时间空间分析之基础篇

时间空间分析之基础篇
时间空间分析之基础篇

时间空间分析之基础篇

人类的知识,是关于人类所在世界的描述。当然,核心的问题离不开世界的本质。是什么、如何发展变化,既是知识的对象,更是检验知识是否真伪的标准。就如一张四方的桌面,在你描述的中不能变成了圆的。人类根据经验到的世界,加以抽象,形成基本命题,在这个基础上,通过逻辑推理出一系列结论,可以得到一系列的科学知识。

在科学史上有两个人是最重要的:一个是亚里士多德,还有一个是欧几里德。他们共同为西方人以及全人类奠定了最初的逻辑思维的基础。在座的人都学过中学的几何,平面几何,别看平面几何好像很容易学,但它是从简单到复杂的一个非常光辉的典范。大家知道欧几里德几何就是五条公理,五条公理都是明明白白的话。比如说,两个点决定一条直线,三个点决定一个平面,通过一个点可以画出无数条直线等等。他就是通过这一些不证自明的公理,一步一步地推出一些一眼看过去很难说出来的结论。人类的知识理论最基础的部分,大多是无法证明和反驳的,它们是一些假设、假定,及由假定而发展成的信仰。以此为基础,通过逻辑推理,是可以到达科学的彼岸。知识是为真,是为假。都可以通过检验其中的逻辑通路去辨别。

逻辑本身是思维规则,而人的思维对应于现象界。时间和空间是构成任何经验认识的先决条件,我们绝不能设想事物不存在于一定的时间和空间。事物的相对稳定性状态是形式逻辑的客观基础。可说的东西,是因为流变中存在相对稳定的状态,对于人类的短暂它已经算是永恒了,因而,就存在一种相对可说的东西,是为规律。事物存在于空间时间中并受时空所约束,那么,对应的,人的思维如果要保证与对应事物一致性,就得接受一些约束。这一约束我们称为逻辑规则。这些规则首先要符合这个世界所在的时空约束。

同一律规定在同一思维过程中,A始终是A。所使用的每一概念或判断都有其确定的内容,而不能任意变换。在所指的时间空间范围内,所指的质没有发生变化,则逻辑有效。由于存在这样的要求,当科学家分析问题及做实验时,总是要追求理想状态。为的是减少干扰因素,保证研究对象不因干扰而发生变化。反过来,在一个单纯环境下获得的知识,只对应于该环境下有效。只是人类相对于世界来说是短暂的,在宇宙长河中,一些短暂的瞬间对于人类来说也是永恒了;对应于宇宙如尘埃的地球也大到是全世界了。所以,一些知识对于人类来说,算是永恒的真理了。当人类眼界越来越深远,才知道并非如此。

几百年前,我们认为地球是平的,我们的地球是宇宙的中心,这都不影响它的真理性,因为我们的活动空间没有超出过地球本身。于是,平面几何可以应付一切。当我们需要研究曲面的空间时,就需要另一套理论体系。而在黎曼几何里,平行线可以相交。显然与平面几何已经发生了矛盾,平面几何的定理不能应用于曲面几何,但平面几何仍然在自己的时空约束下是正确的。纯科学的研究者都很注意知识的边界。

通过以上的分析,我们可以确定时空因素决定了逻辑规则的适用性,更决定的分析的可靠性。那么,就有必要研究时空本身的特点以及时空约束产生的原因。对于时间,牛顿在《自然哲学的数学原理》中以附录的形式作了说明,他这样写到:”绝对的,真实的和数学的时间,由其特性决定,自身均匀地流逝,与一切外在事务无关,又名延续;相对的,表象的和普通的时间是可以感知和外在的(不

论是精确的或是不均匀的)对运动的量度,它常被用于代替真实时间,如1小时,一天,一个月,一年。一团纸揉来揉去,纸上的直线、长度,角度都变了,而线上点的顺序是不变的。所以,可以说时间顺序是不变量。在分析中,不变量是很重要的,可以用来锚定其它事物。比如,中秋节前后桂花开。一天之内,早晨几点太阳出来,下午几点落山都是固定的。年龄大了,身体机能就会退化,直至生命逝去。时间到了,有些事物就会必然的出现。

对于空间,他写到:“绝对空间,其自身特征与一切外界事物无关,处处均匀,永不移动。相对空间是一些可以在绝对空间中运动的结构,或是对绝对空间的量度,我们通过它与物体的相对位置感知它;它一般被当作不可移动的空间。如地表以下、大气中或天空中的空间,都是以其与地球的相互关系确定的。绝对空间与相对空间在开关与大小上相同,但在数值上并不总是相同。例如,地球在运动,大气空间相对于地球总是不变,但在一个时刻,大气通过绝对空间的一部分,而在另一时刻又通过绝对空间的另一部分。因此,在绝对的意义上看,它是连续变化的。无论我们对什么运动进行考察,得到的关于时间、空间的一切量都是能被测量的物理量。接以上的理解,这些量不一定是绝对的,真实的。它是可以被用于代替真实的。我们用这些相对的量就可以用来处理我们这个世界(这个相对空间)的问题了。

现实情况中,我们总是处于相对空间中,根据情况的不同,可以分割出很多不同的空间来。比如地球上的任何物都随地球向同一方向运动,那么,地球上的所有物都可以说在同一空间。不过,地球上的一辆汽车在运动中,则其内部又形成一个局部空间。整个三层次世界有无数多的小空间,对其研究和分析必须照顾到其具体的局部条件,这些条件构成局限因素,决定了局部空间的特性,也决定了研究和分析的局限性。

