评析辨证唯物的时空观与牛顿时空观或相对论时空观的关系

评析辨证唯物的时空观与牛顿时空观或相对论时空观的关系摘要：哲学是关于自然知识、社会知识和思维知识的概括和总结，它和各门具体科学都有着一般和特殊的联系。

哲学从总体上提示人与世界的关系，研究世界的本质和普遍规律；而各门具体科学只从某一方面、某一领域研究世界的具体规律。

本文通过对辨证唯物的时空观、牛顿时空观和相对论时空观的全面阐述，并将它们进行对比，总结出了它们之间的关系。

关键字：辩证唯物主义狭义相对论相对论时空观牛顿时空观一．辨证唯物时空观辩证唯物主义不仅从哲学基本问题的高度对世界本质做出了科学的规定，而且在坚持物质性的同时，认为物质的固有属性是运动，时间和空间是物质运动的存在形式。

马克思主义的物质观与运动观和时空观是紧密联系在一起的。

物质运动的持续性和顺序性，它表明一事物和另一事物、一运动过程和另一运动过程依次出现的先后顺序，一事物存在和一种运动过程的长短持续。

时间的特征是一维性或不可逆性，因为事物变化作为过程从绝对性的意义上是不可重复的，永远从过去、现在到将来，按照这一个方向前进，通常人们所说的“机不可失，时不再来”，就是指出了时间的一维性。

空间是运动着的物质广延和伸张性，任何事物都具有一定的规模、体积、形态和位置；多个事物之间具有前后、左右和上下之间方位上的并存关系。

空间的特征是三维的，现实存在的任何物体都具有长、宽、高。

设想仅有位置而没有体积的点，只有长度而无宽窄的线和无厚度的面，仅仅是数学的科学抽象，现实世界中并不存在这样的点、线、面。

现代物理学使用的“四维世界”概念，反映着事物存在于一维时间和三维空间之中。

时间和空间是运动着的物质的存在形式，同运动着的物质不能分离。

《马克思恩格斯选集》第3卷中指出“一切存在的基本形式是空间和时间，时间以外的存在和空间以外的存在，同样是非常荒诞的事情。

”这表明运动着的物质不能脱离时间和空间。

同样，时间和空间也不能脱离物质的运动，离开后者，前者就是空洞的抽象，就是纯粹的无。

一方面，物质运动的展开就表现为时间和空间的形式。

物质运动总有一个运动过程，要经历一定的时间，否则其速度就是无限的。

科学实践告诉我们，即使具有最大速度的光，也不过每秒30万公里，所以脱离时间的物质运动是不可能的。

同样，物质运动也离不开空间，任何物体都具有体积，处于一定的位置，就是微观粒子，也有其微小的直径。

这足以说明物质运动也离不开空间。

另一方面，时间和空间离不开运动着的物质。

时间是靠物质在空间中的运动来度量的。

年、月、日等时间单位，是靠天体在空间中的运动来加以确定的。

同样，空间也是以物质在时间上的运动来衡量的。

现代科学对空间更精确的测量使用激光测长观测仪，其尺度可达到0.1微米之内。

脱离物质的运动，时间和空间就是只能在头脑中存在的空洞的观念。

时间和空间是运动着的物质的存在形式，与运动着的物质不可分离，而运动着的物质是客观的，所以作为其存在形式的时间和空间也是客观的。

但是，时间性和空间的客观性不是从它们与物质脱离的意义上，相反，正是从它们作为物质存在形式的意义上去理解的。

坚持时间和空间的客观性。

康德认为，时间和空间是人类戌直观中的先天形式，人通过它感知事物，给予事物以时间和空间，客观唯心主义者黑格尔不但认为时间和空间是绝对观念的产物，而且割裂两者，提出绝对观念外化为自然界，出现了空间，只有绝对观念达到精神阶段，才有了时间。

