立的几何是非欧几何。
同样,把时间与三维空间合并成一个所谓的“四维时空”,这个“四维时空”中的两点之间的距离也无法实际测量,我们也无法说,这个“四维时空”是平直的还是弯曲的。无法测量四维时空中两点之间的距离,无法判定四维时空究竟有没有弯曲的原因,就是增加的第四维是时间,与前三维的空间,物理含义完全不同,测量方法完全不同。
按照广义相对论,平直的四维时空两点之间的距离被定义为:ds^2=dx^2+dy^2+dz^2-c^2dt^2,如果该式成立,则四维时空就是平直的,否则,四维时空就是弯曲的。请问,ds怎么测量?测量了什么才算是测量出了ds?有人说,测量物体运动过程中的固有时,就是测量四维时空中的两点之间的距离。在随物体一同运动的参照系中,上述的表达式简化为ds^2=-c^2dt^2,如果此式成立,则时空就是平直的,否则,时空就是弯曲的。测量出了固有时dt,不知道ds,能判定出时空是平直还是弯曲的吗?而且,dt能等价于是ds吗? |
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