上图中,从甲乙丙丁等位置出发,其对本质的观察在现象层的对应点分别是ABCD。因而对于本质来说,不同的人观察点不同得出的结论不一致。如果不能

用核心本质来统一,就必然形成混乱,导致认知模糊。与盲人摸象是一个道理。

世界上除了人所感觉的空间外,还可以分宏观空间、微观空间。这两空间也深度的参与人的生活,但平常难以感觉到。感觉的到的又往往与实际的存在不一致。我们夜晚看到皎洁的月亮,实际荒无人烟,表面坑坑洼洼;闪闪的星星实际上是比太阳还大的天体,而我们看到的每一不同的星光,都来自不同的时间,都遥远的让我们无法想象。微观方面,我们科学上的进步,几乎全部来自于对微观世界的研究。

在时间空间分析上,由于存在时间特性、空间特性的不同,会产生很多特殊情况。分析中不注意就会出笑话:20个人20天可以砌一栋房子,40个人需要多少时间砌同样一栋房子?标准答案是10天。可以进一步,100个人可以4天砌好同样一栋房子吗?400个人可以一天砌好同样的一栋房子吗?一对夫妻10月可以生一个孩子,请问三对夫妻三个月能生下一个孩子吗?第一个问题是空间约束,400个人不能挤在一块砌房子。第二个问题是时间约束,无论多少人帮忙,生一个足月的孩子就得要10个月。类似的问题还有一个人挑100斤可以走2里路,挑200斤可以走1里吗?古希腊的学者曾经提出一个著名的龟兔赛跑悖论。是这样的:乌龟先爬了一段在A1点,兔子在起点B点。兔子想要追上乌龟。但是,它在追乌龟的同时乌龟在往前爬。兔子想要追上乌龟,就必须到达乌龟开始所在的点A1.当它到达A1点时,乌龟又爬了一段到达A2点(它们之间的相对距离减小了).然后兔子又必须追赶到达A2点,可是此时乌龟又到达A3点(它们之间相对距离继续缩小).兔子想追上乌龟必须到达A3点,可是乌龟已经爬到A4点……这样下去,兔子和乌龟之间的距离会越来越小,也就是,一直跑下去,兔子和乌龟之间的距离会达到无穷小,但是,兔子无论如何也追不上乌龟。这一悖论之所以错误的根源是违背了时间均速流逝的规则。

我们这个世界任何事物都在一个时间空间的中存在,我们的认识也受时空约束,这是我们总的局限条件,其中每一件具体事物,由于其局部性片面性,其局限条件又更为细致。离开局限条件,知识将不复存在。若把范围收窄,加以约束,则可用性,可靠性大大提高。为了建立可用的理论体系,我们必须先设定理论适用的范围。需要给出知识之所以成立的基本假设。

张五常先生在《经济解释》中指出:“当代经济学文献中充满了那些“敏感”模型,对它们的假设稍作扰动,结果变动的范围就超出了统计检验准确性许可的范围。”例如牛顿第一定律,它是一个理想状态,但是实际上因为摩擦,它无法真正做出来。理想状态达到的理想效果是不能用实际的实验或操作证明的。它只能用理论或近似实验证明。经济学家能发现并解释别人看不到的经济现象,但预测经济却总是错就是这个原因。

而每一门类知识,都不可能对事物具有完整全面的认识,当它局限于相对有限的时间空间才是有效的。幸好,很多情况下,其运动的时间空间相对人的生命较为稳定,比如,日月星辰的运动对于人类来说是恒古不变的永恒,那么关于它们的知识就稳定而可靠,有了应用的价值。

不同的问题,就必然存在时空的不统一,就一定会存在理论不达之处。社会科学方面的研究不同于自然科学,社会科学面临的对象是复杂的,并且应用理论时又不能把相关因素剔除去。所以,往往理论有所不逮。不同的学者,面临相同的问题,存在各自不同的角度。自然问题的空间要对应于这一角度,因而只能得到对应这一空间的有效认知。所以,从他的角度出发,他的知识发现是对的,是符合逻辑的。实际上,书本上我们所看到的理论都有其合理性,只是其合理的范

围只能是特定的时空条件下,一旦超越边界,就可能出现谬误。比如说,新古典经济学以一般均衡理论为核心,擅长对完全竞争性市场的静态分析。通过精巧的数学模型,早期的新古典主义经济学让很多人相信:通过价格机制,竞争性的市场会自然而然地将资源进行最有效率地配置,从而使整个经济活动达到最优均衡。显然,它的理论框架没有“制度”因素,当它分析金融市场时没有考虑大众心理因素,也没有考虑交易标的(普通商品市场与金融及知识市场)不同会有什么变化等等。具体应用到决策时,便力不从心了。所以做为应用者要明白我们的知识在什么样的条件下是正确有效的,限制的因素在什么样的情况下会跳出来。我们的认识通常只在某个范围,某些条件下是正确的。我称为有限正确性。而如何掌握理论的局限条件是正确分析的必要条件。

最后,量子力学完全不受三大逻辑律约束,矛盾、排中、同一律。从牛顿力学到相对论,说明科学界是以事实为基础的,承认时空有限性的。

得到什么关于时间空间的基本原则?

时空是逻辑的约束条件,考察逻辑正确否,先要求时空不变。

时间特点及对研究分析的影响,空间特点及对研究分析的影响。

事例

总结语

波普尔分三个世界,世界一是物质的世界。世界二是精神的世界,世界三是精神活动的产物,如知识与艺术作品。世界是我们普遍所谈到的世界,又分为宏观世界,中观世界,微观世界。还有量子空间。

相邻关系产生结构,哲学笔记P35能量流动促进关系产生,进而形成结构。

每门学科的知识都是关于世界特定的局部知识,要想综合运用,就应该了解更多局部知识,掌握更多的局部知识,为它们建立联系,就能成倍的增加总体知识。(点与点连线随点数增加成级数增加,1、2、3、4、5点间的连线分别为1、3、6、10)规律是N*(N-1)/2,40个点有780条连线。整体大于局部是因为联系及联系所包含的信息。

