空间不连续理论

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　　空间不连续理论

　　关于时间和空间是不是连续的问题是一个物理学理论中的基本问题。现代物理学理论就是建立在时间和空间不连续的观点上形成的。而作为非物理专业的普通人从一般常识上去理解时间和空间的不连续性是非常困难的。例如，如果时间是不连续的，那就是说任何事物的变化(包括物质运动)就应该是跳跃式的，而不是平滑的。不仅如此，如果时间是不连续的，那么时间与时间之间就一定有间隙存在。事物的变化是如何跨越时间与时间之间的间隙呢?即使从物理量上说这样的间隙极其微小，但它并不是一个量的问题，而是本质上的问题。不管间隙多么小，如果它不是时间的话，它就是一个在时间上无法跨越的鸿沟。同样，如果说空间是不连续的，那就是说空间中也存在间隙。如果是这样的话，物质在空间中的运动是如何越过这些间隙的呢?再说，这里说的“空间”指的一定是“真空空间”。既然是真空空间，怎么还会出现间隙呢?难道什么都没有的空间也有结构和形状不成?因此，很难想象时间和空间是不连续的。那么，物理学与常识之间哪个对哪个错?它们之间又是什么样的关系呢?

　　要想解决时间和空间是否连续的问题，我想还是要从物质属性的统一上入手。物质属性的统一导致了“质心论”的产生。质心论的主要思想就是：“质心”是物理现象中的最小物理功能单位。换句话说就是，无论在微观还是宏观的物理现象中，物质的所有物理功能都是以质心为单位产生出来和发生作用的。质心所代表的是物质的实体与场的统一体。与物质实体的实际大小没有关系。一个粒子和一个天体各自都是由一个质心所代表的统一体。在粒子相关的物理现象中，粒子的质心是基本的物理功能单位。在天体相关的物理现象中，天体的质心就是基本的物理功能单位。因为，物质是实体与场的统一体，因此，它就既可以在实体现象中表现出功能，也可以在场现象中表现出功能。所以，人类既可以在实体形式上观测到物质的物理功能，也可以在空间中观察到物质的物理功能。一般来说，在宏观物理现象中起主要作用的是物质的实体属性，在微观物理现象中起主要作用的是物质的场属性。

　　物质的实体属性具有“排他性”。排他性指的就是，两个质心永远都不可能同时处于宇宙空间中的同一个物理位点上。这就是为什么物质的实体都具有一定体积和形状的原因所在。质心的这种排他性加上质心是物质的物理功能单位，就导致了质心在产生物理功能的时候表现出了不连续性。

　　其实，如果撇开物质属性，单纯从“时间”和“空间”的本质上来说的话，它们都不具有物理功能。时间的本质就是物质的变化过程。 空间的本质就是物质存在和变化所在的场所。它们表示的是状态 — 变化的快慢和位置关系等。它们本身并不参与物理现象的产生和变化。因此，它们都不具有物理功能。所以，实际上，单纯的时间和空间都是连续的。也就说，任何物理过程在时间和空间上都是不间断的。

　　由于现代物理学家们还不知道物质除了实体属性以外还具有场属性这个事实，因此，他们从来都没有意识到他们所说的那个不连续的“时空”实际上就是具有物理能功能的质量场。因为质量场属于每一个质心，而质心之间是不连续的，因此当质量场在物理现象中表现出功能的时候就是不连续的。由于能量是通过质量场表现出其物理功能的，因此给人一种能量是不连续的感觉。其实，能量的不连续性也仅仅是表现在功能上的。如果从单纯的存在状态上来说，能量也是连续的。自然世界中的客观存在没有什么是不连续的。

