序 言 - USTC, ICTS.ppt

柏拉图 时间是“永恒”的映象； 时间是“永恒”的动态相似物； 时间不停地流逝，模仿着“永恒”； 时间无始无终，循环流逝。 （36000年一个周期） 亚历士多德 时间是运动的计数； 时间是运动持续的量度； 时间是循环的。 （时间的出现，使运动的测量成为可能， 使我们可以区分快、慢和静止） 2.中国古代的时间观 子在川上曰：“逝者如斯夫！不舍昼夜。” 孔子《论语·子罕》（公元前五百多年） 时间有周期，但不是简单的重复、循环，而是螺旋形发展。 年年岁岁花相似， 岁岁年年人不同。 刘庭芝《代悲白头吟》（唐） 一曲新词酒一杯， 去年天气旧亭台，（循环的相似） 夕阳西下几时回。（时间不停向前） 无可奈何花落去，（万物与时俱进） 似曾相识燕归来，（循环的相似） 小园香径独徘徊。 晏殊《浣溪沙》（宋真宗、仁宗时期） 3.牛顿与莱布尼兹的时间观 牛顿 绝对空间与绝对时间 空间：像空箱子；时间：像河流。 时间与空间无关，时、空与物质、运动也无关。 牛顿用水桶实验论证了存在绝对空间，但未具体论证存在绝对时间。 桶：止 转 转 止 水：止 止 转 转 水桶实验 按照牛顿的观点： 时间是均匀的，有方向的，没有起点和终点的，永远存在的“河流” ，没有涨落也没有波涛。 如果物质消失了，时间和空间还会继续存在。 莱布尼兹 时间和空间都是相对的； 空间是物体和现象有序性的一种表现方式； 时间是相继发生的现象的罗列； 不存在脱离物理实体的时间与空间。 4.时空的维数 约翰·洛克（John Locke） 时间是一维的。 （此前已公认空间是三维的。） 库仑定律支持空间是三维的。 5.爱因斯坦的时空观 爱因斯坦的狭义相对论 时间 能量 空间 动量 时间是相对的，空间也是相对的。时空作为一个整体是绝对的。 能量是相对的，动量也是相对的。能量-动量作为一个整体是绝对的。 爱因斯坦的广义相对论 时间 能量 空间 动量 物质的存在会使时空弯曲，如果没有物质，时空仍然存在，只不过是平坦的。 爱因斯坦晚年的看法 空间-时间未必能看作是可以脱离物质世界的真实客体而独立存在的东西。并不是物体存在于空间中，而是这些物体具有空间广延性。这样看来，“关于一无所有的空间”的概念，就失去了意义。 爱因斯坦《狭义与广义相对论浅说》 第15版说明.1952 从弯曲时空中光信号的线元表达式 （9） 可得： （10） 把（10）代入（8）得到： （11） 用（11）式可沿任一开放的空间路径，把路径上各点的坐标钟调整同步，“同时”被定义为相邻坐标钟的指示相差 但是，由于 一般不是全微分，沿空间闭合路径的积分一般不等于零 （12） 所以，一般不能沿空间闭合路径把坐标钟调整到“同时”。即不能在全时空建立统一的同时面，仅仅在时轴正交系中， （13） 或严格地说，在条件 （14） 下，可以建立统一的同时面。可见，一