一门独立的学问,由于研究的客观对象不同,其原则、形式、结构都将带有对象自身的特点。研究这门学问的方法、逻辑就会有区别于其它学科的特点。同样,如果两门学科有共性的地方,是因为研究对象有共性。每一种不同的知识,能够提供不同的视角、方法、切入点,有些知识所研究、学习的事物与当前的目标事物有共同点,如共同的结构、共同的外部环境、共同的现象;有些知识提供研究的方法论;等等,在千头万绪中更快找到切入点,产生灵感;将这些知识用于分析新事物就能获得更多的有用信息,更多的联系,这些信息或联系中就包含了新事物相关知识。瞎子找象的故事中,将几个瞎子的结论综合起来仍然可以得到完整的大象。试想,如果驯象师、狩猎者、生物学家、野生动物专家、兽医一起来成立一个大象研究专家组,肯定比单一的专家研究效果更好一些。

时间与空间

无论你从哪个空间结构观察,能都是基本组成。机械能,化学能,内能,电能,势能,光能,原子能及各种波,场。时空的运动伴随同行的是能的各种表现形式。

同一时空的特征:同时性,如果A点的时间为T a,则B点的时间T b=T a。

运动的一致性:如果A点在向某方向运动,则B点亦向某方向运动。这里就可以因此分割出很多不同的空间来了。比如地球上的任何物都随地球向同一方向运动,那么,地球上的所有物都可以说在同一空间。不过,地球上的一辆汽车在运动中,则其内部又形成一个局部空间。整个三层次世界有无数多的小空间,对其研究和分析必须照顾到其具体的局部条件,这些条件构成局限因素,决定了局部空间的特性,也决定了研究和分析的局限性。

中国经典的宇宙观,时间观?

资料:来自。。。

对于时间,牛顿在《自然哲学的数学原理》中以附录的形式作了说明,他这样写到:”绝对的,真实的和数学的时间,由其特性决定,自身均匀地流逝,与一切外在事务无关,又名延续;相对的,表象的和普通的时间是可以感知和外在的(不论是精确的或是不均匀的)对运动的量度,它常被用于代替真实时间,如1小时,一天,一个月,一年。

对于空间,他写到:“绝对空间,其自身特征与一切外界事物无关,处处均匀,永不移动。相对空间是一些可以在绝对空间中运动的结构,或是对绝对空间的量度,我们通过它与物体的相对位置感知它;它一般被当作不可移动的空间。如地表以下、大气中或天空中的空间,都是以其与地球的相互关系确定的。绝对空间与相对空间在开关与大小上相同,但在数值上并不总是相同。例如,地球在运动,大气空间相对于地球总是不变,但在一个时刻,大气通过绝对空间的一部分,而在另一时刻又通过绝对空间的另一部分。因此,在绝对的意义上看,它是连续变化的。

无论我们对什么运动进行考察,得到的关于时间、空间的一切量都是能被测量的物理量。接以上的理解,这些量不一定是绝对的,真实的。它是可以被用于代替真实的。我们用这些相对的量就可以用来处理我们这个世界(这个相对空间)的问题了。

我们所处的这个世界,处在同一个空间——时间内,,是这个世界一切物质的存在方式。分析判断任何事物,都离不开它所处的空间——时间。都必须从空间——时间的角度出发,才可能有正确的结论。时间的特点是均匀流逝,空间的特点是颗粒化不可重叠的占有空间。而微观极致,时空是非统一的,有时间无空间,有空间无时间。如量子空间应该是没时间概念。比如,人的价值={时间,空间},其中时间指生命的长度,空间={文化,艺术,思想,科学,行为能力}

数学中兔子追乌龟永远追不上的悖论,就是时间无限减少,违反了时间均匀流逝的原则。数学研究一书中有分析此例。

还有很多逻辑悖论,不是时间不一致,就是空间不一致而造成的。

老师说,一个人二十天可以盖间房,那么二十个人几天可盖间房。此问题可靠?二百个人呢?

在人文社科方面,不同时空问题往往拿来讨论对比分析,但有些具备分析条件,有些情况下具备分析条件。不存在某种绝对真理,所以,分析往往造成混乱。某种理论在某一时期会形成一种主流,产生具有垄断意义的共同话题,思想垄断。如“民主”等等

人生的选择也涉及对时空的认识,对于面对的一些困难,问题,如果用更长更广的时间空间来看,就看得开,看得清楚一些。活着的境界也是如此,如有的人受了一点伤害,就改变对整个世界的看法。把自已处在的环境当成全世界都如此。

量子力学完全不受三大逻辑律约束,矛盾、排中、同一律。从牛顿力学到相对论,说明科学界是以事实为基础的,承认时空有限性的。而社会人文学科还远没有认识到这一点,经常在学术领域做一些鸡同鸭讲的争论。从多的理论都有其存在空间,这也是和理论。存在即合理,但其合理也是有条件的,只在其存在的范围内合理。见张五常的文章。

几何学有几种,哪种是正确的?实际上没有哪种满足所有要求。在生理学上,满足微观环境下的科学结论,在宏观上并不必然起决定作用。如身体里存在有害微生物,但人可以并没有

生病。虽然你的每个陈述都是为真,但却不必然导致最后的结论为真。日常应用中平面几何为真,在地球球面计算中,曲面几何为真。

当我们观察人文、社会领域的事物时,除了分析它的构件,在应用时,更要研究如何统一融合这些要素。分析构件的方法可以深入了解细节,但我们是在一个干净的环境下分析的(理想状态是物理学、化学试验能进行的基本条件)。这些构件却是在复杂环境下共同发挥作用的。经济学的一个基本假设就是人是理性的,其经济行为都是为了争取个人利益的极大化。

