时空箴言 |
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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
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间隔的长短是相对的，是与观察者的运动状态有关的。时间本身不存在“快慢”的概念，
“快慢”只对具体的事物有意义，如此而已。
六、 自然定律应是关于时间的“半整数阶”微分积分方程
采用实数来描述时间时，必须注意时间的不可逆性。即现实世界只允许时间前进，不
允许倒退。如果用t表示时间变量，Δt表示时间变量的改变量，则这种不可逆性意味着
t与 Δt均大于零。因此，描述物理过程的方程不允许t 与Δt为负，一旦它们为负，方
程就失去意义。让我们看看 这个“时间的平方根”变量，只有Δt为正时，它才取实数
值，若Δt取负值 ，它就变成了虚数，即变成不可观测的量了，这样恰能描述时间不可
倒退的事实！显然，Δt和t都表示一段时间，在描述物理变量随时间变化的方程中应该
包含它们的平方根即
可见事物的状态变量的半整数阶微分积分方程的解，一般会含有时间平方根因子，因
而可以描述时间的不可逆特性。也就是说，自然定律应是状态变量对时间的“半整数阶”
微积方程。
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