从相对论出发谈时空观

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1、从相对论出发浅谈时空观学号：120909109姓名：冷丹摘要：相对论是爱因斯坦二十世纪初的杰作，它的出现表征了时空观的伟大变革。为人类更好认识物质世界做出了卓越的贡献。时空观,就是有关时间和空间的物理性质的认识,时空观同自然科学的发展是密切相关的。科学上的重大变革往往伴随着新时空观的产生,因此可以说时空观的变革是科学上大变革的基本标志。从古代的天圆地方到亚里士多德的宇宙中心论,从亚里士多德的宇宙中心论到牛顿的绝对时空观,从牛顿的绝对时空观到爱因斯坦的相对论时空观,每一次时空观的变革都伴随着科学的重大变革,都是对传统的巨大挑战。从

2、而产生了新的理论,推动了社会和科学的进步。关键字：相对论变革时空观根据爱因斯坦狭义相对论的理论，如果速度不断接近光速，运动的物体将会相对外界而言产生动钟变慢和动尺缩短现象，这个现象已经是被科学证明的现象。根据相对论,速度越快时间就越慢。假如你以99%的光速飞行时，时间延缓得很厉害。在你看来，你的表是正常的。但在地上没有移动的人看来，你的时间变慢了。在你眼里看来，地上的人的时间变快了。当你的速度到达光速时。在地上的人看来你的时间是静止的。在加速，你就超越了光速，发生了所谓的时空逆转，你的表是逆时针转动的，你看到地面上的景象都是已经

3、发生过的历史。但是，这只是理论。因为光速是一切物体的极限速度，根本无法到达光速，但我们可以无限接近光速。在现阶段根据科学研究的成果，没有物质的运动速度超过光速，由于光的速度也是有限的，即30万千米/秒。但是这样的速度在动辄以光年为单位距离的宇宙中也是意义不大。从理论上而言，应当还有超过光速运行的物质，只是现在没有发现而已。于是，科学家们有提出“虫洞理论”，认为　60多年前，爱因斯坦提出了“虫洞”理论。那么，“虫洞”是什么呢？简单地说，“虫洞”是宇宙中的隧道，它能扭曲空间，可以让原本相隔亿万公里的地方近在咫尺。当我们接近光速远离大

4、钟，看到的钟，变慢，当我们以光速远离，看到的钟停止，推论当我们超过光速，将看到钟以前的样子，好像钟在倒退。“一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的。爱因斯坦修改了时间的定义，时间变成了看到的钟显示的数，因此时间才会变慢。通常人们对于相对论的理解，只限定在时光能否倒流。于是越来越多的人幻想能够时空穿越，回到过去的某个时代。实际上爱因斯坦的相对论并没有说时光可以倒流，只是说时间可以变快或变慢。时间的变快或变

5、慢和时光倒流是很不一样的两个概念。我们都知道，在日常生活中，时间永远是指向“未来”的，“过去”一去不复返。也就是说，“时间轴的方向永远指向未来”这一点是不可改变的。即使时间像爱因斯坦相对论中所说的变快或变慢，也只是改变时间的流动“速度”，而不会改变时间的流动方向。如果时光倒流则会改变时间的流动方向。所以，爱因斯坦相对论中所说的时间的变快或变慢和时光倒流是很不一样的两个概念。任何物体的移动速度不可能大于光速，如果超过光速还要按照狭义相对论计算时间会不会逆转问题的话是没有意义的，因为这时候已经超出了相对论的使用范围（其使用条件是光速

6、不可超越），但是根据狭义相对论可以计算出来非常快甚至可以接近光速运动物体。实际上，时间的变快或变慢早已被理论和实践所证明，而到目前为止还没有一种理论能够证明时光倒流的可能。而关于时光倒流也存在许多逻辑上的悖论，比如祖父悖论。就是说，如果一个人能回到过去，杀了自己的祖父，而这时候他的祖母还没有怀上他的父亲，那么他的父亲就无法出生，既然他的父亲无法出生，他自己当然也就无法存在，可是既然连他自己都无法存在，他又怎么能杀了自己的祖父呢？这在逻辑上是说不通的。也就是说时光倒流会造成许多逻辑上的混乱。如果一个人或者一个物体回到过去，则必然会

7、改变历史，而改变历史，则会在逻辑上造成许多自相矛盾之处。这也是物理学界认为时光倒流不可能的原因。当然，在科学界也有一些新兴的理论试图来调和时光倒流在逻辑上的混乱，以使时光倒流成为可能。比如，平行宇宙论。平行宇宙论论认为，当一个人或一个物体回到过去时，它并不是回到他以前所处的那个宇宙，而是来到了他以前所处的那个宇宙之外的另一个平行宇宙的“过去”，所以他对平行宇宙的“过去”的改变不会对他原来所处的宇宙有任何影响。这就调和了逻辑上的混乱。但是，这些理论只不过是想像成分很大的理论而已，没有任何的实践证明。人类对时空的认识是不断发展的。作

8、为现代的科学自然观之重要一翼,相对论时空观内蕴着丰厚的物理意义;随着它的确立和完善,相对论宇宙观、现代物质观也成功地建树。相对性可谓相对论的本质,亦即作为相对论之逻辑前提的相对性原理,其涵义一而再的延拓,不仅使时空理论本身步步深人,而且为构建其他现代物理理论提供