一. 时 间 和 空 间

                       空    间

自从爱因斯坦发表狭义相对论以来，已经一百年过去了。他的狭义和后来发表的广义相对论原理，始终主导着物理学界的理论研究工作。他的理论在绝大部分领域得到了证实，并引导着全世界尖端科技的发展。爱因斯坦成了物理学界的权威，成了人们心目中的上帝。人们学习相对论、研究相对论、崇拜相对论；相对论数学公式的推导过程，虽然无懈可击，但它所代表的物理意义却艰深难懂。大家的注意力都集中在怎样去弄懂它，即使不能理解，或者一知半解，也只怨自己笨。很少有人能从这些公式的推导过程了解它的物理意义。请问有现在有多少人研究过相对论的物理意义，确切了解相对论的那些公式在现实中、在我们的宇宙里代表些什么？在这一百年里，关于相对论的争论从来没有间断过，我想这就是因为各人对于相对论所代表的物理意义的理解不同所致吧。

要根据爱因斯坦抽象的相对论公式去推究它的物理意义那实在是太困难了，不过，既然爱因斯坦的相对论公式在用于宇宙现象的解释和计算中绝大部分被证明是正确的，我们就可以从对组成宇宙的基本元素的深入探讨中，了解它们的本质，搞清他们之间的关系，相信从中发现的宇宙发展规律，绝大部分是符合爱因斯坦理论的。

我们知道组成宇宙的基本元素有时间、空间和物质，关键是如何去正确认识那些基本元素？如何去找到它们之间的关系？

要了解一件事物，我们通常会先利用我们的五官，即看它的形状颜色、听它发出的声音、闻闻它有什么气味、再就是尝尝味道；或者摸摸它，试试手感如何？科学一点，就是检察它的物理和化学性质，或者分析它的组成成分，直至弄清它的分子、原子结构。但是，在广阔无际的星空，除了眼睛，人类所有的感官都失去了作用。虽说人类发明的许多仪器可以探测宇宙深处的种种现象，但它们的原理不外乎利用可见“光”或“射线”，这在本质上与我们眼睛的作用没有什么不同。虽然古话说，“耳听为虚，眼见为实”，自古以来，人们最信任的就是自己的眼睛；但是，人类的眼睛是否一定可靠呢？

在了解爱因斯坦的时空学说以后，知道“光”在真空中传播需要时间，光速大约是300,000km/s。任何事物的形象，传到人的眼中都需要时间。也就是说，我们人类所看到的都是事物的过去形态，而并非它在“当下”的真实存在；只是“距离”较近的事物，它的形象传到我们眼中所需的时间太短，人类无法分辨这么短的时间差异而已；例如，1000m远处的事物，它的形象传到我们的眼中仅需3.33^-6秒，远远小于我们人类感官所能分辨的最短时间，所以对我们人类来说，这个事物可算是和观察者“同时的”。而真正与我们“同时”存在的事物“本体”则处在和我们同一个时空层面上；从空间角度上看，这个“层面”实际上是事物在真是“当下”所存身的“空间”，而不是我们所看到的空间。从时间角度上去认识这个“层面”，那么，它代表的就是时间行进过程中的某个“瞬间”，这里指的就是“当下”这一时间“层面”。“空间”中任何物体，就其本身而言都处在这个时间层面。但由于事物的形象借助“光”的传播，到达我们的眼中需要一定的时间，所以，我们所看到的只能是事物过去的形象，事物在“当下”这一刻的形态，却是我们无法看到的！这个问题大家可能都想到过；但是，大家若再深入一步思考；那么空间呢？我们所看到的空间难道就不是“虚影”？难道就不是过去所有“时间”层面，在我们人类眼中所形成的“虚影”？这个“虚影”在我们眼中的形象就是“空”，也就是我们人类所认识的“空间”！，“空间”虽然也有着“层次”，但假若没有事物陪衬的话，就无法分出远近，只是空旷一片罢了。从这个意义上去思考，哪里还会有“刚性”的、在同一瞬间存在的“空间”？所以，我认为“空间”是时间“延续”的产物，是时间“运动”所产生的间隔，时间运动得越快，单位时间内产生的“间隔”越大，形成的“空间 ”就越大，时间间隔得越长（宇宙的年龄越大），宇宙的范围就越大。在我们现在所处的时空，“时间”以每秒钟300,000千米的“速度”使“当下”这一时空层面（时空意义上的球面）扩张，这种“扩张”是无中心的，或者说球面（时空层面）上的任何一点都是膨胀的中心。“时间”对于时空层面上任何一点的“速度”，都相当于时空层面的膨胀速度；所以，宇宙经过近一百四十亿年的发展，就使观察者无论从那一个方向都可以看到近一百四十亿光年远的宇宙的深处；而且，我们的宇宙从时空的意义上看也就是这么大。在没有“真实”的、无限的“刚性”空间的前提下，人类心目中的“空间”，完全受时间的制约，没有任何事物（包括空间）可以超出这个时空层面（因为超越了这个时间层面，就进入了未来！）！因此根本就没有宇宙的“外面”或宇宙外面的“空间”！“时间”和“空间”只能存在于这个“扩张的时空层面”所“围起”（这是形象化的表达，实际上时间并没有空间形态）的范围之内 。这说明了科学家们“宇宙在生成之前，既没有时间也没有空间”的论述并非杜撰或是凭空想象，而是逻辑推理的结果，相信这样的分析一定可以解开不少人心中对这个问题的迷惑吧？

既然“空间”只是在人类眼中的“虚影”，那么，在我们这个宇宙中，什么才是真实的呢？毫无疑问，每个人都会说自己是真实的、自己所接触到的物体也都是真实的。没错，我们所看到的宇宙中存在的物质都是真实的，只是它们是在整个时空中各个时段的存在。而真实的“它们”却确确实实只存在于“当下”这一个时空层面（每一个时空层面都代表了某一瞬间的整个“空间”的实际形态，这种形态既非任何观察者所看到的“空间”，也不是像爱因斯坦广义相对论中所形容的“被引力扭曲了的时空球面”），我们所看到的星空则并不是真实的物质在“当下”的反映；而是处在某一时空层面（应该说是一段时间层面比较妥当）的物质在我们人类眼中所投射的形象。但是处在十分遥远的事物，倘若它的“寿命”不够长久的话，很可能在“当下”这一时刻（时空层面）之前，早就烟消云散了！

通过以上分析，我们就会发现，我们所看到的“宇宙”或“时空”并非像大多数科学家所认为的是“空间的三维+时间的一维”那种“四维的宇宙（或时空）”，而只是简简单单的、在任何观察者“眼中”的一个两维的“时空层面”（即运动中的“当下”这一时间层面），以及我们所看到的所有“过去的时间层面的虚影”；即加上一维的时间所组成的“三维”时空！不过，要是从整体的范围（即不以某个观察者为中心或者说设他为坐标系）来认识“宇宙”，我们才可以说“宇宙”是三维的。但这却在实际上违背了爱因斯坦自己所提出的相对原理。爱因斯坦的时空变换式之所以仅仅是一元和两元的方程式，其原因就在于此，更因为根本就没有刚性的“三维空间”，所以，更不会像有些宇宙学家们所认为的，宇宙是一个五维、六维，以至于是十维、十一维的、令人类大脑的思维能力无法企及的复杂事物，现代的科学家和宇宙学家们一直把时间和空间割裂开来，把“空间”单独地看作是三维的“刚体”。我个人认为，这样的观点，事实上阻碍了宇宙学的发展！