关于时空维度的哲学的思考
2013-05-24 01:22
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关于时空维度的哲学的思考
关于时空维度的
哲学的思考
提要
我们知道,时间和空间历来是哲学家们所关注的问题。现代科学发现:基本粒子都有与之对应的反粒子,且正反粒子相互作用后转化为γ光子。根据这一事实,我们假设物质有两种基本存在形态,即物质态和反物质态,且正反态物质相互作用后转化为γ光子。
基于上述假设,我们建立一个新群--G群。并在此基础上,借助于群理论,我们可以得到有关时空维度的信息。
设G是所有物质的集合,“·”为物质之间的相互作用,对于∨ a、b、c、e∈G有:
1。 (a·b)·c=a·(b·c) 结合律
2。 e·a=a (e为单位元)
3。 a-1 ·a=e (a-1 为a的逆元)
(上面1.式的物理意义为:物质之间的作用力满足叠加定律;2.式中的单位元在该群中是静质量为零的γ光子;3.式中的逆元在该群中是物质的反物质)。
由群的定义可知,所有物质G对其间的相互作用“·”,构成一个群,我们称为--G群。该群的表示可写成GL(n,c).根据群理论,其2秩张量空间V2 n 恰好可约化成子空间V[2] n (空间)与V[] n (时间)的直和,即
V2 n =V[2] n +V[] n
或 Ti1i2 =Si1i2 +Ai1i2
(所谓直和,即两个子空间是相互独立的,且V2n 中的每一个元素 都可以唯一地表示成各子空间元素x1 (x1 ∈V[2] n (空间))、 x2 (x2 ∈V[] n (时间))的和。即x=x1 +x2 )
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上式的物理意义是:物质的矢量空间总可以分解成两独立子矢量空间的和,或者说,物质矢量空间 总可以用两独立子矢量空间(空间和时间)的和来表示。如4维时空不变量---时空间隔
ds2 =dr2 -c2 dt2
或写成ds2 =dr2 +(icdt)2 。
由此,可以把时间看成是虚空间。
由群理论可知,构成两子空间的张量分别为:
Si1i2 =1/2(Ti1i2 +Ti2i1 )
Ai1i2 =1/2(Ti1i2 -Ti2i1 )
可以看出,Si1i2 是对称张量,Ai1i2 是反对称张量。
当n=2时,Si1i2 共有三个独立的分量;
S11 =1/2(T11 +T11 )=T11
S22 =1/2(T22 +T22 )=T22
S12 =1/2(T12 +T21 )
Ai1i2 只有一个独立的分量:
A12 =1/2(T12 -T21 )
这就构成了我们现实的三维空间和一维时间。当然从理论上讲,2并不是一个特殊的数字,n可以等于2,也可大于2。当n=3时,Si1i2 为六维度,Ai1i2 为三维度。
同样由n维引力公式F=GmM/rn-1 可知,当时空维度发生改变时,力将不再遵循平方反比定律。而实验证明,在原子核内,力的确不再严格遵循平方反比定律。为此有人提出ss存在第五种力。但笔者认为这正是由于时空维发生了改变造成的。
由此可以推测:随着宇宙的不断演化,由相变造成的对称性破缺将使时空维度的数目不断减少。可以推测,在宇宙的早期(或超微观范围内)时空维度将不再是4维度。