　　有人用“阶梯”来形容时间和空间的不连续性。两个相邻的阶梯之间不存在过渡的阶梯。这个形容也并不能说明时间和空间是不连续的。阶梯的不连续性是它在功能上的不连续性，而不是在物质存在上的不连续性。从物质存在上看，阶梯也是连续的。如果有人不信的话可以用一支粉笔从最低的一个阶梯开始不离开与阶梯的接触也可以顺着阶梯之间的连接处一直划到最高一阶而不间断。绝对不可能存在只有阶梯平板，没有相互连接的阶梯。但是，在功能上阶梯是不连续的。连接两个阶梯的部分只不过不具有阶梯的功能而已。就是这个道理。能量也是如此。从功能上讲能量是不连续的。但在存在形式上却并不一定是不连续的。也许我们并不应该把能量作为孤立的粒子(量子)对待。量子理论是否正确值得研究。

　　从上述分析可以看出，把时间和空间说成是不连续的说法是具有一定道理的。只不过这种说法在时间和空间概念上有些混淆。只要对质心论有所认识，物理现象中的不连续现象是怎么出现的问题就会迎刃而解了。普通人对时间和空间不连续性的质疑也是非常有道理的。从存在状态上讲，时间和空间压根儿就是不可能是不连续的。所以，分清“状态”与“功能”之间的不同是理解时间和空间是否连续的关键所在。

　　空间不连续理论

　　时间的本质

　　最简单的理解，时间是用来描述变化的计量，没有变化就没有时间了(后面有复杂一点的理解)。

　　试想，如果人类不再衰老，季节不再更迭，地球不再公转自转，那么时间还会存在吗?我们还能感知到时间吗?时间还有意义吗?那时，你手表上转动的指针和跳动的字符，到底是在记录什么呢?

　　事实上，时间的发明和存在，就是为了——记录或是描述某种变化的，例如：

　　地球的自转变化产生了一天。

　　地球的公转变化产生了一年。

　　太阳的周期变化产生了阳历。

　　月亮的周期变化产生了阴历。

　　人体的衰老变化产生了年龄。

　　而时间的基础单位——秒：

　　最初是由秒摆的运动变化来计量的。

　　后来是地球的自转变化来计量的。

　　然后是地球公转变化来计量的。

　　最后是原子结构的辐射周期变化来计量的，即：铯133原子辐射电磁波的周期倍数。

　　可见，如果宇宙全部的一切——包括从微观到宏观，都静止不动了，那么变化就不存在了，随之时间也就不存在了——同时也失去了计时的手段和意义了。

　　而如果想要一切都静止不动，就需要微观粒子停止运动，但又因为“海森堡不确定性原理”指出——无法同时精确的获得粒子的位置和动量。

　　那么，粒子绝对静止，动量为零，位置确定，这就会与不确定性原理相矛盾，所以粒子无法静止不动。

　　这个不确定性原理，在量子力学中，是指粒子内在的禀性(即波粒二象性)，其代表了粒子状态的客观现实。

　　在数学上，粒子的状态，由波函数描述，呈现一种概率。

　　在物理上，粒子的状态，其精确性受到了更为深刻和本质的限制。

　　波函数——是量子力学中，定量描述微观粒子状态的函数，其代表的是粒子空间位置与动量的一种概率分布，呈现了波动性，可以形象化成“概率云”，而云的形状，就可以理解为粒子的“轨道”。

　　需要指出的是，如果没有发现不确定性原理，我们就不能确定粒子无法静止，是科技水平的限制——暂时无法做到，还是存在根本性的现实制约——永远无法做到。

　　而从另一个角度来看，物质的温度取决于其内部原子、分子等粒子的动能。如果粒子停止运动，其动能就低到了量子力学的最低点，此时物质即达到绝对零度。然而，根据热力学第三定律，绝对零度永远无法达到，只可无限逼近，所以粒子无法静止不动。

　　热力学第三定律——这是一个实验结果归纳出的结论，来自普朗克的表述是：当绝对温度趋于零时，固体和液体的熵值也趋于零。后来，能斯特又将这一规律表述为：绝对零度不可能达到原理，即不可能使一个物体冷却到绝对温度的零度。

