2023年4月17日发(作者：公司会议)比较经典时空观与现代时空观的区别,. 一,:纵观人类文明,时空观大致经历了三个时期: 1 时
空观的变革历程古老"天圆地方"的平直时空观; 2 以"经典力学"为理论基础的绝对时空观; 3
以"光速不变"为理论基础上的相对论时空观; 其中,目前人们公认的在科学史上比较有影响
的是牛顿的绝对时空观(即经典时 空观)和爱因斯坦的相对论时空观(即现代时空观) .下面首
先在经典时空 观向现代时空观的变革中比较二者的区别
经典时空观
: 李白诗句有云:天地者万物之逆旅,光阴者百代之过客.他便把时间与空间 看
作是两个互不关联的概念.在李白之前和之后,许多人也持和他一样的观点大麻危害
— —绝对时空观.
在中国,后期墨家提出了"宇","久"作为空间,时间概念, 并认识到空间,时间与具体实物运动的
一定联系及空间与时间的一定联系.在西 方,古希腊德谟克利特认为空间是物质运动的条件,
亚里士多德用"地点"武术文化
概念 来表示空间, 认为时间是连续的. 近代时空观是在自然科学发展
的基础上形成的, 哥白尼的日心说指出地球的运动不会红烧香芋
破坏地球上的自然秩序,大班体育游戏
这一见解是
揭示空 间均匀性的重大的步骤.由于地球是运动的,地面上物体的运动并不是指向宇宙 中某
一不动的地点,而是指向地球.这样相对运动的观点便呈现aqjypt
出来. 伽利略 对哥白尼体系作了
科学的论证,它认为,因为物体运动的相对性,所以描述物体 运动是必须选定一个对比物,物理
学称为参考物,并提出了"力学相对性原理", 指出力学规律在所有的惯性系中都相同, 并且
给出了两个惯性系之间的时空坐标 的变换关系.牛顿总结了前人的成就,建立了牛顿力学的
理论体系.这个理论体系集中的反映了牛顿的时空观,牛顿的时空观的主要观点是: 1 承认时
间,空间客观存在; 2 时间和空间与物质及其运动无关. 时间坐标系和空间坐标系是完全脱离
物质而独立存在的;时间间隔与空间间隔在不同的惯性系中保持不变唯美星空壁纸
;即时间,空 间观念与物
质运动状态无关; 3 时间和空间彼此无关,各自独立存在. 自从十七世纪以来,牛顿力学不断
发展并取得了巨大的成就,以牛顿力学为 基础建立了天体力学,应用力学等等,从地面上的各
种物体的运动,各种现代化 交通工具及天体的运动,都服从牛顿力学的规律,这些充分的说明
了牛顿力学规 律的正确性. 十九世纪末,以牛顿力学为基础的经典物理理论,在解释新实验
事实时遇到 了困难. 现代时空观: 电磁理论的发展和十九世纪中叶麦克斯韦方程建立后,
绝对时空观面临着严 峻的局面.按麦氏方程中存在的常数 c,表明电磁波或光在真空中沿各
个方向均 以不变的速度 c 传播,这与伽利略相对性原理发生了矛盾.因为据绝对时空观的
经典速度合成定理,在不同惯性系中,光的传播速度不应在各个方向均相同.似 乎只有在某一
特殊参考系中,麦氏方程才取标准形式,光才在各个方向上均以 c 传播.人们曾引入"以太"假
设,认为"以太"充满宇宙空间并绝对静止,光是"以太" 介质中的波动.相应于"以太"的惯性系
就是那个特殊参考系.这样,"以太"就充 当了"绝对空间"的角色.通过测定物体相对于"以太"
的"绝对运动"所引起的"以太 风"就可期望找到"以太".然而,尽管人们赋予"以太"各种各样光
怪陆离的性质, 仍难自圆其说.且反复实验的结果都是否定的,根本发现不了"以太风".相反却
证明了在任何惯性系中光速都是不变的.1887 年的迈克尔孙——莫雷实验可看 作否定"以
太"的判决性实验,这使得牛顿绝对时空观遇到了根本性的困难. 1905 年,爱因斯坦创立狭义
相对论.提出了两条基本假设: 1)相对性原理:物理规律在所有的惯性系中都可以表示为相同
的形式. 2)光速不变原理:真空中的光速相对于任何惯性系沿任一方向恒为 c, 并与光 源运
动无关. 这两条原理构成狭义相对论的基础,且从本质上改变了牛顿绝对时空观.既 然按相
对性原理, 一切物理规律在任何惯性系中都相同, 一切惯性系都是平权的, 没有哪个惯性系
更优越,这就使绝对空间的概念失去了意义.绝对时空观实际上 包含着这样一个假定:存在信
号传播的无限大速度,物质的相互作用是一种"瞬 时超距作用".所以存在"绝对时间".爱因斯
坦摒弃了"以太"观点,取消了无限大 速度的溉念,认为真空中的光速 c 是信号传播的极限速
度,这就动摇了绝对时间 的基础,从而接触到了时间和空间的相对性问题,揭示了空间和时间
之间某种普 遍而新颖的联系,引起人类时空观的变革. 爱因斯坦狭义相对论时空观的基本思
想可概括为: 1同时的相对性:根据狭义相对性原理,惯性系是完全等价的,因此,在同 一个惯
性系中,存在统一的时间,称为同时性,而相对论证明,在不同的惯性系 中,却没有统一的同时
性,也就是两个事件(时空点)在一个关性系内同时,在另 一个惯性系内就可能不同时,这就是
同时的相对性,在惯性系中,同一物理过程 的时间进程是完全相同的,如果用同一物理过程来
度量时间,就可在整个惯性系 中得到统一的时间.在今后的广义相对论中可以知道,非惯性系
