
当我们仰望星空,总有种想去畅游宇宙的冲动。在数千年以前七台河防火门胶,人类的先行者与我们样,也有着个畅游宇宙的梦想,脑海中的“时空观念”在不断地颠覆与重建。
这到底是怎么回事呢?还得从史诗巨著《几何原本》说起。
《几何原本》是古希腊数学欧几里得创作的部数学著作,成书于公元前300年左右。
用定义提出了点、线、面、圆和平行线的原始概念,提出了5个公设。
《几何原本》开创了用“公理演绎”建立数学体系的先河,将此前的散的几何现象构成了完整的逻辑体系。
明代数学徐光启对《几何原本》给予了的评价:“每个人都应该学习几何原本,如果能精通它,那么这个世界上的所有学问,没有不能精通的。”
在《几何原本》中,至四条公设被认为是确切的,但是五公设却令人感到困惑,因为它看起来像个“定理”,而不像是个不证自明的“公设”。
从古希腊时代到近代,许多数学尝试用至四公设来证明五公设,都以失败告终。
在这漫长的岁月中,数学们付出了巨大努力不但没有成功地将五公设降为定理,反而催生出了种崭新的几何学体系——非欧几何学。
在这种“非欧几何”体系中, 的是罗巴切夫斯基的“双曲几何”和黎曼的“椭圆几何”。
在“罗氏几何”中,“三角形内角和”小于180度。而在“黎曼几何”中,“三角形的内角和”大于180度。
至此,“欧氏几何”完成了几何“非欧化”的华丽转身,在人类头脑中长期以来形成的“平直空间”次被颠覆。
在“非欧几何”诞生之前的牛顿时代七台河防火门胶,“几何原本”所构造的“平直空间”已在人们的观念中根蒂固。
牛顿不但仿照《几何原本》的“公理化体系”架构完成了另部史诗巨著《自然哲学的数学原理》的写作,他所描述的空间也是“几何原本”所构造的“平直空间”,属于经典的“对时空观”。
空间处处均匀,永不移动。
而时间立于空间,且单向均匀地流逝。
因斯坦的“狭义相对论”问世,其所创建的“时空观”虽然依然基于“欧氏几何”的“平直空间”,但是与牛顿的“对时空观”已经有了显著的区别。
在牛顿的“对时空观”中,时间与空间是“对”的,与观测者的运动状态关,并且时间与空间是相互立的 。
而在“狭义相对论”中,因斯坦否定了这个观点。他认为时间与空间是相对的,在惯系变换下,它们都可能改变。
而且,时间与空间是不可分割的整体,万能胶厂家它们起构成的“时空间隔”在惯系变换下是不变的。
然而,虽然“狭义相对论”对牛顿的“对时空观”有所改进与发展,但是依然遇到了两大严重的难题:
、“惯系本身”法被定义。
二、“万有引力定律”法纳入“狭义相对论”的框架。
为了解决这两大难题,因斯坦创立了“广义相对论”。
“广义相对论”显著的特点是把“引力场”等成“时空的弯曲",而这灵感,直接来源于“非欧几何”。
“广义相对论”认为,在“任意参考系”内存在引力,引力引起“时空弯曲”。
这种区别于“欧氏几何”的“时空弯曲”,只有“非欧几何”中的“黎曼空间”为适。
而造成“非欧几何”中“空间”不平坦的根本原因是引力所造成的结果。
至此,“相对论”对人们的“时空观念”再次造成了颠覆。
然而在今天,时空观念的颠覆仍然在继续。
随着科学的进步发展,在今天,“量子力学”与“广义相对论”构成了现代物理学的两大支柱。
然而这两大支柱之间,有着不可调和的矛盾:它们的基础框架在根本上是不兼容的。
“广义相对论”所描述的宏观世界是“确定”的,而量子力学所描述的微观世界是“不确定的”。
在黑洞中心和宇宙爆炸的“奇点”处,广义相对论认为,物质落入黑洞后,其信息对于外部宇宙而言就永远消失了。
但是,“量子力学”认为信息是守恒的,不可能被摧毁。
所以问题来了,信息到底是被摧毁了还是被保留了?这给科学们带来了难以解决的困惑。
虽然现代大多数观点倾向于信息会被保留,但缺乏个有力的“量子引力理论”来解释这切。
总的来说,“量子力学”与“广义相对论”的矛盾是关于时空本质的根本冲突,为了解决这难题,人们发明了“弦理论”。
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然而,“弦理论”以及形式的“弦理论”所需要的时空模型在使用现有的“欧氏空间”或“非欧空间”时,遇到了困难。
这个困难主要体现在,当“弦理论”试图统量子力学与广义相对论时,需要存在个预先设定的“时空背景”。
这个预设的“时空背景”是如何起源的?
人们虽然至今法回答这个问题,但是人们却发现了个几乎为“弦理论”量身造的“空间模型”——“卡丘空间”。
“卡丘空间”描述的是个蜷缩的“六维空间”模型。
这数学成果为“弦理论”提供了关键的空间模型,解决了粒子物理中“真空矢量场物质质量为”的些困难,证实了“封闭物质场”中“引力波动量”的存在。
其的“波动量程”揭示了“矢量场能量动态特征”。
目前已发现的25种“卡丘空间”的构造,均满足“弦理论”的需求。
以“卡丘空间”为时空背景的“弦理论”,是目前被认为有希望统“量子力学”与“广义相对论”的前沿理论。
至此,人类脑海中的“时空观念”再次被颠覆。
随着人类科技的发展,或许将来人类可以实现“星际旅游”的梦想。
那么可以想象七台河防火门胶,现有的“时间观念”,将面临着为剧烈的颠覆与重建。
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