大家好,今天小编来为大家解答以下的问题,关于时间和空间的相对性,时空是相对的怎么理解这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
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一、在相对论中,为什么说时间和空间这两种是相对的
1、相对论之中。曾经解释时间和空间是具有相对性的,这个相对性是从一个相对的角度来说的,绝对性的和相对性的统一就是两者的主要性质,绝对性是指时间几乎具有一去不复返的这种性质,但是相对性就是它的延续速度,发展速度是相对于不同的个体而言而不同的。
2、记得里面举过这样一个例子,如果你是在和自己的爱人谈恋爱,你会觉得时间很快,哪怕是三个小时5个小时,你都觉得很快就过去了,因为快乐的时光总是短暂的,但如果说让你坐在火炉上,你明显能感觉那个温度不断渗透到你的 *** 上面,你就觉得时间过得很慢,不要说三个小时,5个小时就是10秒,20秒你也会觉得时间如此的漫长,其实时间并没有发生变化,只是你所处的环境不同,你感觉到的东西不一样了罢了。
3、时间到底具不具有绝对性,这个目前来说还不能完全的确定,因为真理总是和谬误相互伴随的可能,我们现在所认为的物理学中很多定律是非常对的,在未来的几百年几千年可能会被推翻,从哲学的角度来说,真理被不断的完善,限制它的使用条件,我们现在没有认清楚它完全的使用条件,所以时间到底是如何的空间,到底是如何的,现在有的结论不见得是对的。只能说我们现在的物理学框架体系之下,对于时间空间的理解算是一个正常的状态。
4、自古以来关于时间关于空间的疑惑就没有停止过,也一直以来都有人对这个东西感兴趣,但是无论是优秀的物理学家还是那些哲学家,没有人真能明能明白时间和空间到底是个什么东西,所以呢,可能需要我们几千年乃至更久之后,我们才能逐渐去接触时间,接触空间这些世界本源中最本质的东西。
二、为什么时间与空间具有绝对性与相对性
时间和空间的绝对性是指它的客观性和普遍性.时间和空间作为运动着的物质的存在形式,是不依赖于人的意识而存在的;任何物质都存在于时间和空间之中,无一例外.这就表明,时间和空间的存在是无条件的,绝对的.物质及其运动的绝对性决定了时间和空间的绝对性.
时间和空间的相对性是指时间和空间的具体特性的条件性和可变性.这主要表现在两个方面:
首先,时间和空间的具体特性随着物质形态的不同而不同.其次,时间和空间具体特性随物质运动速度的变化而变化
★批判唯心主义时空观和形而上学时空观.它们都认为时间和空间可以脱离运动着的物质而存在:
▲唯心主义时空观(相对主义时空观)认为,时间和空间是精神的产物、意识的表现.如主观唯心主义哲学家康德说,时间和空间是人们头脑中固有的“先天形式”.人们利用这种先天形式去感知事物,使事物具有时间和空间.因此,他提出一个著名的格言:“人为自然界立法”.(评论:这个论断在认识论领域所造成的震撼就如哥白尼在天文学领域造成的革命一样大.唯物主义哲学家都主张认识应该与认识对象相一致,但康德反其道而行之,提出认识对象与认识相一致,从而在认识论上造成了一场“哥白尼革命”.)
▲形而上学时空观认为,时间和空间可以独立存在,与物质及其运动无关.牛顿(dun)是这种观点的典型代表.他提出了不依赖于物质及其运动的“绝对时间”和“绝对空间”概念.牛顿说:
“绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着,而且由于其本性而均匀地、与任何其他外界事物无关地流逝着”;
“绝对的空间,就其本性而言,是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的”
三、如何简单理解相对论里的时间和空间相对性
1、上世纪初,德国+瑞士(双国籍)物理学家阿尔伯特·爱因斯坦提出时间和空间具有相对性的全新时空理论——狭义相对论。
2、在这个划时代的物理理论里,爱因斯坦指出时间和空间并不是绝对的,它们是相对的,但它们作为一个整体的时空却是绝对的。
3、很多人在听说相对论时都有一个误解,以为根据相对论,一切都是相对的,其实这种认识是错的,因为在相对论里头,只是把一些原本被视为不同的个体、互相独立的“东西”重新统一起来,比如时间和空间(统一为时空)、质量和能量(统一为质能)。
4、但是这些统一后的“东西”却是绝对的,比如时空是绝对的!质能也是绝对的!使时间和空间、质量和能量产生相对性的速度极限——光速也是绝对的!