时空分析之结构分析

时空分析与人文社科研究

证券分析中的时空分析

时间和空间的本质

不连续时空观的探讨及发展 翟帅 摘要:目前国内研究的大多是爱因斯坦的四维连续时空,而本文的工作是以圈量子理论为主要依据,并进一步发展,使之成为描述时空特点的完善的理论。为什么时空总是和热力学产生那么多深刻的联系呢,因为能量是时空产生的原因,而热即是能量的一种。 关键词:不连续时空能量芝诺悖论圈量子理论 、、目前时空的理论 1、广义相对论 爱因斯坦的时空是四维的弯曲连续时空, 在这个时空,没有直线。引力和电磁力都可以用时空弯曲来解释。毋庸置疑,这是天才的理论,它极其深刻的说明了引力和电磁力,使人类向大统一场迈了一大步。可以把爱因斯坦的时空模型比做一种流体,这样就直观的体现了爱因斯坦时空的特点,大质量的物体会引起超流体的局部变形,变形的程度取决于物质的质量。每次新的理论的产生,不是完全的否定过去,而是将原来的理论发扬光大。 2、弦理论 20世纪,物理学最恢弘的战斗发生在广义相对论和量子论之间,广义相对论在大的空间尺度、大的质量环境下体现出了它的正确性,而从微观角度,量子力学体现出了它的正确性,为了使这两个理论统一,物理学家们提出了弦理论,这个理论认为世间万物都是由微小的弦组成,吸引了大批物理学家并取得了一些成果,但是这仍然是一个不成熟的理论,弦理论预言的大量新的基本粒子和各种力并没有被观测到。 3、混沌分形理论

有人把混沌论、量子论、相对论称作21世纪最伟大的三个学说,混沌论产生于非线性空气动力学,后来发展到宇宙学领域,它认为空间是破碎的,是不确定的,在这个时空,甚至无法测量线段的长度。分维数的不断迭代产生拉压,折叠,扭曲产生了时间和空间,它指出了时空的不连续特性,但是这个理论并不能说明时间和空间的本源。 4、圈量子理论 一些新锐的科学家,在那些经过实验检测的结论上,利用自创的数学语言,几位科学家经过计算发现,时空是量子化的,或者说是离散而非连续的,时间和空间是由极小的圈组成,圈之间的相互作用,形成了所谓的自旋网络,也就是说时空很像一堆泡沫。圈量子理论提出后,一些科学家对它进行了检验,发现广义相对论在某种上和圈量子理论很相似,此外,圈量子理论还可以很好地解释黑洞的一些现象。 、、这些理论的纰漏 1、无法解决的芝诺悖论 芝诺悖论最为著名的是阿基里斯和乌龟的赛跑,假设开始时乌龟位于前方的100米远处,而阿基里斯的速度是乌龟的一百倍。当阿基里斯跑了100米时,乌龟移动了1米,而阿基里斯再前进1米时,乌龟前进了1厘米,如此,阿基里斯永远追不上乌龟。尽管有些人号称用无穷积分可以解这个悖论,但事实上积分学本身就避开了这个悖论的逻辑,这个悖论在连续时空的前提下是无解的。 2、狭义相对论前提没有明确 狭义相对论的假设是在飞驰的火车上,而我们知道如果火车的速度没有达到光速,那么它只是在做相对运动,而相对运动可以看做静止,因此在飞驰的火车和静止的火车上并没有区别。之所以出现这个问题,是因为影响火车内时间和空间的因素不在于

时间和空间的相对性

15-2 时间和空间的相对性 教学目标 一、知识与技能: (1)同时的相对性 (2)运动长度的收缩 (3)时间间隔的相对 (4)了解时空相对性的验证 (5)了解相对论时空观与经典物理时空观的主要区别 二、过程与方法: (1)理解同时相对性的推演过程 (2)理解从“同时相对性” 出发得出“运动长度和时间间隔的相对性” 的过程 三、情感态度和价值观: (1)体会相对论崭新的时空观,体会相对论的建立对人类认识世界的影响。(2)辩证地看待经典物理理论教学重点、难点从“同时”的相对性得出运动长度和时间间隔的相对性教学方法 阅读小结

教学手段 多媒体课件 教学活动 一、“同时”的相对性 知道“同时”的相对性是相对论两个假设的直接推论。讲解过程中 要强调理解的出发点必须是两个假设,否则无法理解。 两种情景 情况1对于运动的火车上同时发生的两个事件,对于地面就不是同时的车上的观察者认为光同时到达车厢的前后两壁 站台上的观察者认为光先到车厢后壁后到前壁 讲解关键:在各个参考系中光速都为c 情况2:地面上同时发生的两个事件,对于运动的火车也不是同时的 利用相对运动原理,可假设车静人动,人和地面相当于火车,结 果与前面相似 让学生自己分析课本上的“思考与讨论” 二、长度的相对性 1、要让学生知道长度的相对性(动尺缩短),是“同时”的相对性带来 的一个普遍的时空属性,它与物体的具体组成和结构无关,当物体运动中点发光

速度越接近光速,这种收缩效应就变得越显著。 2、要讲清利用严格数学推导可以得到洛伦兹变换的相对论长度收缩公式。 3、要让学生理解长度收缩公式的物理意义,必须注意参考系的选择及参考系的运动状态。 三、时间间隔的相对性t t o 教学时要分析清楚“动钟变慢”,与I同时的相目对性的联系,使学生知道运动的钟变慢是同时的相对性带来的时空属性。 ①时间间隔的相对性可以通过长度的相对性的一些简单例子加以说明。 ②要讲清“动钟变慢”(或时间膨胀)是两个不同惯性系进行时间比 较的一种效应,不要误认为是时钟的结构或精度因运动而发生了变化。 ③教学中特别指出,运动时钟变慢完全是相对的,由于两个惯性参 考系是平权的,在它们上面的观测者都将发现对方的钟变慢了。 四、时空相对性的验证 根据相对论,时间在运动中会进行的比较缓慢,也就是说,在空间中高速移动的时钟,比固定于地面上的时钟走得慢. 早在1941 年,科学家通过对宇宙线的观测证实了相对论的结论, 美国科学家罗西和霍尔在不同高度统计了宇宙线中□子的数量,结果与相对论预言完全一致.