　　绝对零度——是热力学的最低温度，是粒子动能低到量子力学最低点时物质的温度，不能再低。除非构成物质的实粒子，完全没有振动且体积为零。所以，绝对零度是仅存于理论的下限值。

　　那么，如果微观粒子无法停止变化，就表明时间是必须存在的，而微观粒子的变化，就可以用量子态来计数，即：计算不同量子态个数的变化。

　　量子态的作用，就是描述了微观粒子的状态，而量子态如何计数，这涉及到了——泡利不相容原理(Pauli Exclusion Principle)，即：在费米子组成的系统中，不能有两个或两个以上的粒子，处在相同的量子态，而玻色子组成的系统则不受此限制。

　　费米子——是指自旋为半奇数的粒子，如电子。

　　玻色子——是指自旋为整数的粒子，如光子。

　　这意味着，费米子系统——不能有全同粒子，量子态可以计数;玻色子系统——可以有全同粒子，量子态不可计数。

　　也就是说，由费米子构成的物质，其量子态计数的变化，就是在最微观处，描述时间所需要的变化，即存在时间;而由玻色子构成的物质，没有不同的量子态可以计数，或说没有“有序”可以区分变化，即不存在时间。

　　需要指出的是，量子态相同，就没有办法计数的原因在于，粒子没有明确的轨道，由于不确定性原理，它可以出现的位置是“概率云”，所以就没有办法追踪多个相同量子态中的一个，即不能给相同的量子态编号，这样多个相同的量子态就没办法区分，只能算一个。

　　另外，如果费米子与玻色子，不构成系统，仅独立存在(也就是基本粒子)，它们本身量子态变化，就会有时间，否则就没有。而通常有质量，理论上就会衰变，衰变就会改变量子态计数，产生时间。

　　例如，光子是玻色子，它无论是组成系统(即一束光)，还是单独一个，其量子态计数都不存在变化，并且光子没有质量，也不会衰变——说明光子没有时间，或说时间静止。

　　例如，电子是费米子，它在原子系统中，遵循不相容原理，两个电子量子态无法相同——说明原子系统有时间;而单独的两个电子，它们的量子态是相同的——说明仅两个电子的系统没有时间。

　　例如，电子与正电子对湮灭(质量消失)，或高能光子碰撞产生正反粒子(质量产生)，其系统的量子态计数都会变化——说明这个系统有时间。

　　可见，时间所对应的变化，并不一定就是速度或是位置的变化，而是——量子态计数的变化。

　　从这个角度来看，量子纠缠的超距作用，之所以不需要时间，就是因为处在纠缠态的粒子们，无论相距多远，作为一个“整体系统”，其整体的量子态计数，在叠加态坍缩前后是不变的，从而这个过程也就没有可计数的时间了。

　　那么，叠加态的坍缩，即波函数的坍缩，这个过程前后的量子态计数是不变的，所以量子态坍缩也是不需要时间的，即可以瞬间完成坍缩。

　　因此，我们可以得出，任何不需要时间的相互作用，其过程前后，量子态计数都不会发生变化，即：变化不需要时间，是因为量子态计数没有变化。

　　不过，这里有两点需要注意：

　　第一，量子态计数不变，就没有信息(不是传递信息)，所以量子纠缠现象，其过程没有信息。

　　第二，光子传递的信息，不是其自身的量子态变化，而是反应了费米子量子态的变化。

　　事实上，费米子构成了——物质结构，而玻色子则传递了——相互作用，那么除了光子，另外还有三种玻色子：

　　胶子——没有质量，无法抵达光速，由于夸克禁闭被束缚在原子核内部，相当于暂停时间。

　　W和Z玻色子——有质量，无法抵达光速，通过相互作用减少费米子的质量，相当于消耗时间。

　　希格斯粒子——有质量，无法抵达光速，由希格斯场产生，而希格斯场还负责赋予其它粒子质量，相当于产生时间。

　　至于，超越光速产生时间倒流(时间变成虚数，在数轴旋转了180度)，这只是数学上的对称性(有正就有负)，所形成的方程求解，并不一定对应着物理上的客观存在。而在现实中，也没有任何有质量的物体，可以抵达或是超越光速。

