比如,空气是气球?的物理背景,没有空气的存在,气球就会爆炸?,气球就无法飘到空中 。而且,正是空气的存在,限制?了气球的运动,会对气球产生阻力 。实际上,我们的宇宙是一个有机的系统,是一种由离散的物理背景即空间和聚集的物理对象即物质共同构成的系统 。这就好比是大海?和海水泛起的泡沫,它们共同构成了一个水的世界 。
作为物理背景的空间,水是由离散的水分子构成的,空气则是由离散的气体(氮气和氧气等)分子构成的 。它们分别对鱼?和鸟?产生较大的影响 。由于我们的宇宙是一个具体的事物 。因此,构成宇宙的粒子,一定是不可再分的最小粒子 。否则的话,宇宙就是由无构成的了 。对此,我们将该最小粒子命名为量子 。于是,宇宙的最为基本的物理背景,就是由无数个离散的量子构成的量子空间 。
这也是为什么,在我们的宇宙中,存在着微波背景辐射温度的原因(量子的热运动) 。所以,在宇宙中的任何物体,都会受到量子空间的束缚与限制 。只是,由于量子的细小,对于低速的宏观物体来说,量子空间对其的约束是微不足道的 。这也是为什么,经典力学是一个忽略了空间效应的一维理想的物理理论 。然而,当人类的认识扩展至高速领域、宇观领域和微观领域,量子空间的影响便在各种不同的极限情况下显现了出来 。
比如,物体的运动在高速时受到了限制,不能超过量子空间的传播速度,即物体的运动速度无法达到光速;比如,包括光子在内的所有物体的运动,都会受到量子空间不对称的影响,从而改变了它们的运动轨迹,产生光线弯曲现象;比如,当粒子的半径远小于空间量子的间距时,该粒子就会受到空间量子的不对称碰撞,产生无规运动 。这就是为什么,所有的微观粒子都具有波动性的原因 。
上述三个现象,仅靠对物体本身的认识,是无法理解的 。这也是为什么,经典力学在新的领域失效的原因 。狭义相对论、广义相对论和量子力学分别是描述这三个不同领域新的物理现象的唯象型理论 。它们分别建立了这些现象的外在联系,为日后构建一个具有统一物理机制的理论奠定了基础 。总之,对于现实世界而言,空间是由离散的粒子构成的物理背景 。
什么是空间?空间的本质是什么?
感谢邀请 。关于什么是空间,空间的本质是什么,一定是可以有答案的,而不是不可知的 。先看看物理学怎么说 。《不列颠百科全书》的严肃性,被世界所公认 。这部书收录了物理学关于“空间”的定义——“space,空间,无限的三维范围,在此范围内,物体存在,事件发生,且均有相对的位置和方向 。”这段话包含了如下含义——空间是客观的,不是主观臆想的,也不是哪个神随意创造的;空间是物体存在和与之相关的“事件”发生的场所;空间是可以测量的,因为物体和事件都有相对的位置和方向;空间是三维的 。
其实,任何一本严肃的物理学课本及论著,都是这样定义空间的 。可能有人会说,不对,空间不止三维,还有更多维的空间,可以达到10多维 。问答里也有这样的题目 。不好意思 。所谓“多维空间”,都是理论的抽象空间——并不真实存在 。严格来说,这种“多维空间”称为“相空间”,英语是phase space 。其为经典系综理论中为了描述系统的微观运动状态而引入的基本概念 。
最早,“相空间”概念是由美国物理学家J.W.吉布斯在1902年提出的 。相空间中的一点,称为相点,代表系统的一种可能的运动状态 。随着系统运动状态的改变,相点在相空间中描绘出一条轨迹 。这里的相,是指运动状态 。重要的事情说三遍——超过三维的多维空间在现实世界并不存在,………;……… 。除了物理学中的空间,还有别的空间吗?有,比如哲学上的空间 。
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