時(shí)間和空間有什么區(qū)別？能量和質(zhì)量有什么區(qū)別？

【專家解說(shuō)】：對(duì)于時(shí)間與空間的論述，科學(xué)家們已作過(guò)詳盡的論述。愛(ài)因斯坦是從對(duì)時(shí)空觀的批判上創(chuàng)立他的“狹義相對(duì)論”的。由于運(yùn)用“狹義相對(duì)論”遇到了一些難題，不得不對(duì)時(shí)空觀重新考查，要考查不妨走遠(yuǎn)一些。 自從人類從動(dòng)物界分離出來(lái)以后，人們?cè)谂c自然界的斗爭(zhēng)中，從消極地適應(yīng)環(huán)境向能動(dòng)地改造環(huán)境過(guò)渡著。隨著不斷地變革現(xiàn)實(shí)，人類逐步積累了對(duì)事物越來(lái)越多的認(rèn)識(shí)，經(jīng)過(guò)分析比較，逐步建立了科學(xué)的理論，并用文字記載下來(lái)并傳于后人。但由于科學(xué)的不發(fā)達(dá)和社會(huì)交往的稀少，各地的理論表述方式都不盡相同。社會(huì)的發(fā)展促使交換的產(chǎn)生，人們?cè)诮煌兄饾u統(tǒng)一了認(rèn)識(shí)。翻譯工作之所以能夠進(jìn)行，就是使代表同一性質(zhì)的詞語(yǔ)具有同樣價(jià)值。的確，“時(shí)間”與“空間”這些名詞是人類強(qiáng)加于自然界的，自然界可以有它們另外的說(shuō)法。它們的說(shuō)法絲毫不影響我們的概念。如果人們能與自然界進(jìn)行交流的話，那只要增加一種翻譯就行了。人類把“時(shí)間”、“空間”這些名詞強(qiáng)加于自然界，是人類交流思想的需要，是用語(yǔ)言代替物質(zhì)的產(chǎn)物。語(yǔ)言一經(jīng)確立，就給予它確切的含義，試圖改變這些含義而使科學(xué)理論符合某些人的主觀愿望的辦法是徒勞的。 人們?cè)趯?shí)踐中發(fā)現(xiàn)，一切物體都有一定的形狀(開(kāi)始人們只限于對(duì)剛性物體的認(rèn)識(shí))，一切物體都在不斷的變化。(開(kāi)始只發(fā)現(xiàn)一些物體在發(fā)生變化，如白天與黑夜的交替，動(dòng)植物的生老病死，巖石的風(fēng)化等，包括位置和形狀的變化)。這些變化有時(shí)表現(xiàn)的急驟些，有時(shí)表現(xiàn)的緩慢些。在對(duì)事物的認(rèn)識(shí)過(guò)程中，開(kāi)始是把兩物直接地放在一起進(jìn)行比較的，這種比較方法已不能適應(yīng)日益增多的需要，迫切需要一個(gè)比較的基準(zhǔn)，這樣長(zhǎng)度單位就首先誕生了，原始的單位當(dāng)然與現(xiàn)在的單位很不同。實(shí)際上在現(xiàn)在，各國(guó)的單位也不完全相同。比如有英制，公制，市制等不同量制。但達(dá)到目前這一步也是經(jīng)歷了不斷統(tǒng)一的過(guò)程，有時(shí)還采用法律強(qiáng)制手段?，F(xiàn)今世界上逐步使用公制度量衡制度，將來(lái)有可能使用宇宙度量衡制度(如果別的星球有高等生物的話)，如果有人把“速度”翻譯成“時(shí)間”，而把“時(shí)間”翻譯成“速度”或別的什么，只要表示物體同樣的特性，那也沒(méi)有什么不可。就象中國(guó)和日本都使用有漢字，兩國(guó)漢字的表意并不完全相同一樣，但是不能亂用。 在古代，是沒(méi)有認(rèn)識(shí)到地球是球形的，放眼看地面象一個(gè)平面。長(zhǎng)度單位是在地面上比較物體的過(guò)程中誕生的。當(dāng)發(fā)現(xiàn)地面不是平面而是曲面以后，長(zhǎng)度單位并沒(méi)有改變，而把兩地間直線距離用弦長(zhǎng)來(lái)表示，而把地面的測(cè)量結(jié)果看成弧長(zhǎng)，原因就是長(zhǎng)度單位是一個(gè)理想化了的一個(gè)比較基準(zhǔn)。象眾所周知的那樣，巴黎國(guó)際度量衡標(biāo)準(zhǔn)局保管的米達(dá)原尺，在氣溫稍有變化時(shí)也會(huì)發(fā)生變化，但仍被人們采用作標(biāo)準(zhǔn)尺，而用一系列系數(shù)來(lái)反映這些變化。