《文子·自然》中有一句話:「往古來今謂之宙,四方上下謂之宇。」
這是我國古代道家對於宇宙的理解,「宇」在句中很明顯是上下以及前後左右的意思,也就是指所有的空間,而「宙」的意思是古往今來,很明顯指的是所有的時間。把「無限的空間」和「無限的時間」加在一起,就是我國古人所認識到無限的沒有得始終的時空,他們稱之為「宇宙」。
牛頓對時間的理解
時間是物理學中的一個基本量,時間指兩個時刻之間的間隔,兩個時刻之間間隔越長則時間越長,兩個時刻之間間隔越短則時間越短!
時間是由物體的運動來度量的時間由物體的運動來度量是由亞里斯多德提出的,他認為我們只能用物體的運動來度量時間,離開了運動我們就無法確定時間了!對於亞里斯多德的這種看法,牛頓也認為是合理的。
那麼,我們如何用運動來度量時間呢?在這裡大家可以思考一會兒再接著往下看!
對,就是天體的運動,因為天體的運動是均衡的、規律的、連續的、永不停息的!我們通過這種有規律的變化就可以確定時間,日出日落是有規律的,我們可以將太陽連續兩次被觀察到稱為一晝夜,我們規定一個晝夜的1/86400為1秒,然後就可以通過等分來確定分和時!
這個也很好理解,我們可以想像一下,將自己關在一個封閉的小黑屋中,沒有日出日落的時候,我們哪兒還有時間觀念可言呀,這裡也充分體現出了古人的智慧以及觀察、總結、歸納以及分析能力!
時間是絕對的,它獨立於事物而均勻地流逝牛頓認為時間是絕對的、不會有任何改變的,應該獨立於任何事物而均勻地流逝。
均勻流逝很好理解,意思就是說時間沒有快慢之分,只能說長短,不能說快慢。而像我們平時說的時間過得好快呀!這裡的快只不過是一個形容詞,我們內心深處其實和牛頓的理解是一樣的,時間對於每個人而言都是一樣的,都在均勻的流逝,老天爺並不會給任何人多哪怕1秒鐘的時間!
時間應該獨立於任何事物之外均勻的流逝與其他任何事物都沒有關係,這裡我們來簡單理解一下他的意思,就比如說第一次世界大戰用了4年時間,如果沒有第一次世界大戰這四年時間也會均勻的流逝,時間不會因為任何事物或事件而停止流逝,時間是獨立存在的!
那麼時間是絕對的怎麼理解呢?牛頓認為宇宙中存在著統一的時間,獨立於任何事物之外,同等地出現在任何地方。我們所用的年、月、日只不過是對絕對時間的一種描述、度量和體現,牛頓把它們稱之為相對時間,我們規定了年、月、日之後,就有了相對時間,這樣我們才能感覺到時間的流逝以及對絕對時間進行量化!
什麼是時間?時間的作用是什麼?時間就是使物體的運動成為可以度量的工具!我們對機械運動的描述是:如果一個物體的位置隨著時間發生了變化,它就是運動的,沒有發生變化就是靜止的,也說明了這一點!時間具有連續單向均勻流逝以及不可逆性,時間是用來描述一個物體在運動過程中運動的先後順序的,因為物體的運動是連續的,所以時間的流逝也是連續的!
牛頓對於空間的理解
空間是獨立於事物之外絕對存在的,牛頓認為的絕對空間滿足歐幾裡得的三位歐式空間!他認為空間應該是獨立於事物之外而絕對存在的,跟外界事物沒有任何的關係,空間應該是永遠均勻的也是不動的。
空間就像一個容器可以盛放蘋果一樣,哪怕沒有蘋果,容器還是在的,我們還可以用來盛放香蕉,也就是說,沒有事物空間是存在的,但是沒有容器,不管是蘋果還是香蕉都沒有地方放,也就是說,沒有空間,事物是不存在的!空間為物質的運動提供了場所!
牛頓所認為的空間跟我們理解的容器還有一點不一樣的地方,那就是牛頓認為空間是永遠均勻存在並且不能移動的,而我們假設的容器它是可以移動的。
牛頓甚至還專門設計了一個著名的「水桶實驗」來證明絕對空間的存在。
相對空間跟相對時間一樣,有了相對時間我們就能描述和感受絕對時間,那麼絕對空間又該如何來表現呢?當然也是通過我們的感覺來體現的,我們通過物體所在的位置就可以感受到空間的存在,牛頓認為相對空間指的就是人們憑藉生活經驗所感受到的空間,它是對絕對空間的度量!
以上就是牛頓所認為的絕對時空觀,他認為時間和空間都是可以脫離了物質而獨立存在的,強調了時間和空間的客觀存在性,認為時間和空間彼此獨立存在,並且不受物質運動的影響。
雖然在現在我們知道了愛因斯坦的相對時空觀,但我們不得承認牛頓的絕對時空觀非常符合我們的實際生活經驗,也符合宏觀、低速條件下的物理學理論體系,相對時空觀也是在絕對時空觀的思想基礎上發展起來的,所以說,科學一定是在不斷地發展和完善當中逐漸走向成熟的!