8、时空的相对性与绝对性原理

2024年3月11日发(作者：春节新鲜事)

8、时空的相对性与绝对性原理

问题导引：牛顿的绝对时间和空间与爱因斯坦的相对时间和空间之间存在什么关系？

以太观念并没有死掉，它不过是一个还未发现有什么用处的观念，只要基本问题仍未

得到解决，必须记住这里还有一种可能性。─狄拉克

在时间观念上，作为现代物理学两大支柱的相对论和量子力学一直存在着抵触。量子

力学在绝对意义上使用时间的概念，而相对论认为这是不允许的。正如狄拉克所说：“这里

我们就碰到了巨大困难的开头。……这个抵触是最近四十年来物理学的主要问题。” 【3】

按照Einstein的想法，不能说相对论提供了详尽的世界图景，它只是提供了这幅图景所应

当服从的某些要求，而且没有指明空间与时间的本质及区别。因此相对论本身并不是一个

理论，而是对物理学理论的一个要求，空间与时间应当是绝对性与相对性的统一。

相对空间、相对时间、相对space-time是绝对空间、绝对时间、绝对space-time的

表现形式【1】。绝对space-time由相对space-time组成，无穷个相对space-time组成

绝对space-time，在研究两个物体的相互作用时，可以把第三个物体激发的相对

space-time作为绝对space-time（此时绝对空间并不均匀，绝对时间流速也不均匀）。这

一点类似于地理学中的高度都是相对的，但是若以海平面为基准，则可以成为绝对高度。

地方时是相对的，但是倘若规定一个标准，则可以认为是绝对的，例如中国的北京时间。

根据这一观点可知广义相对论的正确，例如不是物质存在于空间、时间中，而是物质

具有空间和时间的广延性，当一个物体消失时，它所激发的相对space-time消失，但是

绝对space-time依然存在。因此绝对时空有宇宙中所有的场——相对时空组成，真空是

绝对space-time，Newton的绝对space-time观有其正确性的一面，因此Einstein认为

场论未能成功地提供整个物理学的基础。Einstein的相对space-time观与Newton 的绝

对space-time观分别看到了问题的一个方面，有一定的局限性，因此应正确理解

space-time的绝对性与相对性的辩证关系。广义相对论中的以太其实就是绝对时空，一个

物体在宇宙中其它物体激发的相对时空的总和——绝对时空中总是沿着短程线在运动。

在宇宙的展现过程中，相对空间与绝对空间各司其职，两者对事物的作用以绝对空间

为主，以相对空间为辅，尤其在低速世界中是这样。因为物质对space-time结构的影响

极其微弱，只有在具有大引力质量的天体的周围才能找到。弯曲space-time中的

space-time流形坐标的意义，是长期困扰相对论理论的最基本的问题之一。如果区分两类

space-time坐标，一类不能与直接测量相联系，纯属数学描述引入的space-time坐标，

另一类能与直接测量相联系的space-time坐标。【2】笔者认为前者应当是绝对space-time

坐标，后者应当为相对space-time坐标。

一般认为：相对论时空观已经否定了绝对时空观。其实，它们是二种不同性质的时空

观，具有一定的互补性：前者弥补了后者在定量上的不足；而只有在后者的基础上才能说

明前者的物理机制。绝对时空观认为，时间和长度的标准都是不变的，可以用一个标准，

去统一地衡量整个世界，这为时空关系的相互比对提供了一个统一的平台。不过，在现实

中，总是用实物工具，如时钟、尺、某种波长的光等，来衡量时间和长度，而这些实物工

具都会随着环境（温度、速度、引力势等等）的不同而变化，不存在绝对不变的衡量时间

和长度的工具。因此，在绝对时空观与测量数据之间总会存在着一定的差异，它是由现实

的时空标准的可变性造成的。目前，最精确的时间和长度的标准是根据光来定义的，在这

里，认定光速不变，这与相对论一致。可见相对论是一种以光作为时空测量工具的定量理

论，它认为时空本身是会变化的。但是，站在绝对时空观的立场上来看，这种变化不是时

空本身的变化，而只是衡量工具，即现实的时空标准的变化——狭义相对论反映了时空标

准随运动速度的变化；广义相对论反映了时空标准随引力势的变化。因此，情况看来是这