這是人們進(jìn)行測(cè)量時(shí)要用實(shí)物作度量工具的，而實(shí)物與理想標(biāo)準(zhǔn)之間總是存在差距。有些人只看到用實(shí)物作測(cè)量基準(zhǔn)，沒(méi)想到實(shí)物只是理想基準(zhǔn)的代用品。 現(xiàn)在來(lái)看“時(shí)間”一詞，“時(shí)間也是在比較的實(shí)踐中逐步產(chǎn)生的?，F(xiàn)在世界上時(shí)間單位已基本統(tǒng)一，沒(méi)有象長(zhǎng)度單位那樣保留有逐漸統(tǒng)一的痕跡，但在民間，仍然能找到這樣的痕跡。 現(xiàn)在，還能聽(tīng)到這樣的語(yǔ)言，“×××走了一袋煙工夫了?！薄八x開(kāi)有一頓飯工夫?！边@里所說(shuō)的“一頓飯” 、“一袋煙”表示“吃完一頓飯”、“吸完一袋煙”所用的時(shí)間。他們表示的時(shí)間雖不確切，但也能使人明白。在中國(guó)的古書(shū)中記載有以“一柱香”、“三更、五更”等表示時(shí)間的術(shù)語(yǔ)。就是現(xiàn)在，仍然有年、月、日、時(shí)、分、秒、等不同的表示時(shí)間的單位?？疾檫@些單位的共性，它們都是可重復(fù)的。只不過(guò)有些是自然的，有些是人為的。 由于事物內(nèi)部矛盾運(yùn)動(dòng)發(fā)展是無(wú)限的，人們?yōu)榱藚^(qū)分事物的矛盾運(yùn)動(dòng)，利用可重復(fù)出現(xiàn)的信號(hào)作為事物發(fā)展變化的比較基準(zhǔn)。周期信號(hào)是不斷重復(fù)的信號(hào)。用自然周期信號(hào)比用可復(fù)現(xiàn)的人為信號(hào)作基準(zhǔn)有許多方便之處。又因自然周期信號(hào)的周期是有限長(zhǎng)的周期，倍增與等分也較容易，記數(shù)也很方便。且有天然的周期信號(hào)可供使用。當(dāng)然最明顯的周期信號(hào)是地球的轉(zhuǎn)動(dòng)。（當(dāng)時(shí)認(rèn)為是太陽(yáng)在行走）就有人提議把地球轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)定為事物發(fā)展變化的比較基準(zhǔn)，取名為“一日”（即見(jiàn)到太陽(yáng)一次），也有人用類似的方法定月相的周而復(fù)始為“一月”，定寒暑的周而復(fù)始為“一年”。因“年”，“月”，“日”，都是時(shí)間的單位，繼而出現(xiàn)了年月日之間的換算關(guān)系。雖然現(xiàn)在公歷的月不表示月相的變化了，只是保留轉(zhuǎn)化的痕跡。 有了長(zhǎng)度單位和時(shí)間單位以后，比較事物的變化就容易得多了。把這兩個(gè)單位聯(lián)系起來(lái)，導(dǎo)出了比較事物變化快慢的物理量——速度。 設(shè)立了比較單位后并沒(méi)有完全解決問(wèn)題，還需要解決度量方法，度量方法的改進(jìn)和技能的提高，給區(qū)分事物帶來(lái)了方便，但不能也沒(méi)有改變?cè)谢鶞?zhǔn)單位的基本含義。比如現(xiàn)在采用“原子鐘”來(lái)記時(shí)，也沒(méi)改變時(shí)間單位作為比較事物變化的基本含義。 “時(shí)間”和“空間”的單位名稱又是隨著認(rèn)識(shí)的步步深入而逐漸變更的。 如果仍然把見(jiàn)到太陽(yáng)一次叫“一日”，天體上的“一日”與地球上的“一日”就不相等。如月亮上的“一日”就約等于地球上“一日”的27倍，而用“原子鐘”計(jì)時(shí)就顯不出差別?，F(xiàn)在采用“原子鐘”計(jì)時(shí)以后，在未有證據(jù)證明天體上“原子鐘”計(jì)時(shí)與地球上“原子鐘”計(jì)時(shí)有不同的情況下，我們只能認(rèn)為天地間在時(shí)間上是無(wú)差別的。否則，人們會(huì)找到不受所處地位影響的新的計(jì)時(shí)方法。 