形而上学唯物主义，从另一个极端歪曲地理解时空的客观性。

如牛顿的时空观，把时间和空间同运动着的物质割裂开来，认为时间与物质运动无关，它绝对均匀地流逝着；空间是脱离物质的纯粹空虚的框子。

坚持时空的客观性，就必须反对唯心主义，又批判形而上学。

承认时间和空间的客观性，就意味着承认时间和空间的绝对性。

因为时空的绝对性是指它们作为运动着的物质的存方式，其客观实在性是不变的、无条件的，当然是绝对的。

而时间和空间的相对性首先是指它们的具体特性是随物质形态、特性的变化而变化的。

其次，人们的时空观念是承着认识的发展而不断深化的。

上述理由都是指可变性、有条件性，即相对性。

现代科学成就，特别是非欧几何和相对论，不仅证明了时间和空间的客观性，而且深刻地提示了时间、空间同物质的联系，时间和空间是绝对性和相对性的统一。

时间和空间的绝对性和相对性统一，还表现在它们是无限性和有限性的统一。

时间的无限性是指物质世界的一维持续无始无终，运动着的物质不能创造，也不能消灭。

空间无限性是指物质世界三维无论延伸向何处，都不会有尽头。

科学事实一再表明，宇观世界至大无外，微观世界至小无内。

时间的有限性是指每一具体事物之存在和发展过程都是有始有终的。

空间的有限性是指每一具体的事物总是有限的规模，处于特定的位置。

时空的有限性和无限性的辩证统一表现在两者相互依存、包含和贯通。

无数有限的时空的总和，构成整个宇宙无限的时空，而无限的时空既能通过有限的时空把自己表现出来，又把无数的有限包含于自身当中。

有限时空是不仅具体事物有着无限的层次结构，而且有限事物由于自身包含着的否定因素会使之辨证转化，从而超越有限趋向无限。

有限是有条件的、暂时的，因而是相对的；无限是无条件的、永恒的，因而是绝对的。

时空的有限性和无限性就是这样既有相互排斥又相互贯通。

二．牛顿时空观中的绝对与相对在《自然哲学的数学原理》一书中，牛顿写道：“绝对空间，就其本性来说，与任何外在的情况无关，始终保持着相似和不变。

”“绝对的、纯粹的数学的时间，就其本身和本性来说，均匀地流逝而与任何外在的情况无关。

”总之，在牛顿的时空观中，空间、时间和“外在的情况”这三者都是相互独立的，无关的，空间的延伸和时间的流逝都是绝对的。

在这种意义上可以说，在牛顿的体系中仍然含有亚里士多德式的绝对。

把“空间”设想成物体作机械运动的舞台和背景，是一种十分自然的抽象。

我们在日常生活中有这样的经验：在一个箱子中可以放进一定数量的东西。

这是箱子的一种性质。

可以叫做箱子的容积，也就是箱子的空间。

这个容积大小或空间大小是与箱子里放什么东西（以及放不放东西）没有关系的。

在卖箱子的商店里，总是要标出26⨯20⨯10等等尺寸，之所以能这样标出，就是以容积是箱子的不受“外在的情况”影响的本性这一点为依据的。

进一步我们设想箱子无限地扩大，这就得到了一个与任何特殊的物质无关的、绝对的空间。

它就是牛顿的绝对空间。

牛顿是一个经验论者，他不能容忍在他的体系中存在先验的观念。

他认为：物理的实在必须是能被感知的。

那么，如何来感知他所规定的“绝对空间”呢？牛顿设计了一个理想实验，用来判断哪些运动是相对于绝对空间的绝对运动。

这就是著名的水桶实验。

若有一桶水，让它做旋转运动。

开始时桶壁旋转而水不运动，水与桶壁之间虽有相对运动，但水面却和静止时是一样的，是一个平面。

以后水逐渐被桶壁带动并且和桶壁一起旋转，此时虽然水与桶壁之间并没有相对运动，但水面呈凹形，桶边的水面略高，中间略低。

因此，即使在水与桶没有相对运动的情况下。

我们也可以判断出水桶体系究竟有没有相对于绝对空间的转动。

这个判据是：若水面平坦，则无绝对运动，若水面呈凹形，则有绝对的转动。