中,时空是不均 匀的,也就是说,在同一非惯性系中,没有统一的时间,因此不能建立统一的同
时性. 2 钟慢效应:相对论导出了不同惯性系之间时间进度的关系,发现运动的惯 性系时间进
度慢,这就是所谓的钟慢效应.可以通俗的理解为,运动的钟比静止 的钟走得慢,而且,运动速
度越快,钟走的越慢,接近光速时,钟就几乎停止了. 3 尺缩效应:尺子的长度就是在一惯性系中
"同时"得到的两个端点的坐标值 的差.由于"同时"的相对性,不同惯性系中测量的长度也不
同.相对论证明,在 尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短,这就是所谓的尺缩效应,当速
度接 近光速时,尺子缩成一个点.. 二是引力使光线弯曲, 因为光在运动时有质量,所以也受
到万有引力作用,因此光线在地球或太阳附近 发生了弯曲,这可以通过日全食时对隐藏在太
阳后面星体的观测得到证明.黑洞 也是光线弯曲或受到引力作用的一个证明.三是引力使空
间发生弯曲,质量大的 天体使光线弯曲,光在空间弯曲的部分也是直线行进,其结果就是在大
质量的天 体附近空间发生了弯曲,或者说整个宇宙是一个卷曲的空间.四是引力使时间流 动
变慢,引力越强,时间流动的越慢,在引力特别强的黑洞附近的天体,离它越 近,时间流动越慢.
如果行进到黑洞视界,时间甚到会停止.与狭义相对论不同 的是,在引力强的地点,时间流动不
是相对变慢,而是必然耶律阿保机
变慢,这一点在全球 定位系统的运行中,已经得到了证明,且科学家们如
果不去修正由于引力变化引 起的时钟效益,卫星系统定位就不会在准确了. 总之,爱因斯坦
狭义相对论的时空观可概括为: 1 两个时间在不同的惯性系看来,它们的空间关系是相对的,
时间关系也是 相对的,时—空不互相独立,而是不可分割的整体,只有将空间和时间联系在一
起才有意义; 2 有物质才有空间和时间,空间和时间与物质运动状态有关;
相对论的主要内容
相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由爱因斯坦(Albert Einstein)创立，分为
狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论)。相对论的基本假设是光速不变原理，
相对性原理林允儿吻戏
和等效原理。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。奠定了经典物
理学基础的经典力学，不适用于高速运动的物体和微观条件下的物体。相对论解决了高速
运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论极大的改变了人类对宇宙和
自然的“常识性”观念，提出了“同时的相对性”，“四维时空”“弯曲空间”等全新的概念
狭义相对论：
狭义相对论，是只限于讨论惯性系情况的相对论。牛顿时空观认为空间是平
直的、各向同性的和各点同性的的三维空间，时间是独立于空间的单独一维（因而也是绝对
的）。狭义相对论认为空间和时间并不相互独立，而是一个统一的四维时空整体，并不存在
绝对的空间和时间。在狭义相对论中，整个时空仍然是平直的、各向同性的和各点同性的，
这是一种对应于“全局惯性系”的理想状况。狭义相对论将真空中光速为常数作为基本假设，
结合狭pdf转dwg
义相对性原理和上述时空的性质可以推出洛仑兹变换。
广义相对论是爱因斯坦发表的理论。爱因斯坦提出“等效原理”，即引力和惯性力是等效的。
这一原理建立在引力质量与惯性质量的等价性上根据等效原理，爱因斯坦把狭义相对性原理
推广为广义相对性原理，即物理定律的形式在一切参考系都是不变的。物体的运动方程即该
参考系中的测地线方程。测地线方程与物体自身故有性质无关，只取决于时空局域几何性质。
而引力正是时空局域几何性质的表现。物质质量的存在会造成时空的弯曲，在弯曲的时空中，
物体仍然顺着最短距离进行运动(即沿着测地线运动——在欧氏空间中即是直线运动)，如地
球在太阳造成的弯曲时空中的测地线运动，实际是绕着太阳转，造成引力作用效应个性手机铃声
。正如在
弯曲的地球表面上，如果以直线运动，实际是绕着地球表面的大圆走
相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由爱因斯坦创立，分为狭义相对论(特殊相对论)
和广义相对论(一般相对论)。相对论的基本假设是光速不变原理，相对性原理和等效原理。
相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。奠定了经典物理学基础的经典力学，不适
用于高速运动的物体和微观条件下的物体。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微
观亚原子条件下的问题。相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“同
时的相对性”，“四维时空”“弯曲空间”等全新的概念。