人教版三年级下册数学第1课时 年、月、日

铁山中心小学何逸春 单元导学: 本单元的主要内容是认识年、月、日,24时计时法和简单的经过时间的计算。 本单元的教学是在学生已经学习了时、分、秒的相关知识,并在实际生活中积累了一些年、月、日方面的经验的基础上进行教学的。有关年、月、日方面的知识,越来越多地出现在学生的生活和学习中,学生已或多或少地形成了一定的时间观念。本单元在此基础上向学生明确介绍有关年、月、日等时间单位和24时计时法,以及简单的经过时间的计算等方面的知识。 学习目标: 1.使学生认识时间单位年、月、日,了解它们之间的关系;知道大月、小月、二月及其相关知识;知道平年、闰年等方面的最基本知识。 2.使学生了解24时计时法,会用24时计时法表示时刻,会区分普通计时法和24时计时法,掌握两者之间的转化方法;初步理解时间和时刻的意义,会计算简单的经过时间。 3.使学生更好地建立时间观念,养成遵守和爱惜时间的意识和习惯。 课时分配: (1)年、月、日(1) (1课时) (2)认识平年和闰年 (1课时) (3)24时计时法 (1课时) (4)利用24时计时法解决问题 (1课时) 练习课 (1课时) 整理与复习 (1课时) 单元重点知识归纳与易错总结 (1课时) 综合与实践制作活动日历 (1课时) 教法与学法: 本单元的教学中关注学生的生活经验,让学生在生动具体的情境中感受时间;重视直观教学,充分发挥教具、学具和“时间轴”的作用;采用多种途径引导学生探究、理解知识,发展应用能力。

第1课时年、月、日

一、激趣导入,引入新课。(8分钟) 1.课件出示谜语,学生猜谜语: 一物生来真稀奇,身穿三百六十五件 衣;每天给它脱一件,脱到年底剩张 皮。 2.教师出示2011年、2012年年 历,揭示课题。 (1)我们学习、生活一天,就 在日历上撕下一页,一天也叫日。板 书“日”字。 2)从1月1日开始,到1月31 日这一天,要经过多长时间?学生 答,教师板书“月”字。 (3)当我们撕下这本日历的最 后一页,经过了多长时间?学生答, 教师板书“年”字。 (4)年、月、日和时、分、秒 一样都是常用的时间单位。时、分、 秒是表示较短的时间单位,年、月、 日是表示较长的时间单位。揭题:今 天我们一起来学习年、月、日的有关 知识。 1.学生思考,交流讨论, 猜出底:日历。 2.根据老师的提问,回答 问题,并明确本节课的学习内 容。 1.说说我们学过哪 些时间单位?他们之间 的进率是多少? 答案:学过的时间单 位有时、分、秒。 1时=60分, 1分=60秒。 2.判断题。对的打 “√”;错的打“”。 (1)2月的最后一天 是2月30日。() (2)大月都是单数 月,小月都是双数月。() (3)大月有31天, 小月有30天。() 答案:(1)(2) (3)√ 3.(1) 蛋糕的生产日期是 2015年4月13日,保质 期5天。2015年4月17 日,这块蛋糕能吃吗? (2) 二、探究新知,认识年、月、日及它们之间的关系。(20分1.课件出示教材第76页主题图,引 导学生观察,找出图中标注的特别日 子。 2.引导学生进一步观察2011年有多 少个月,哪几个月是31天,哪几个 月是30天,2月有多少天。 3.课件出示示例1主题图,引导学生 用同样的方法观察,说说与2011年 1.仔细观察2011年年历, 小组合作交流,分别找出主题 图中标注的特别的日子。 2.观察后汇报:2011年有 12个月,1月、3月、5月、7 月、8月、10月、12月是31 天,4月、6月、9月、11月 是30天,2月有28天。

15.2 时间和空间的相对性 习题

15. 2 时间和空间的相对性 习题 基础夯实 一、选择题(1~3题为单选题,4、5题为多选题) 1.关于狭义相对论的说法,不正确的是( ) A .狭义相对论认为在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的 B .狭义相对论认为在一切惯性系中,光在真空中的速度都等于c ,与光源的运动无关 C .狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系 D .狭义相对论任何情况下都适用 答案:D 解析:狭义相对论适用于惯性系之间的时空理论。 2.下列说法中不正确的是( ) A .一根杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同,这是经典物理学家的观点 B .一根沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小 C .一根杆的长度静止时为l 0,不管杆如何运动,杆的长度均小于l 0 D .如果两根平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动,与它们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了 答案:C 解析:若杆沿垂直于自身长度的方向运动,它的长度将不变。 3.某宇航员要到离地球5光年的星球上去旅行,如果希望把这路程缩短为3光年,则他所乘飞船相对地球的速度为( ) A .0.5c B .0.6c C .0.8c D .0.9c 答案:C 解析:由Δt ′=Δt 1-????v c 2得,3=51-??? ?v c 2,解得v =0.8c 。 4.A 、B 两架飞机沿地面上一足球场的长轴方向在其上空高速飞过,且v A >v B ,对于在飞机上的人观察结果,下列说法正确的是( ) A .A 飞机上的人观察到足球场的长度比 B 飞机上的人观察到的大 B .A 飞机上的人观察到足球场的长度比B 飞机上的人观察到的小 C .两飞机上的人观察到足球场的长度相同 D .两飞机上的人观察到足球场的宽度相同 答案:BD

巩固课--将时间和空间还给学生 让学生主动学习(1)

