時(shí)間和空間是否有客觀性

時(shí)間和空間是否有客觀性袁高福牛頓認(rèn)為時(shí)間和空間是客觀絕對(duì)的，與觀測者的測量無關(guān)。愛因斯坦認(rèn)為時(shí)間和空間是相對(duì)的，與觀測者的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。觀測者因?yàn)楦咚龠\(yùn)動(dòng)影響到他對(duì)時(shí)間和空間的測量值改變，但并不能改變時(shí)間和空間的真實(shí)存在，這只能說明觀測者因?yàn)楦咚龠\(yùn)動(dòng)使他對(duì)時(shí)間和空間的測量產(chǎn)生了偏差，并不能由此認(rèn)為時(shí)間和空間是相對(duì)的而否定時(shí)間和空間的客觀性。觀測者在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，他對(duì)時(shí)間和空間的測量會(huì)產(chǎn)生偏差，這是他在高速運(yùn)動(dòng)中借助光來測量導(dǎo)致的。光在較大尺度上是一種波，具有波的性質(zhì)，使光速總保持不變，借助光就不能獲得完全可靠的信息來進(jìn)行探測。在觀測者作高速運(yùn)動(dòng)時(shí)借助光波來進(jìn)行時(shí)空探測，如果直接利用探測得到的測量值，就會(huì)形成背離時(shí)空本身存在的結(jié)論。先來談一下為什么光速恒定不變，這是借助光來探測宏觀世界會(huì)導(dǎo)致謬誤的根本原因。我們知道，在較大尺度上看，光是一種波（而在很微小的尺度上看，光是一種粒子）。那作為光波，它同其它各種波一樣，都具有多普勒效應(yīng)，即觀測者快速趨向波源或快速遠(yuǎn)離波源，會(huì)改變波的波長和頻率，但不會(huì)改變波速。在同一種介質(zhì)中相同溫度下（其它情況也控制為相同）測聲速，無論觀測者如何運(yùn)動(dòng)或者聲源如何運(yùn)動(dòng)，我們會(huì)聽到聲波的音調(diào)改變（由頻率改變導(dǎo)致），同時(shí)聲波的波長也要作相應(yīng)改變，但是聲速不變。在真空之中，光速c=λf，即等于光波的波長和頻率的乘積，當(dāng)觀測者相對(duì)于光源快速運(yùn)動(dòng)或者光源相對(duì)于觀測者快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，光波的波長λ和頻率f同時(shí)相應(yīng)改變，但其波長和頻率的乘積不變，光速不變。所以光速不變并不玄奧，這只是波具有的性質(zhì)。在借助光進(jìn)行宏觀空間探測相隔很遠(yuǎn)的兩地A、B同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件（可以看作兩處同時(shí)閃光）時(shí)，只有在觀測者和發(fā)生事件的A、B兩地沒有相對(duì)速度情況下，才能測定兩個(gè)事件（兩處閃光）同時(shí)發(fā)生，但是在觀測者從A到B運(yùn)動(dòng)速度接近光速的情況下，借助光來觀測，受光速不變的影響，就會(huì)得到兩個(gè)事件沒有同時(shí)發(fā)生的違背客觀事實(shí)的結(jié)論。同樣，受光速不變的影響，在測量很遙遠(yuǎn)的兩個(gè)觀測點(diǎn)A和B之間的距離時(shí)，在觀測者從A到B作接近光速的高速運(yùn)動(dòng)情況下，會(huì)測得兩個(gè)觀測點(diǎn)之間的測量距離小于真實(shí)距離（即長度變短）；在測量同一地點(diǎn)的兩個(gè)事件發(fā)生時(shí)間之間的間隔時(shí)，會(huì)測得同一地點(diǎn)的兩個(gè)事件發(fā)生時(shí)間之間的間隔小于真實(shí)時(shí)間間隔（即時(shí)間變慢）。這是愛因斯坦狹義相對(duì)論利用洛倫茲變換推導(dǎo)出的兩個(gè)重要結(jié)論。這兩個(gè)結(jié)論使我們錯(cuò)誤地認(rèn)為時(shí)間和空間沒有客觀性，而是與觀測者的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，其實(shí)即使沒有觀測者，時(shí)間和空間同樣一直都是客觀存在的，與有無觀測者及以與觀測者作任何運(yùn)動(dòng)都沒有關(guān)系，這兩個(gè)結(jié)論只能說明在高速運(yùn)動(dòng)情況下測量時(shí)間和空間會(huì)導(dǎo)致很大的偏差。其實(shí)這兩個(gè)結(jié)論互為因果：當(dāng)觀測者以接近光速的速度從相隔遙遠(yuǎn)的A地到B地時(shí)，按照觀測者的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算，從A地到B地應(yīng)該需要很長的時(shí)間，觀測者覺得少用了時(shí)間，隨著他用自己的運(yùn)動(dòng)速度和變少的運(yùn)動(dòng)時(shí)間來計(jì)算，得知A地到B地的距離長度變短了；如果觀測者先測得A地到B地的距離長度變短，用這變短的距離和他自己的運(yùn)動(dòng)速度，也可以計(jì)算出所用時(shí)間少于他感覺到實(shí)際所用的時(shí)間，覺得計(jì)算的時(shí)間變慢。但事實(shí)是，A地到B地的距離仍然是那樣長，從A地到B地所用的時(shí)間仍然是那樣多，只是借助光速不變的光來測量計(jì)算導(dǎo)致了極大的偏差。愛因斯坦的發(fā)現(xiàn)，揭示了運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)時(shí)間和空間的測量結(jié)果產(chǎn)生影響并帶來很大偏差，在對(duì)宏觀世界探測時(shí)必須要注意到這種影響且對(duì)測量結(jié)果加以修正，才會(huì)得到盡可能準(zhǔn)確的測量值