什么是绝对空间和绝对时间 27

本系列文章预计会有30个章节，这套文献将系统讲述物理学本身，这里是第四季第27篇

今天要讨论的两个主要哲学性/概念性事实，通常被称为“绝对空间”和“绝对时间”。

这些关于空间和时间的观点都是基本常识，大多数人都把它们当作显而易见的经验事实。我们将从一个例子开始，来说明与绝对空间相关的某些问题。

01 绝对空间

假设我们面前有一张桌子，上面有一个中等大小的物体，暂且假设这个物体是一根金属棒。

假设我们拿出一根非常可靠的尺子，把它放在金属棒旁边一量，发现金属棒正好一米长。“金属棒长度为一米”这个事实是我们可以拿出的一个明确的经验事实。我们有直接明确的经验性证据来证明金属棒的长度确实为一米。

好，到目前为止，一切都很顺利。

现在，假设我们有一根基本相同的金属棒，我们把这根金属棒放在第一根金属棒旁边，确认这两根金属棒长度相同，也是一米。然后我在第二根金属棒上系了一根绳子，并开始在头顶上方快速转动连着金属棒的绳子。也就是说，我现在的情景就是，在头顶上方以最快的速度转动绳子和金属棒。

假设这时我问你，在我转动金属棒的时候，金属棒的长度是多少？

我猜你会凭直觉说金属棒的长度和原来一样，也就是一米。

这种反应非常合理。但是，这个观点——“转动着的金属棒长度与放在桌子上时相同，都是一米”，并不是一个直接明确的经验事实。

请注意，当金属棒在你头顶上转动的时候，你绝对没有办法直接测量金属棒的长度。所以，不管你关于“金属棒长度为一米”的观点从何而来，它都不可能是基于直接的经验证据。

我猜你认为运动中的金属棒长度仍然是一米，主要基于以下两点：

①你在此之前刚从直接的经验证据得出了观点，也就是金属棒长度为一米；

②你秉持绝对空间的观点，也就是认为空间并不会因为运动而缩小或扩大（因此，像金属棒这样的刚性物体，其两端之间的距离并不会因为这个物体刚好在运动就缩短或加长）。

观点②，也就是距离不因为运动而改变，正是绝对空间概念的一种表述。

这个概念的关键点是空间就是空间，也就是不管你从哪个角度看——是坐在书桌上，还是在太空中围绕地球高速运动，一米就是一米。

当我谈到绝对空间时，我脑中出现的就是这个概念，空间不会仅仅因为运动就发生变化，就像前面例子里提到的金属棒两端之间的距离。

02 绝对时间

假设我们知道约翰和乔伊是一对同卵双胞胎，他们俩同一时刻出生。双胞胎在同一时刻出生是非常困难的（但并不是不可能，比如通过剖宫产手术），不过现在让我们暂时忽略这种难度，并认为他们俩在同一时刻出生。同时，假设你从来没有见过乔伊。

现在，假设我告诉你约翰和乔伊都是健康的普通人，而且约翰今年20岁。接下来我问你，乔伊今年多大了？

我猜你会凭直觉说，乔伊今年也是20岁。

这似乎非常合理，但是同样要注意，你的观点不可能是完全以直接的经验证据为基础的。毕竟，你从来没有见过乔伊，所以关于乔伊，你几乎没有直接的、由观察得来的证据。

我猜你认为乔伊今年20岁，主要是基于以下两点：

①你相信约翰和乔伊是双胞胎，而且约翰今年20岁；

②你持绝对时间的观点，也就是说，不管在哪里、对谁来说，时间的流逝都是相等的（所以，当时间对约翰来说过去了20年，对乔伊来说也一定过去了20年）。

观点②，是对绝对时间概念的一种表述。这个概念的关键点是，时间就是时间，对于任何人、在任何地点，时间的流逝都是绝对的、相同的。

与绝对空间概念所面临的情况相同，绝对时间概念也因为相对论的出现遭遇到了挑战。

了解了这些背景知识，下一节我们开始探讨狭义相对论，然后会回过头来明确一下相对论对空间和时间的概念产生了怎样的影响。

Masir 2022/3/17

祝好运~

参考文献 

理查德.德威特 《世界观》

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