另外，認(rèn)識(shí)事物的主人是人，盡管各種生物各有不同的生物鐘，我們還是可以不看各生物鐘所指的時(shí)刻，而用我們手中的尺和鐘來(lái)確定物體的變化速度。光速的測(cè)定也是如此進(jìn)行的。我們不需要知道“光子”的所謂固有壽命，我們就可以測(cè)定“光子”的速度了。同樣，測(cè)定π介子、μ介子等所謂基本粒子的速度也應(yīng)該是這樣。就是所謂基本粒子的固有壽命時(shí)，也是與和它相對(duì)靜止的原子鐘的原子振動(dòng)周期進(jìn)行比較才得到的。 我們測(cè)定物體運(yùn)動(dòng)速度時(shí)是不是要求被測(cè)物體的協(xié)助呢？我們是不是用我們手中的尺和被測(cè)物體帶著的鐘來(lái)決定被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)速度呢？或者用我們手中的鐘和被測(cè)物體帶著的尺來(lái)決定速度呢？歷史上從來(lái)沒(méi)有這樣做過(guò)，今后也不可能這樣做。盡管被測(cè)物體可以有與我們完全不同的時(shí)間單位和長(zhǎng)度單位，但在測(cè)量時(shí)是無(wú)法也不需要通信息的。且大多數(shù)被測(cè)物體是毫無(wú)生命力的，它們不能把時(shí)間和長(zhǎng)度的信息給我們。某些科普著作卻要求這樣做，不是引人入歧途嗎？ 宇宙中萬(wàn)物是不是處于同一個(gè)空間中，或是各物均有自己的空間，這是與狹義相對(duì)論爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。宇宙是無(wú)窮的，可能還有另外的空間，那待將來(lái)去認(rèn)識(shí)。但能讓我們認(rèn)識(shí) 的物體都處于同一個(gè)空間中。因?yàn)橹挥型幱谝粋€(gè)空間中物體這之間才能相互作用，也才能作用于我們的感官，被我們認(rèn)識(shí)?！蔼M義相對(duì)論”關(guān)于長(zhǎng)度收縮的說(shuō)法，就是把物體自己的空間收縮，而不影響觀察者的空間。從運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性考慮，如果以被測(cè)物體為參照系，那我們也在運(yùn)動(dòng)，我們也會(huì)收縮，可我們卻無(wú)法覺(jué)查到這一點(diǎn)。為此，有些人引進(jìn)運(yùn)動(dòng)學(xué)形狀以與幾何學(xué)形狀，說(shuō)改變的只是運(yùn)動(dòng)學(xué)形狀。這樣就把唯心主義帶進(jìn)人們的感覺(jué)。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)學(xué)形狀是不可測(cè)度的，只是人們的感覺(jué)。 附帶說(shuō)一句，愛(ài)因斯坦自己對(duì)自己的工作并不特別贊揚(yáng)，他總是不斷改正自己的錯(cuò)誤。如他承認(rèn)還有許多問(wèn)題不能解釋，承認(rèn)狹義相對(duì)論對(duì)“光子”無(wú)法解釋，又在理論中加減宇宙項(xiàng)來(lái)修正理論。并不象某些科普作者說(shuō)的“至今未曾發(fā)現(xiàn)任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)事實(shí)與愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論相矛盾”。而愛(ài)因斯坦卻說(shuō)：“外行人對(duì)我的工作的意義得到一種夸張的印象，這不是我的過(guò)錯(cuò)。實(shí)際上，這是由于通俗科學(xué)的作者，特別是由于報(bào)紙的記者，他們把每樣事情都盡量說(shuō)的聳人聽(tīng)聞?！? 空間也只是物體形體的線度延伸，時(shí)間也只是物質(zhì)變化速度的比較基準(zhǔn)，是與周期信號(hào)比較后的周期記數(shù). 質(zhì)量是物質(zhì)的量,能量隨參照系選擇有不同的數(shù)值,如小鳥(niǎo)大能量,地面人看,能量很小,飛行員看,能量就很大.