现代时空观的演进课件.ppt

1、一、古典力学时空观牛顿时空观时空观：人们对于时间和空间物理性质的认识而形成的观念。淮南子“古往今来谓之宙，四方上下谓之宇”1)时间、空间和物质一样都是独立的客观实在。牛顿时空观的内涵和特征2)时间与空间各自独立，互不相干。3)时间和空间都与外界事物无关，都在事物之外。4)时间与空间都可以分作绝对的和相对的。牛顿时空观的真理性1)承认时空的客观性。2)指明时空的绝对性和相对性的互补与统一。3)牛顿时空在古典力学和日常生活中仍然适用。 绝对的、真正的、数学的时间自身在流逝着，而且由于基本性而在均匀地与任何其他外界事物无关的流逝着，它又可以名之为“延续性”；相对的、表观的和通常的时间是延续的一种可感

2、觉的、外部的（无论是精确的或着不相等的）通过运动来进行的量度，我们就用诸如小时、日、月、年等这种量度以代替真正的时间。自然哲学的数学原理中说的一段话： 绝对的空间就其基本性而言，是与外界任何事物无关而永远是相同的、不动的。相对空间是绝对空间的可动部分或者量度。我们的感官通过绝对空间对其它物体的位置而确定了它，并且通常地把它当作不动的空间看待。如相对地球而言的地下、大气或天空等空间就都是这样来确定的。自然哲学的数学原理中说的一段话：二、相对论时空观1905爱因斯坦：论动体的电动力学1. 狭义相对性原理2. 光速不变原理洛仑兹时空变换式：2 22 22 2 1 1x xc cv vt tt tz

3、zz zy yy y 1 1v vt tx xx x00sSv钟慢效应：12ttt12xxx21:1221111xxtttxtx时空互变方程尺缩效应：四维时空时间空间dxdxgds412222222dzdydxdtcds度规：给定四维时空中两个邻近事件的线元s格罗斯曼 1915广义相对论dxdxgds412黎曼度规张量1. 广义相对性原理g44413433323124211411gggggggggg2. 等效原理GTRgR821爱因斯坦引力场方程1.相对论时空观的内涵与特征：1)时间和空间融合为一体，称作为四维时空。2)空间和时间各自具有相对性，联系于物质运动与物质分布。dxdxgds4123

4、)四维时空用度规表示。即 ，四维时空度规具有不变性，这是相对论的四维绝对时空。4)一维相对时间与三维相对空间同四维绝对时空相统一。5)四维时空与运动物质（包括物质分布）同存。是物质存在的根本特性和基本形式。2.相对论时空对牛顿时空的变革有：1)时间与空间并不相互孤立，而是统一为四维时空。2)四维时空与运动物质并不相互孤立，而是运动物质的根本特性与基本形式。3)一维时间和三维空间不具有绝对性，随着物质的分布和物质的运动状态的变化而变化。4)统一的四维时空具有绝对性。三、耗散结构论时空观：普利戈金1、将时间区分为：外部时间动力学时间适用于简单的他组织系统内部时间热力学时间适用于复杂的自组织系统2、时间与空间仍为四维统一整体。3、对时空的物质性的理解大为深化。4、对时空的相对性的揭示大为深化。他对相对论时空观的突破有：1、时间的不均匀性、随机性和不可逆性。2、时间深入物质系统的内部、具有演化的动力性质。3、宇宙万物，各有各的独特时空，时空表征着物质系统各自演化的进度与状态。尘寰动荡二百代，云水风雷变幻急，若问那山未来事，物竟天存争朝夕。 杨振宁再见！