5、惊喜不惊喜?意外不意外?因此,爱因斯坦本人其实并不喜欢人们把他的理论称为相对论,但很可惜相对论这个名字太有魔性了,当时已经传开了,可谓覆水难收啊,爱因斯坦也很无奈……
6、虽然时间和空间、质量和能量都是一个整体,但是在我们的日常生活中,它们的表现却又截然不同。所以我们常常把它们看作独立的个体来加以区分,此时,相对性就出现了。
7、前面说过,使他们产生相对性的就是速度,在经典物理里,速度就是一个空间和时间的比值,单位一般是:m/s(米每秒),代表的是一定时间间隔内物体所经过的空间距离。那它是怎样产生时间和空间的相对性的?
8、我们先来解释一下什么是时间和空间的相对性……按照狭义相对论,当运动物体的运动速度趋近于光速,它的时间会变慢——时间间隔增加,尺子会变短——空间距离收缩。因此对于静止的观察者看来,运动者的时间间隔和空间间隔都变得不一样了:运动者相对于静止观察者时间变慢了——时间膨胀相应,空间(运动方向上的一个维度)收缩了——尺缩效应。
9、这就是狭义相对论关于时间、空间相对性的其中两大效应。
10、那么运动速度又是怎么导致时间和空间的相对性的?要理解这个我们就要把时间和空间统一起来了。爱因斯坦在提出狭义相对论的时候就指出时间和空间必须作为一个整体来考虑,我们的世界不是只有长宽高三个空间维度,而是要加上时间组成时空,一共四个时空维度。我们现在把它称为四维时空。
11、在爱因斯坦发表狭义相对论后不久,他的大学数学老师,数学家闵可夫斯基就把狭义相对论里的时空几何化,把时间合并到三维空间的坐标里,使空间增加一个维度,构成一个四维时空——闵可夫斯基空间。
12、在狭义相对论里,虽然把时间和空间视为一个整体,但时间是一个特殊的维度,在四维坐标里是一条虚数轴。闵可夫斯基要把它转化成空间几何时把它乘以速度的极限光速后再乘上一个虚数,表示为ict(即1秒=i×光速×1秒=300000000i米,是一个虚数),这样就利用光速与时间变换出的空间长度得到一个虚数轴。
13、如果看不明白上面讲的也没关系,因为在理解时我们其实直接忽略掉上面的虚数就好了,不化成空间,我们直接用时间来表示:
14、这是一个精简了一个空间维度的时空图——三维时空图。因为化成四维太复杂了……这是不是比前面那个图简单好多?但还没完,要简单理解速度怎么产生时间、空间相对性我还要拿走一个空间维度,变成一个二维时空……
15、上图就是一个终极精简后的二维时空图,不能再精简了……横坐标是空间,纵坐标是时间,黄色斜杠和绿色斜杠长度相等,分别代表不同速度下的时空间隔。我们前面说过了,时间是相对的,空间也是相对的,但时空是绝对的。因此,这两个运动物体在三维空间里的不同运动速度,在四维时空里的时空间隔都是一样一样的。用人话来说就是在四维时空里所有物体的移动速度都是光速!
16、这样,你就发现,虽然黄色和绿色两个运动物体在时空里的长度是一样的,但在时间和空间坐标上的分量产生了差异。绿色运动物体相比黄色运动物体在时间上的分量更小(时间上位移更慢),在空间上的分量更大(空间上位移更快)。当绿色物体在时间上的分量降为0,而所有的时间间隔长度变为空间分量,则空间上的位移等于光速。
17、这就表现为前面所说的时间、空间的相对性:时间膨胀效应和尺缩效应。
18、如果上面的话还是听得云里雾里,我再用人话说一遍:四维时空里所有物体的运动速度都一样,但当这些物体在同样的时空间隔下在空间里移动越快,在时间里移动就越慢,这就是相对论里的速度越快,时间越慢。当在空间里移动速度达到光速,在时间里就不动了,也就是我们常说的:光速下时间静止了。
关于时间和空间的相对性,时空是相对的怎么理解的介绍到此结束,希望对大家有所帮助。