　　在狭义相对论下，观察者参考系时间(静系时间) = 运动者参考系时间(动系时间) * 洛伦兹因子——1 / sqrt(1 - (v/c)^2)，当v > c即速度超光速时，洛伦兹因子开根号出现负数，因此时间变为虚数。

　　但，如果仅从数学上来看，由于虚数的平方是实数，所以虚数世界与我们的实数世界，其实相差了一个平方。

　　因此，超光速的平方，就对应了虚时间的平方(负数)，同时也对应了虚能量的平方(负数)——这代表了物质抵达光速，就变成了“纯能量”(没有静质量)，继续超光速，这个能量就会从这个宇宙消失，变成虚能量(其平方在这个宇宙是负数)，即：可能去了另一个平行宇宙。

　　虚时间——时间平方为负时的时间。

　　虚能量——能量平方为负时的能量。

　　虚质量——质量平方为负时的质量。

　　不过，有一种假想中的粒子，一直处在超光速运动的状态，称之为——快子(质量平方为负，即拥有虚质量，对应了虚时间)。快子的存在，并不违背狭义相对论的设定，只是目前并没有发现其存在的证据。

　　然而，还有观点认为，时间并不是连续的，而是量子化的。因为微观粒子能量变化的非连续性，会让时间也一起变的非连续，即存在一个最小的时间单位——就是普朗克时间(h/c，普朗克长度/光速)，为 10^-43秒。

　　大爆炸过后10^-43秒，即所谓的普朗克时间，计算的宇宙温度大约是10^32K，比太阳内部的温度还高10亿亿亿(10^25)倍，然后，宇宙随时间膨胀、冷却……

　　但这不重要，所有对时间不同角度的描述，最终都会落实到变化上——时间是用来描述变化的计量，没有变化就没有时间了。

　　那么，从微观角度来看，量子态计数所描述的微观变化，就是变化的终极本质，也就是时间的终极本质——代表着时间计数器“滴答滴答”的最终来源。

　　那么，从宏观角度来看，广义相对论认为时间、空间、物质三者不能分开解释，它们是宇宙的基本结构。因此，物质变化就一定会带来时间的变化。这可以理解为，是微观粒子的变化，积累形成了宏观物质的变化，最终使得时间从微观到宏观，连续而统一的存在。

　　而在宏观统计上，物质的变化是有方向的，即是宇宙熵增无序的方向——这对应了现实中，三种等价的变化：

　　第一，质量(有序结构)转变成能量(无序运动)。

　　第二，物质粒子(费米子)转变成光子(玻色子)。

　　第三，量子态(不同)可计数，转变成量子态(全同)不可计数。

　　例如，人体的衰老时间，宏观上是质量减少的变化，微观上是基因从有序到无序的变化，最本质是费米子量子态计数的变化。其过程是，费米子代表的轻子和夸克，其变化影响了上层原子，原子变化影响了分子，分子变化影响了基因表达，基因表达影响了细胞运作，细胞运作影响了组织器官，最终影响了人体衰老变化，即衰老时间。

　　由此可见，时间也是存在方向的，即时间的变化指向了——熵增无序和质能转换。而光子没有质量，仅有能量，量子态不可计数——则代表着时间变化的终点，所以光子的时间静止，不再变化。

