内容提要:本文提出关于时空的六点看法。从对时空本质的思考,
认为不能谈论宇宙的边界条件;认为描述宇宙的基本方程
应是非线性 半整数阶微分方程。
关键词:差异、奇解、非线性、半整数阶微分。
一、 时空的本质在于“差异”
只有存在着差异,才能有时间与空间。绝对的统一、同一、静止、平衡、对称就不可
能有时空。在绝对“同一”的世界里,一切不可区分,没有“先后”与“方向”的感
觉、没有动静的区别,更不会有“变化”、“耗散”与“运动”的概念。细想起来,
绝对同一的世界里,由于没有上下、左右。前后、方向、过去、现在、将来等等概念,
因而不会有距离、面积、体积、也不会有因果性、随机性的区分!无论你如何思考,
绝对同一的世界只能是一个“点”!
同一性的否定或“破缺”,就形成了时空。因此,否定和破缺是由“点”到“时空”
的一种“爆炸”。为什么要用“爆炸”来形容时空的形成?因为由“点世界”变为“时
空”的过程中还没有“时间”!也就是说,从“点”到“时空”的过程是一个无时间的
过程,与爆炸相似,瞬息即成。这就是为什么“宇宙创生的大爆炸理论”能够成立的根
本原因。
二、同一性的“N维破缺”产生N维空间和N元数
同一性的“破缺”是产生“数量”的根源。当我们感知一条一维直线时,实质是以
“相对距离”的大小将各点区分开来,这种“相对距离”的存在,使得线上每一点与
一个实数联系了起来,可以认为一维“破缺”是产生实数的依据;同样地,同一性的
二维破缺,产生了二维平面,各点之间的差异用两个“相对距离”反映,实质是,同
一性的二维“破缺”是产生复数的依据,类似地,同一性的四维破缺,产生了现实的
四维时空,产生了反映各点差异的“四元数”。但是,这个四元数是否就是经典数学
中的那个四元数呢,很象,但不一定完全一样。
一个N维空间仰赖于一个“N元数”来描述和认识,不同的N维空间有不同的N元数。
1/2维空间、分数维空间、应该对应地有“1/2元数”、“分数元数”,它们同样都是物
理世界某种同一性破缺特性的描述工具。
三、 时空演化规律是非线性微分方程的奇解
只要仔细地思考问题,就可发现:“开始”、“终结”等概念是在已经认定“时间”
存在的前提下才有意义。只有在时空中才能谈论事件,才能理解事件的始终。“开始”、
“终结”这些概念只适用于除时间自身外的事物,不适用于时间本身。因此,谈论时间
的起点、终点是毫无意义的。
追问宇宙大爆炸“之前”的状态也是没有意义的。有鉴如此,我们不能谈论整个宇宙
演化的“初始条件”,如果用微分方程来描述宇宙的演化,那么现实世界随时间的演化
规律应该是这个方程的不需要初始条件的“奇解”(包络)。而存在这种性质奇解的方
程必须是非线性的,所以宇宙时空的演化规律应该是非线性微分方程的奇解。
四、 时空中存在一种“虚实”关系
现实的时空有个基本性质:时间是一维而空间为三维。因此,时间只可能有正负两个
方向,而空间则有无穷多个方向。将这种特征与数学中的四元数对比,可以将时间与实
数部分对应、将空间与三个虚数部分对应。于是,时间和空间有一种虚实匹配关系,可
以认为,时间是实的,空间则是虚的,它可被理解为 “分化为三维”的“虚化”了的
时间。
五、 不能谈论时间本身的快慢,只能说时间的缩放
研究事物进程的快慢和运动速度,都是相对于时间进程而言的,都是状态变量对时间
的变化率。时间作为世界的基本进程,对其自身而言无所谓快慢,我们不能谈论时间本
身的快慢与速度,因为那是没有意义的。
任何情况下,时间都是进程的基准,对一定的参照系,它一往无前,没有停顿、加速、
返回、缓慢等等概念。《相对论》中所指的时间相对性,是说明所有在时间中的事物的
具体进程的速度与参照系的运动状态有关。例如运动的钟走得馒些、运动系统中的生物
节律也要馒些,但不能说时间走得馒些,而只能说描述时间的数值缩小了。事物的时间