这就是牛顿提出的判别法。

到这里，牛顿的体系似乎已经很严整了。

然而事情并非如此。

在牛顿的力学定律（包括惯性定律）的表达里没有明确指明，所谓“静止”、“匀速直线运动”和“运动状态的改变”是对什么参考物体而言的．在牛顿力学中“力”是物体间的相互作用，这是与参考物体无关的，然而运动状态及其改变则与参考物体有密切关系．牛顿完全了解自己理论中存在的这一薄弱环节，他的解决办法是引入一个客观标准——绝对空间，用以判断各物体是处于静止、匀速运动，还是加速运动状态．牛顿承认，区分特定物体的绝对运动（即相对于绝对空间的运动）和相对运动，也非易事．不过，他还是提出了判据．譬如，用绳子将两个球系在一起，让它们保持在一定距离上，绕共同的质心旋转，从绳子的张力可以得知其绝对运动角速度的大小．绝对空间在哪里？牛顿曾经设想，在恒星所在的遥远的地方，或许在它们之外更遥远的地方．他提出假设，宇宙的中心是不动的，这就是他所想象的绝对空间．从现今的观点来看，牛顿的绝对时空观是不对的．不过，牛顿当时清楚地意识到，要想给惯性原理以一个确切的意义，那就必须把空间作为独立于物体惯性行为之外的原因引进来．爱因斯坦认为，牛顿引入绝对空间，对于建立地的力学体系是必要的，这是在那个时代“一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的唯一道路”．三．相对论的时空观相对论分为广义相对论和狭义相对论。

（一）狭义相对论及其时空观：狭义相对论所根据的是两条原理：相对性原理和光速不变原理。

爱因斯坦解决问题的出发点，是他坚信相对性原理。

伽利略最早阐明过相对性原理的思想，但他没有对时间和空间给出过明确的定义。

牛顿建立力学体系时也讲了相对性思想，但又定义了绝对空间、绝对时间和绝对运动，在这个问题上他是矛盾的。

而爱因斯坦大大发展了相对性原理，在他看来，根本不存在绝对静止的空间，同样不存在绝对同一的时间，所有时间和空间都是和运动的物体联系在一起的。

对于任何一个参照系和坐标系，都只有属于这个参照系和坐标系的空间和时间。

对于一切惯性系，运用该参照系的空间和时间所表达的物理规律，它们的形式都是相同的，这就是相对性原理，严格地说是狭义的相对性原理。

在这篇文章中，爱因斯坦没有多讨论将光速不变作为基本原理的根据，他提出光速不变是一个大胆的假设，是从电磁理论和相对性原理的要求而提出来的。

这篇文章是爱因斯坦多年来思考以太与电动力学问题的结果，他从同时的相对性这一点作为突破口，建立了全新的时间和空间理论，并在新的时空理论基础上给动体的电动力学以完整的形式，以太不再是必要的，以太漂流是不存在的。

（1）狭义相对论时空观要点及来源：①同时的相对性：由Δt=γ(Δt’+vΔx’/c2)，Δt’=0时，一般Δt≠0。

称x’/c2为同时性因子。

②运动的长度缩短：由Δx=Δx’/γ+vΔt，因测量运动的长度时必须Δt=0，则Δx=Δx’/γ≤Δx’。

③运动的钟变慢：由Δt=γ(Δt’+vΔx’/c2)，因运动的钟在自己的参照系中Δx’=0，则Δt=γΔt’≥Δt’。

（2）狭义相对论时空观的具体分析：1、同时的相对性爱因斯坦认为：凡是与时间有关的一切判断，总是和“同时”这个概念相联系的。

按相对论的说法，在某个惯性系中同时发生的两个事件，在另一相对它的运动的惯性系中，并不一定同时发生。

这一结论叫做同时的相对性。

例如有两个闪电正好击中一列向东行使的列车的车头和车尾（对地面上的观察都而言），而位于列车中间的旅客则是不是同时看到两个闪电的呢？该问题其实告诉我们，Δt＝０，Δx≠０。

则选择洛仑兹变换： t’= t－v x/c2 →Δt’=γ(Δt－vΔx/c2)＝－vγΔx/c2。