　　最后，如果物质变化代表了时间，那么这个变化的快慢，就会代表不同的时间流逝速度，这对应了两种相对论的结论：

　　狭义相对论指出——相对速度越快，时间就越慢，即：相对时间膨胀。

　　广义相对论指出——越靠近加速场(即加速度越大)，时间就越慢，即：绝对时间膨胀。

　　需要注意的是，根据广义相对论，在超强引力场中(如黑洞中)，时间可以慢到静止，但这与光子的时间静止，却是两种本质不同的静止：

　　光子的时间静止，是因为没有质量，从而没有了物质变化。

　　黑洞的时间静止，是因为质量极大，引力将物质极端紧密的挤压在一起，导致没有运动、温度几乎抵达绝对零度，从而没有了物质变化。

　　例如，霍金通过结合部分的广义相对论与量子力学，证明黑洞也拥有温度，通过计算发现，质量约为3个太阳质量的黑洞，其温度大约只比绝对零度高一亿分之一度，这几乎就没有任何微观运动了。

　　有关时间的快与慢，具体参看主题相关文章[1]。

　　空间的本质

　　因为有了物质，物质变化的呈现就是空间，比如长宽高、位置差、大小方向等，都是随着物质变化所展现出来的——结构属性。

　　而通常，我们所谓的空间感，最主要来源就是空，并且曾经人们觉得真空是没有任何物质的。但没有物质，又怎么会有空间呢?后来，量子场论认为真空——并不是没有任何物质，而是充满了场和能量的。

　　场，是一种存在于时空之中，看不见摸不着但确实存在的物质，比如引力场、电磁场、夸克场、电子场、中微子场、光子场、希格斯场，量子场等等，都具有客观存在的可观测效应。

　　可见，场就是物质变化的范围——它能够被量子化激发，产生能量和动量，以及与微观粒子发生互相作用。

　　于是，场就可以看成是，同类型粒子的集合，而场中的微小振动(即量子化激发)，就产生了一类粒子，就如：电子是电子场的微小振动，光子是电磁场的微小振动。

　　那么，真空中的场——其实是充满了虚粒子的，并且虚粒子，会持续地随机生成或湮灭于空间的任意位置，产生可观测效应。而如果所有位置的虚粒子，都处在了最低能量态，那么空间就抵达了最低能量态，即量子真空态。

　　虚粒子——相对于实粒子，其无质量、无法直接观测到，但存在可观测效应，如卡西米尔效应。注意，只要能够观测到的粒子，就是实粒子，而不是虚粒子。

　　卡西米尔效应——是指真空中两片中性(不带电)的金属箔，在距离非常非常小的时候，会出现互相的吸力，也就是卡什米尔力，这在经典理论中是不会出现的现象。而产生这种吸力的原因，就是在金属箔之间的距离，小于真空中虚粒子的波长时(波粒二象性)，虚粒子就无法存在于金属箔之间，从而金属箔外的虚粒子就会迫使金属箔相互靠拢。

　　由此可见，真空并不是空的，里面充满了场和能量。而宇宙中，也没有什么地方是“空”的，因为物质无处不在，并且也只有物质存在，才会有空间的存在，即：物质变化的呈现就是空间。

　　而如前文所述，时间也是源于物质的变化，于是时间与空间，就(通过物质变化)一起构成了——紧密联系不可分割的时空。并且，时空与物质，就像是一个统一的整体，是一个共同的本质，所呈现的不同表象。

　　例如，在宇宙大爆炸的奇点，物质还没有开始变化，所以时间与空间都是不存在的，同时一切物理定律也是不存在的，因为物理定律，就是描述物质变化的规律。

　　既然如此，那么物质变化所产生的互相作用，以及所形成的特性，也就会体现在时间与空间所构成的时空之上。

　　所以，如果物质可以弯曲，那么时空也就可以弯曲。

　　在广义相对论中，爱因斯坦认为，质量会让时空弯曲，如果时空弯曲，光的路径就会弯曲，因此光就会弯曲。于是，光在通过强引力场附近时会发生弯曲，这就是广相的重要预言之一。而光路径的“弯曲效应”早已经被实验所证实。