巩固课--将时间和空间还给学生让学生主动学习(1) 一、开篇小语 学生对知识和技能的掌握不是一蹴而就,而是循序渐进的。存在一个认知--理解--巩固的过程。巩固课作为教学活动的一个环节,至关重要。即使是学生已经理解了的东西,不巩固也会遗忘,不练习也难以继续深化并达到熟练。外语课的整个过程都有巩固工作,大部分课堂教学都有巩固环节。巩固环节的目的在于保持、再认、再现刚学不久的话语材料以及刚刚识记的话语规则。巩固的形式是各种练习、概括、总结。所以,在巩固环节中应注意练习由浅入深、多样化、口笔并重、点面结合,还应注意练习曲线中的高原期以及巩固得适时。 巩固课是巩固新知识这一环节的扩大,也称练习课或发展口笔语技能课。它一般是新课、综合课的持续。同时,我们也把作业或测试分析课或分析之后的练习课,称作巩固课。巩固课的目的是达到教学过程的巩固要求,即通过口笔头练习刚识记的材料,使达到保持;或类推使用刚保持的教材,以求在听说读写中再认再现以至自由运用。巩固课一般不采用辨识性练习,其目的跨度很大,需视学生对需要巩固的材料的掌握程度确定教学目的。 二、案例展示 【案例1】人教新起点英语四年级巩固课例 创新教育的要点提示: 1、把学习的主动权交给学生。 2、通过任务型交际活动培养学生综合运用语言的能力。 3、拓展学生的文化视野,发展他们跨文化交际的意识和能力。 4、利用现代教育技术,拓宽学生学习和运用英语的渠道。 (一)巩固内容:词汇Tian’an men Square,the Great Wall,the Summer Palace, Beijing Zoo,Beihai Park 功能句型:Where do you want to go? I want to go to the… 注:?1 want to go to the…?是本课要完成的重点。 (二)巩固目的与要求: 认知目标:感知北京的主要景点及相关文化。

时间与空间的无限性

空间与时间的无限性 什么是无限?如何理解时间和空间的无限性?一般的回答都是如下:( 1 ) 空间的无限指的是空间在三维广延性方面的无限; 时间的无限性指的是在一维持续性方面的无限,( 2 ) 运动着的物质世界的无限性决定时间和空间的无限性。( 3 ) 整个宇宙的时间空间是无限的, 特定的具体的时间空间是有限的。(4 ) 无数特定的有限时间和空间之总和构成无限的时间空间。 这样的定义或许本身就是一个自相矛盾体。“空间的无限指的是空间在三维广延性方面的无限; 时间的无限性指的是在一维持续性方面的无限,”将空间和时间都放在了一个有限的范围内来定义无限。有限中的无限,是不能认为是绝对无限的。“时间的无限性指的是物质在持续性方面的无限性,即时间的一维性是无限的。它总是一往无前地流逝着。运动着的物体从任何一个时刻追溯它的过去和将来都是无穷无尽的。”这个表述虽然把物质运动甚至运动都置于时间和空间之中,其实这物质及运动与时间空间并没有什么内在的、必然的联系。因为时间空间的本质在这里已经被规定为三维方面的无穷延伸和一维方面的无穷持续,而运动者的物质充充其量是被放进去的。这样来定义时间和空间的无限性并未能超出牛顿的“绝对时间”和“绝对空间的”的概念。这种所谓的时间空间不是和具体的有限的事物处在同一矛盾统一体重的。而是外在于有限的规定性。这样来定义时间和空间的无限性就已经表现出割裂无限与有限的特征。现行无限性理沦原则上承认物质世界和时间空间都是无限与有限的对立统一,但又把两者之间的对立统一关系表述为:整个物质世界是无限的,空间和时间也是无限的……特定的具体的物质运动形态是有限的,特定的物质运动形态所处的空间和时间也是有限的。那么,两者是怎么统一起来的呢?“无限的物质世界是由无数特定的有限物质运动形态构成的。有限的时间和空间也是由无数的有限时间和空间构成的。”于是这对立的两者便统一起来了。这种表述实际上是将两者割裂开了。因为这样一来,无限与有限的适用对象与范围便是不一样,具体的事物便不具有无限的性质。而整个宇宙也没有了有限的性质,从而是一种非具体的抽象物。于是,有限与无限又被分离开来,两者并不是有机的统一在一起。既没有能统一在具体有限的事物中,也没能统一在抽象的无限中。在对两者的对立统一关系的解释中,无限与有限仍然是互相外在的。 无限与有限的这种互相外在,表明无限并不是在辨证的思维中把握的,而仍然是一种非此即彼的思维方式的把握。

