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目前物理学对‘时-空是什么？’的回答
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目前物理学对‘时-空是什么？’的回答
（物理学上的时间与空间1）
时-空是什么？这一问题不仅是物理学上仍在继续深入研究的问题，也是哲学上经常讨论的热门问题。哲学对时间及空间的本质的看法大致主要有三种论述：1、时空实体论，认为时间和空间是不依赖于任何物质系统而独立存在的实体；2、时空关系论，认为时间和空间都是事物之间的关系而不是独立的存在；3、存在形式论，认为时间和空间既不是独立存在的实体也不是诸物质之间的关系，而是运动物质的存在形式。我们不打算详细讨论这些哲学看法，只是指出，它们分别反映了时间及空间实质的某些方面，但反映得都不全面。特别是，哲学上对时间和空间的理解同物理学上对时间和空间的理解存在着事实根据以及理论根据上的差异。在物理学上，与时间和空间有关的一些概念，或者建立在实验事实的基础上，或者虽然出自假设，其推论必须而且也可以通过实验验证；而在哲学上，与时间和空间有关的一些概念，则可以建立在无实验事实根据的假设上，这些假设的推论可以不必通过实验验证甚至无法进行实验验证。
我们要强调一下，本博今后对时-空的讨论只限于物理学上所指的时间和空间，而不讨论哲学上所指的时间和空间。因之，对与哲学上所指的时间和空间有关之问题，也恕不回答。
时-空是什么？在目前，物理学大致可以这样粗略地回答：时-空是自然界中已发生和可能发生的全部事件之时-空位置的集合，表征这个集合的数学模型是个具有度规和联络的微分流形，可称为时-空流形。这一用数学模型来表达的说法虽然比较抽象，却比较严格；特别是，由这个数学模型可以导出一些数学公式，它的推论可通过实验来验证。这些问题，以后我们将陆续谈到。
上面所述物理学对‘时-空是什么？’的回答中，我们加了一个定语‘在目前’，其意思是强调，这个说法只是‘目前’物理学的说法。物理学对时-空的理解仍在不断的发展，例如，时-空是否量子化？量子引力理论中的时-空与非量子化的时-空有何不同？这些问题仍在深入研究，目前尚未得出公认的结论。以后的物理学对时-空的理解有可能与现在的物理学对时-空的理解不相同。可是在目前，牛顿力学理论、狭义相对论、广义相对论、有挠引力理论、非相对论性量子力学、非引力的量子场论等现有的理论中，所涉及的时-空都是非量子化的时-空，适合上述物理学对‘时-空是什么？’的回答。本博今后的讨论除偶尔提及量子化的时-空外，也主要限于适合上述回答的非量子化的时-空。
https://wap.sciencenet.cn/blog-71626-380220.html
上一篇：难以理解的一些做法
下一篇：事件、时-空流形及其图示
（物理学上的时间与空间1）
时-空是什么？这一问题不仅是物理学上仍在继续深入研究的问题，也是哲学上经常讨论的热门问题。哲学对时间及空间的本质的看法大致主要有三种论述：1、时空实体论，认为时间和空间是不依赖于任何物质系统而独立存在的实体；2、时空关系论，认为时间和空间都是事物之间的关系而不是独立的存在；3、存在形式论，认为时间和空间既不是独立存在的实体也不是诸物质之间的关系，而是运动物质的存在形式。我们不打算详细讨论这些哲学看法，只是指出，它们分别反映了时间及空间实质的某些方面，但反映得都不全面。特别是，哲学上对时间和空间的理解同物理学上对时间和空间的理解存在着事实根据以及理论根据上的差异。在物理学上，与时间和空间有关的一些概念，或者建立在实验事实的基础上，或者虽然出自假设，其推论必须而且也可以通过实验验证；而在哲学上，与时间和空间有关的一些概念，则可以建立在无实验事实根据的假设上，这些假设的推论可以不必通过实验验证甚至无法进行实验验证。
我们要强调一下，本博今后对时-空的讨论只限于物理学上所指的时间和空间，而不讨论哲学上所指的时间和空间。因之，对与哲学上所指的时间和空间有关之问题，也恕不回答。
时-空是什么？在目前，物理学大致可以这样粗略地回答：时-空是自然界中已发生和可能发生的全部事件之时-空位置的集合，表征这个集合的数学模型是个具有度规和联络的微分流形，可称为时-空流形。这一用数学模型来表达的说法虽然比较抽象，却比较严格；特别是，由这个数学模型可以导出一些数学公式，它的推论可通过实验来验证。这些问题，以后我们将陆续谈到。
上面所述物理学对‘时-空是什么？’的回答中，我们加了一个定语‘在目前’，其意思是强调，这个说法只是‘目前’物理学的说法。物理学对时-空的理解仍在不断的发展，例如，时-空是否量子化？量子引力理论中的时-空与非量子化的时-空有何不同？这些问题仍在深入研究，目前尚未得出公认的结论。以后的物理学对时-空的理解有可能与现在的物理学对时-空的理解不相同。可是在目前，牛顿力学理论、狭义相对论、广义相对论、有挠引力理论、非相对论性量子力学、非引力的量子场论等现有的理论中，所涉及的时-空都是非量子化的时-空，适合上述物理学对‘时-空是什么？’的回答。本博今后的讨论除偶尔提及量子化的时-空外，也主要限于适合上述回答的非量子化的时-空。
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