　　例如，遥远恒星的光线，经过太阳时会产生偏折。

　　在此需要注意的是，从广相的视角来看，时空弯曲产生了“引力效应”，同时改变了光的路径，所以并不是引力的吸引让光弯曲。并且光没有质量，这意味着光本身不会弯曲(影响)时空，但仍然会受到(其它质量)弯曲时空的影响。

　　通过实际观测，发现光路径弯曲的角度，与广相的计算结果一致，而广相认为没有引力，只有时空弯曲。

　　如果用狭相把光子的能量等效质量，再用万有引力计算，那么光的弯曲角度，只有广相计算的一半，即：(万有引力 + 狭相)产生的弯曲角度 * 2 = 广相弯曲角度。

　　由此可见，物质变化——就是时空、质量与能量，三者地联动变化，即：质量弯曲时空，时空指引运动，运动产生能量，能量改变质量。

　　最后，如果时间与空间是一个时空整体，那么我们就可以说，空间结构与时间结构是存在映射关系的，即：空间形状一定对应了一种时间形状。

　　那么，时空弯曲就对应了空间弯曲与时间弯曲，其中空间弯曲，即是如马鞍或球面那样的空间结构，但对于时间弯曲，具体是什么意思呢?

　　这说明了——时间在不同的(空间)位置上有不同的(流逝)速度，我们就说时间是弯曲的，即：时间的流逝速度，对应了空间结构的曲率，也就是不同的加速度，对应了不同的时间速度。

　　时空曲率——意味着几何结构无法在二维平面展开，如球面、马鞍等，而像圆柱则可以在二维平面展开。

　　于是，更进一步，那些奇异的空间结构(形状)——如乌比斯环(带)、克莱因瓶这种回环递归结构，也就存在对应的时间结构，即：时间的回路循环结构，也就是穿越时间的旅行。

　　有趣的是，哥德尔从(广相)引力场方程中，解出了一个时间循环的宇宙，即：宇宙中存在一种世界线是“封闭”的自我循环结构，这被称为——封闭式类时间曲线(Closed Time Like Curves, CTCs)，并且根据哥德尔的计算，这类宇宙的尺寸应该是极大的——可能达到数十亿光年。

　　而这种宇宙，没有入口也没有出口，从起点可以回到终点——这不仅说明，宇宙将会周而复始的循环，还隐含着穿越时间回到过去的可能——但回到过去，并不能改变历史(因为一旦改变就会形成一个新的平行宇宙)。

　　为了庆祝爱因斯坦70岁的生日，哥德尔送给他一个令人惊讶的计算结果，作为礼物，即：引力场方程中——存在时间循环的宇宙。

　　四维时空

　　在狭义相对论中，宇宙模型是一个四维时空，即：三维空间加上一个一维时间。在此我们可看到，空间有三个自由度，而时间只有一个自由度。

　　而爱因斯坦思维的飞跃性就在于：他认为在四维时空里，宇宙的一切事物都以一个固定的速度在运动，即光速。因此，他把这个想法称之为——光速不变性，即反映光速不变的特性。

　　爱因斯坦曾今，一度想把相对论命名为——“不变论”。

　　那么，要理解四维时空的光速不变性，就要从时间与空间两个角度分别来看，然后再合起来看两者的关联，最后才能感知光速不变性的意义。

　　首先看空间

　　在空间中有速度，并且任何一个方向上的速度，都可以分解成三个空间维度上的分速度。也就说，在空间里，速度可以在三个维度之间分解与合成，不同的形式是等价的。

　　例如，在三维空间中，任意方向的速度，都可以分解成，XYZ轴方向的三个速度。而空间速度的意义，其实就是在三个轴上的运动快慢。

　　然后看时间

　　那么，在时间维度中有速度吗?

　　显然是有的，这就是时间流逝的快慢，这对应了空间里运动的快慢，即：流逝快慢对应运动快慢。

　　而不同之处就在于，空间速度有三个维度，时间速度只有一个维度。

　　接着看时空

　　既然时空是一个整体，且三维中的速度可以分解与合成，而时间维度也有一个速度，那么在四维时空里，空间速度与时间速度，可以互相分解与合成吗?

