现代时空观的演进

4)统一的四维时空具有绝对性。
三、耗散结构论时空观：—— 普利戈金
外部时间—动力学时间—适用于简单的他组织系统
1、将时间区分为：
内部时间—热力学时间—适用于复杂的自组织系统
2、时间与空间仍为四维统一整体。 3、对时空的物质性的理解大为深化。 4、对时空的相对性的揭示大为深化。
他对相对论时空观的突破有：
g R

8GT
1.相对论时空观的内涵与特征：
——爱因斯坦引力场方程
1)时间和空间融合为一体，称作为四维时空物
质分布。
4
3)四维时空用度规表示。即
ds 2

g dx dx
1
，四维
时空度规具有不变性，这是相对论的四维绝对时空。
一、古典力学时空观——牛顿时 空观
时空观：人们对于时间和空间物理性质的认识而 形成的观念。
《淮南子》——“古往今来谓之宙，四方上下谓之宇”
牛顿时空观的内涵和特征
1)时间、空间和物质一样都是独立的客观实在。 2)时间与空间各自独立，互不相干。 3)时间和空间都与外界事物无关，都在事物之外。 4)时间与空间都可以分作绝对的和相对的。
二、相对论时空观
1905——爱因斯坦：《论动体的电动力学》
1. 狭义相对性原理
2. 光速不变原理
s
S’
v 0’
0
洛仑兹时空变换式：
x' x vt 1 β2
y' y
z' z
t'
t

v c2
x
1 β2
钟慢效应：t t' t' 1 2
尺缩效应：x x' 1 2 x'
《自然哲学的数学原理》中说的一段话：
绝对的空间就其基本性而言，是与 外界任何事物无关而永远是相同的、不 动的。相对空间是绝对空间的可动部分 或者量度。我们的感官通过绝对空间对 其它物体的位置而确定了它，并且通常 地把它当作不动的空间看待。如相对地 球而言的地下、大气或天空等空间就都 是这样来确定的。
格罗斯曼 1915——广义相对论
1. 广义相对性原理
2. 等效原理
4
ds2 g dx dx 1
黎曼度规张量
g
g g 11 14 g g 21 24 g31g32 g33 g34 g g 41 44
R

1 2
1: 1 2
t 1
t' 1 2
x' 1
x 1 2
x • t x'•t'
时空互变方程
四维时空——时间——空间
度规：给定四维时空中两个邻近 事件的线元ｄs
4
ds2 g dx dx 1
ds2 c2dt 2 dx2 dy2 dz 2
4)一维相对时间与三维相对空间同四维绝对时空相统一。
5)四维时空与运动物质（包括物质分布）同存。是物 质存在的根本特性和基本形式。
2.相对论时空对牛顿时空的变革有：
1)时间与空间并不相互孤立，而是统一为四维时空。
2)四维时空与运动物质并不相互孤立，而是运动物质 的根本特性与基本形式。
3)一维时间和三维空间不具有绝对性，随着物质的分 布和物质的运动状态的变化而变化。
1、时间的不均匀性、随机性和不可逆性。
2、时间深入物质系统的内部、具有演化的动力性质。 3、宇宙万物，各有各的独特时空，时空表征着物质系统 各自演化的进度与状态。
尘寰动荡二百代， 云水风雷变幻急， 若问那山未来事， 物竟天存争朝夕。
——杨振宁
再见！
牛顿时空观的真理性
1)承认时空的客观性。 2)指明时空的绝对性和相对性的互补与统一。 3)牛顿时空在古典力学和日常生活中仍然适用。
《自然哲学的数学原理》中说的一段话：
绝对的、真正的、数学的时间自身 在流逝着，而且由于基本性而在均匀地 与任何其他外界事物无关的流逝着，它 又可以名之为“延续性”；相对的、表 观的和通常的时间是延续的一种可感觉 的、外部的（无论是精确的或着不相等 的）通过运动来进行的量度，我们就用 诸如小时、日、月、年等这种量度以代 替真正的时间。