时间和空间的性质及其维数

时间和空间的性质及其维数 付昱华 (中海油研究总院,E-mail: fuyh1945@https://www.360docs.net/doc/4011655761.html,) 摘要根据唯物辩证法,时间和空间都具有两重性,即绝对性和相对性。没有绝对时间和绝对空间,相 对时间和相对空间也就不存在,反之亦然。但是,它们的地位又是不平等的。绝对时间和绝对空间更重要,因为它们分别是相对时间和相对空间的参照系。另外,绝对空间是平直的,而相对空间可以是平直 的也可以是弯曲的。至于时间和空间的维数,是一个极为复杂的问题,需要讨论的是复杂时间和复杂空间。绝对空间是三维的,绝对时间是一维的(由三维绝对时间形成的)。对于相对空间,可以有多维空间、分数维空间、复数维空间、变维空间。对于相对时间,可以有与相对空间相对应的多维时间、分数维时间、复数维时间、变维时间。换句话说,空间与时间的关系是一一对应关系。针对一般认为空间是三维的、时间是一维的观点,根据分形理论关于自相似性和相似性的观点,得出对应于三维空间的三维时间。应用相对论中的洛伦兹变换,导出一种特殊情况下三维时间的具体形式,并将其改写为变维分形的形式。文中实例表明,建立多维时间和多维空间等框架,不仅是可能的,在某些情况下也是必须的。 关键词绝对时间,相对时间,绝对空间,相对空间,分形理论,变维分形,复杂时间,复杂空间 前言 时空理论的发展,走过了一条艰难曲折而又漫长的路。最初由牛顿建立了绝对空间和绝对时间的理论。这种时空观认为空间是个刚性的框架,而时间是均匀流逝着的。时间与空间均不受任何物理过程的影响。以后建立的相对论,提出了四维时空连续区的概念。即任何一个物理事件都对应着四个数字:其中三个表示事件的地点,一个表示事件的时间。爱因斯坦认为大量事件的总体构成一个四维时空连续区域,时空的性质与物体运动有关,其中包含着时间和空间不再是绝对的和彼此之间相互独立的含义。随着量子理论的发展,又提出了时间和空间是事物之间的一种次序的观点。 尽管时空理论在不断发展,但是有一种观点始终未变,即一般认为,空间是三维的,时间是一维的。 时间是一维的观点,令人想起了欧几里德几何学的第五公设:过直线外一点只能做一条其平行线。如所周知,只能做一条平行线的观点早已被非欧几何所突破。既然如此,时间是一维的观点是否也应该突破呢? 早在1982年,张树润在《潜科学杂志》上讨论了七维时空,提出时间是四维的。笔者在不知张树润工作的情况下,于2002年9月提出三维时间和多维时间的观点。在此基础上还可以讨论分数维时间、复数维时间和变维时间。 空间的维数同样需要重新考虑。 根据这种情况,本文提出复杂时间和复杂空间的概念,并对有关的问题进行初步探讨。 1时间和空间的绝对性和相对性 根据唯物辩证法,时间和空间都具有两重性,即绝对性和相对性。相对时间和相对空间是有条件的,暂时的,有限的;绝对时间和绝对空间是是无条件的,永恒的,无限的。绝对和相对是相互依存的,二者缺一不可。没有绝对时间和绝对空间,相对时间和相对空间也就不存在,反之亦然。没有绝对时间和绝对空间,相对时间和相对空间就不能定义。现在,如果说一个事物只有优点没有缺点,恐怕没有谁会相信。不可能只存在相对时间和相对空间的道理,和不可能存在只有优点的事物的道理是一样的。 类似于绝对真理存在于相对真理之中,绝对时间和绝对空间只存在于相对时间和相对空间之中。

时间与空间维度

B 时间与空间维度 任何文化体系总是一定时间和一定空间的人群所创造的。任何文化系统或特质,都不能没有时空参照系。我国古人,春秋时以?宇?指空间,?宙?指时间,所谓?时空?也就是?宇宙?——?上下四方渭之宇,古往今来渭之宙?。以三维空间和一维时间密切联系的四维座标系考察文化系统间的运动,是很有必要的。(《文化学概论》郭齐勇湖北人民出版社 1990.2 P250) 所谓文化的时间性,是就文化发展中的持续性、阶段性来说的。文化的时间性的内涵,包括:(1)文化在量上的累积和延续;(2)文化在质上的变异与区分,(3)文化特质在流传过程中的暂时性或长久性。从时间维度上考察,文化体系发生、发展、成熟、衰亡、复兴、重构、再生的过程即是量上的累积(连续性)和质上的变异(阶段性)之矛盾的统一过程;也就是旧特质的衰退与新特质的增加的过程,其间亦不乏由量到质的转化、飞跃,即渐进过程的中断。例如,从人类科技史上看,从常规科学到科学革命,再到常规科学和科学革命,展示了无数的运动过程。从文化特质的绵延与变异来看,有的易于变迁,如服装款式,劳动工具;有的则难于变迁,如宗教信仰,哲学理论。 文化层 文化中的时间概念影响着人们对于生存、创造、生命、未来、生活等所有方面的认识和追求,并最终形成了不同文化风格的文化形态或文化类型。因此,在文化学的研究中,时间对文化的影响往往在诸如文化层等历史文化的凝固中,得到最直接的答案。 文化层的概念最初是由德国的文化学家格雷布内尔于1904年在柏林召开的人类学、民族学、史前学会议上提出来的,在这次会议上,他提交并演讲的论文题目就是《埃塞俄比亚文化圈及文化层》,后来,文化圈与文化层一道在文化界广泛流传开来。什么叫文化层呢?所谓的文化层就是指在文化发展的历史进程中,存在着不同的层次,每一个层次都反映着不同时期的不同文化特征。从本质意义上来说,文化层是文化累积的结果,正如考古发掘一样切开文化历史的横断面,我们可以看到不同的文化层被一层层地覆盖在地下,成为历史的积淀。反映着人类文化创造的历史和文明进步的程度。(陈华文《文化学概论》上海文艺出版社2001.11 P113) 所以,文化层所代表的是一个历史时期.它的重心是指向时间维度。作为研究人类文化史的一个重要的工具性概念,文化层对于我们了解人类文化的产生、发展,比较、研究、鉴别各个民族文化嗣续有着重要的意义。 1.时间维度即历时维度 (1)原始时代(人类过着与动物相去不远的生活,一切生活来源皆仰自然赐予)农业时代(有了相对稳定的食物来源,建筑房屋等) 工业时代文化(科技发明史)(陈建宪:《文化学教程》华中师范大学出版社,2004.12) (2)传统农业文明、现代工业文明、后工业文明(衣俊卿:《文化哲学十五讲》,北京大学出版社,2004.10 P79)