　　爱因斯坦认为，是可以的，并且在四维时空里，合速度的上限，就是光速——这就是光速在四维时空里的不变性。

　　这也就是说，当一个物体，在空间中(相对)静止的时候，此时它的空间速度就是0，时间速度就是光速;那么，如果物体的空间速度越来越快，它的时间速度就会越来越慢，但合速度始终保持是光速;最后，如果物体的空间速度抵达光速，它的时间速度就是0。

　　由此得出的，就是狭相的结论，即：相对速度越快(空间速度越快)，时间越慢(时间速度越慢)，如果相对速度抵达光速(空间速度抵达光速)，那么时间静止(时间速度为0)，相反如果相对静止(空间速度为0)，那么时间速度就会是光速。

　　例如，光子就是空间速度为光速，时间速度为0，而相对静止的物体，就是空间速度为0，时间速度为光速。

　　可见，这个模型建立的前提，就是光速是速度的极限。

　　理解时间速度

　　时间速度为0，很好理解，就是时间不再变化，结合前文论述，也就是物质不再变化。

　　那么，时间速度为光速是什么意思呢?

　　从具象的想象来看，就是钟表指针旋转的速度是光速，或有个物体的运动(如钟摆、光子)计量了时间，而这个物体的运动速度是光速。

　　从物质变化角度来看，如果时间速度为光速，其实就是物质变化为光速，即：物质内部存在一个变化量为光速(这里光速代表的是一个数值)，而这可以有两种形式：

　　第一，变化量从0到光速。

　　第二，变化量从光速到0。

　　那么对应到现实，我们看到物质(衰变)辐射出光子的过程，就会在物质内部存在「空间速度从0到光速」且「时间速度从光速到0」的变化。

　　因为，物质内部减少的质量转变成了光子，于是质量的空间速度——就从0跳变成了光子(空间速度)的光速，而空间速度与时间速度是对应的(即合速度是光速)，所以质量的时间速度——必然就是从光速跳变成了光子(时间速度)的0。

　　由此可见，质量转变成光子的过程——就可以理解为相对静止的时间速度，即：时间速度为光速，也就是物质存在光速变化量。而时间速度，其实也是一种运动，这就像空间速度是一种运动一样。

　　最后，我们发现物质变化，其实就是「质量到光子」即「质量到能量」的转化。而光子没有质量，只有能量，且时间静止，这说明了——质量拥有时间，能量没有时间，质量到能量的转化，即是时间的方向。

　　场与以太

　　曾经，人们认为宇宙空间中，充满了一种看不见摸不着的空间介质，称之为以太。

　　后来，爱因斯坦在狭义相对论中，否定了以太的存在，当然科学实验也一直未能找到以太存在的证据。

　　再后来，爱因斯坦的广义相对论不断地被验证正确，可以解释越来越多的实验现象，此时爱因斯坦坦言：广义相对论更像是一种场论。

　　而与此同时，量子场论在微观，已经逐渐构建出了自己的各种场，并试图兼容引力场，形成一个可以解释万物的——大统一理论(Grand Unified Theories，GUTs)，但目前量子场论兼容引力场仍未有结果。

　　量子场论——是狭义相对论(质能转换)、量子力学(概率和不确定性)、以及经典场论(相互作用的场模型)，三者相结合的产物，又称相对论量子场论。

　　事实上，关于量子力学中的——场，理论上它是充满了整个宇宙的量，可以用数学上的一个函数描述——可见它并不是时空，而是定义在时空上的函数。

　　而这个场，有不可观测的时候，但由于量子涨落，它又会出现可以观测的时候(即通过相互作用来呈现)。所以，场充满了宇宙，其实是充满了，可观测和不可观测状态的叠加状态，并会随机的展现出一个状态。

