空間無處不在,空間和我們看到任何事物一樣參與這我們的日常生活,但空間具有不易察覺的特性,所以我們人在探索空間的本質花費了很長時間,也經歷亞里斯多德,牛頓,愛因斯坦這三大時期!我們今天說的是我們的科學之父牛頓是怎樣理解時空的!致敬下偉大的科學家牛頓!
絕對時間和絕對空間的概念,來自大科學家牛頓。
什麼是絕對時間?在其著作《自然哲學的數學原理》中,牛頓對時間做了如下描述:「絕對的、真正的和數學的時間自身在流逝著,且由於其本性而在均勻地、與任何外界事物無關地流逝著。」
在牛頓看來,時間對任何人來說都是一樣的,從不逗留,也不會停滯。一個很明顯的事實是,時間與人類或者其他任何物體都毫無關聯,無論我們採取怎樣的方式來計算,時間都在以同樣的速度流逝著,毫無改變。正因為如此,很多學者文人為「時間」留墨,慨嘆時間永恆流逝而人生短暫從這樣的感覺出發,不可挽留和不可停滯的時間,就叫作絕對時間。
如果你從一個國家到另一個國家,你需要調整自己的鐘表來適應當地的時間那麼,假如這一刻世界上所有的鐘表都消失了,時間會怎麼樣呢?答案就是,時間依然存在並將繼續行走下去。將範圍擴大一點假如全部的原子或粒子和鐘錶一起消失了,時間又會怎麼樣呢?或者更嚴重一點,假如地球、太陽、銀河系甚至整個宇宙都消失了,時間會怎麼樣呢?或許有人會認為,既然整個宇宙都消失了,一切都不存在了,那時間肯定也不存在了。
但在牛頓的絕對時間觀念中,即便整個宇宙都消失,時間依然獨立存在著,無關任何人和事,且將永遠存在。
那麼,絕對空間又是什麼呢?同樣在牛頓的《自然哲學的數學原理》一書中,牛頓這樣描述絕對空間:「絕對的空間,就其本性而言,是與外界任何事物無關且永遠是相同的和不動的。」跟絕對時間一樣,絕對空間也是獨立於任何事物而獨立存在的。就像一個舞臺一樣,即便沒有演員上臺表演,舞臺依然獨立且永遠地存在著。
為了證明絕對空間的存在,牛頓還專門構思了一個理想實驗,即有名的水桶實驗。在水桶實驗中,牛頓假設有一個保持靜止的注滿水的水桶。之後,用繩子綁住水桶的把手,將水桶吊在一棵樹的樹枝上,使水桶開始旋轉。一開始,水桶中的水仍然保持靜止,但不久後它就開始隨著水桶一起轉動,水面會漸漸脫離其中心沿著桶壁上升而形成一個凹狀。牛頓認為,水面形成凹形是水脫離轉軸的傾向,這種傾向不依賴於水相對周圍物體的任何移動。也就是說,這是水桶相對於絕對空間旋轉而引發的。
絕對時空的觀念體現出牛頓的一個觀點:動者恆動,靜者恆靜。而正是基於時間和空間的這種絕對性,牛頓建構出了運動的法則。在闡述牛頓第一運動定律時,牛頓就將其建立在絕對時空個不依賴於外界任何事物而獨自存在的參考繫上。在絕對時空中,物體都具有保持原來運動狀態的性質,這就是慣性。不過,雖然絕對時空的觀念是牛頓理論體系的基礎,但在其提出後的200年間備受質疑,並給牛頓本人帶來了不小的困擾。
牛頓大軍還有什麼需要補充的嗎?歡迎評論留下觀點!