　　量子涨落——是指在空间任意位置，能量的暂时变化，也称量子真空涨落。从海森堡的不确定性原理可以推导出这结论。

　　可在此，我们发现场与以太，两者模型中所描述的——都是空间中充满一种“不可见”的物质。只不过以太受制于时代的局限性——认为这种不可见物质是实粒子，而在场中——这种不可见的物质被证明是虚粒子。

　　那么，我们是否可以认为，物质所形成的时空模型，必然是充满了“物质”的——就是能量与质量、不可观测与可观测的混合随机态，而场就是一种“虚以太”所形成的“浓汤”。

　　由此可见，光的传播必然是在场中的，而场就是光的“介质”，因此光速就是相对于场，而不是相对于光源的，所以光速相对于光源运动，具有不变性。

　　最后，在弦理论领域，就有这样一句名言——“Nothing is Something!”

　　空间不连续理论

　　每个人都会有过这样的疑问，我存在的这地方是个什么?把我的皮肤变出许多皱纹的时间又是个什么?按理来说，空间和时间是构成我们这个世界的最基本要素，可是很遗憾，我们现在对时间和空间的了解还远远不足以让人满意。

　　先来看看时间和空间的定义，时间和空间可以成为时空，是一种分别属于物理学、天文学、空间物理和哲学的基本概念，空间是力学和物理学描述物体及其运动的位置、形状和方向等抽象，而时间是描述运动的持续性，发生的顺序等，时空主要就是物体运动遗迹和其他物体的相互作用之间的各种关系之汇总。

　　我们古人早早就有“上下四方谓之宇，古往今来谓之宙”的说话，这样是古人对于时间和空间最初的朴素描述。

　　而到了近代，先有大神牛顿来对时间和空间进行了定义，牛顿认为，空间是绝对的、不变而且无限的，而时间是在空间中均匀流淌且不受任何外物干扰的。不过牛大神的这个理论被一句“夜晚的天空为什么是黑的”就给轻描淡写的彻底击碎。(按照牛顿的理论，宇宙是恒定且无限的，而且遍布无数的发光体，那黑夜的天空应该是无比光亮的)

　　牛大神的理论被摒弃之后，我们来到现代，可是尴尬的事情就出现了，我们现在同时有两种来描述我们这个世界空间和时间的理论。

　　狭义相对论认为，时间和空间是一个相互交织成的思维整体，不同运动速度的观察者会感受到完全不同的时空，广义相对论更进一步，认为大质量物体会弯曲周围的时空，因此对于空间和时间的测量取决于无处不在的引力场的强度。

　　而在量子力学中，情况变得极其的糟糕，一个量子物体的状态需要由波函数来描写，而波函数则是一个存在于抽象空间的数学对象，测量它的空间是那么的困难，所以宾夕法尼亚大学的阿比.阿夏替科说到：“这给人一种感觉，好像某系物理属性跟空间没关系但会随着时间变化，在量子力学中，时间比空间更加基本。”

　　相对论在描述宏观宇宙时威风凛凛，大手一挥无数大小星体服服帖帖，但与此同时，在最小尺度上，量子力学则大显神威，把微观世界安排的明明白白，两种理论在各自的领域拥有毋庸置疑的权威却又那么的大相径庭。

　　相对论认为时间和空间是平等的，量子力学则认为时间比空间更为基本，两种理论在各自领域却又那么的不可或缺，我们想把两种理论融合到一起，是那么的困难。

　　在这之后为了得到一个在宏观和微观都能完美解释的理论，科学家又提出了弦理论和圈量子引力理论，但是两种理论都有各自难以解释的瑕疵，并不能完美的解答在宏观和微观关于时间和空间关系和性质。人类还在孜孜不倦的希望能找到一个能将相对论和量子力学合二为一的可以解释万物的理论，等到那个时候，我们或许就能够理解暗物质、暗能量和其他神秘天体的本质了，也能对空间和时间做出最完美的解释了。

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