如何真正把课堂还给学生

如何真正把课堂还给学生 射阳县初级中学王瑞玉 "把课堂还给学生,让课堂充满生命气息”是叶澜教授“新教育基础”改革的核心部分和精华内容,是现阶段素质教育下课堂改革的方向。现在全校正在推行课堂改革,课堂教学改革是其中的重中之重,作为参与改革的实验者之一,我对自己的课堂教学也进行了外科手术式的整容与改造,同时也面临着一些困惑。下面将从“为什么将课堂还给学生”,“如何还”以及“还存在哪些困惑”三个方面来阐述在课堂教学改革过程中的收获与问题。 一、为什么将课堂还给学生。 课堂教学应被看作师生人生中的一段重要的生命经历,是他们生命中的有意义的构成部分。对于学生而言,课堂教学是其学校生命的最基本的构成部分,它的质量,直接影响学生当前及以后的多方面发展和成长。传统的课堂教学认为课堂教学要体现教师的主导性与学生的主体性,有的教师始终认为自己上课在讲解的过程中提问学生或让学生思考自己提出的问题已经充分体现了教师的主体性和学生的主导性,我以前也是这样做的,但这其中存在很多问题,总结起来主要存在以下几个: (一)课堂时间的分配上,教师占有的时间过多。例如我所教的初三数学,复习时知识点较多,以前每堂课首先在黑板上板书讲解,学生在下做笔记,一节课讲30多分钟,然后让学生做课堂检测,甚至有时候满堂灌。 (二)课堂空间上,教师在讲台上自我表演,没有和学生融合到一起。几乎每堂课,我们都口若悬河、眉飞色舞的讲解,学生只是成了“录音机”和“打字机”,机械的听和记,充其量只是回答教师设计好的问题,很少有时间自己动脑、动心、动情、动手、动嘴,学生参与不到课堂教学中。 (三)抹煞学生的个性,剥夺学生独立思考、独特感悟、自由联想、自由表达的个性。长久以来,并很可能在某些环境中持续下去,不少教师认为自己就是权威,教师所讲的就是标准答案,不去考虑学生的对于问题的不同做法或想法,提问学生回答问题必须回答课本上或教师自己认为标准的答案,有时学生提出异议,不去解析或进行冷处理,只简单的要求学生记住答案就可。 (四)学生在课堂上缺乏尊严,特别是人格尊严和思想尊严。在我们有些教师的课堂上,学生毫无人格的尊严和思想的尊严,教师只把他们当成生产线上的产品,而不是活生生与教师平等的人,教师往往发号施令,一言九鼎,压制学生的思想,扭曲学生的性格。 显然,传统的课堂教学模式已经严重影响了新时期社会发展对人才的培养,我们采用上述一些传统的方法教学,教师花费较大的气力却不会有太大的成效,往往一个题型经过高三三轮复习做十几遍仍然不会,针对上述问题,我们必须真正将课堂还给学生,“如何还?” 二、如何真正将课堂还给学生。 改变传统的课堂教学模式就是要改变教学过程中大多数学生大量时间不是听老师讲,就是听老师与其他同学一问一答的被动“听”课的局面,要求教师在课堂上努力为每个学生的主动参与教学提供广泛的可能性。我将自己的一些做法总结出来,以期获得同仁们指正。 (一)重视课前教学设计。要在充分了解学情的基础上建立合理的设计结构和弹性化的方案,思考师生活动的合理配置与目标,并对自己设计的方案、思路、目标、过程在课前就娴熟于心,不能简单的指望在课堂上靠自己的经验随机应变。教学设计既是一份教案更是一份学案。 (二)改变课堂教学过程中“教师为主导,学生为主体”的传统关系,建立“教与学”的有机整体而不是将教与学分成两部分;要把教学过程看作是师生为实现教学任务和目的,

读反杜林论 时间与空间 感想

读《反杜林论》“自然哲学·时间和空间”有感 摘要:本文对反杜林论第五章自然哲学·时间和空间的观念做了分析,分别对杜林错误的观点和恩格斯正确的观点做了理解,由此比较两种主义:唯心主义和唯物主义,在时间与空间看法上的不同,从而进一步深入理解了辩证唯物主义。 关键字:反杜林论时间空间唯心主义 任何事物都是在时间和空间中发展变化的。我们要正确地认识世界和改造世界,就必须树立正确的时、空观念。恩格斯在《反杜林论》哲学编《自然哲学·时间和空间》这一章中,彻底批判了杜林的唯心主义形而上学的时、空观,科学地论述了辩证唯物主义的时空观。 一.杜林的错误时空观 为了让我们充分认识到杜林唯心主义的时空观的形成过程,以便能够更加坚决彻底地否定其谬误,恩格斯首先带我们回顾了杜林的“世界模式论”。杜林的世界模式论可以概括为一下几点:(1)存在具有无限性;(2)这种无限性是不能有矛盾的,即“没有矛盾地加以思考的无限性”。(3)这种没有矛盾的无限性,“最明显的形式,是数在数列中的无限积累”。杜林的意思是,诸如1,2,3,…,的序列,就是可以无限计算下去,是不包含矛盾的。(4)这种没有矛盾的无限性,只能有一个唯一的方向。杜林认为这种向前发展的方向可以保证没有矛盾,从而使数的积累得以无限进行下去。(5)如果承认这种无限性还有第二个方向,就会陷入可以计算完本来是不能被计算完的无限数列的矛盾。杜林认为,“这种向后倒退的无限性…,显然是荒唐的”,因此存在“无限性的本质就在于,它根本没有结尾和完结”。 因此杜林得出来两个结论:(1)世界上的因果链条应当在某个时候有个开端,因此终极原因是存在的;(2)“定数律”:杜林认为,世界的无限性也必须在时间上是有开端,在空间上有界限,而且充实在整个时间和空间内的具体物都是可

第三节 时间和空间是物质运动的存在形式

第三节时间和空间是物质运动的存在形式 一、时间和空间是物质运动的普遍表现形式 (一)时间和空间的含义 时间是物质运动的持续性、顺序性。所谓持续性,是指任何一个物体的运动都要经过一个或长或短的过程。如π介子的“寿命”只有一亿亿分之一秒,但还是有一个持续的过程。电子计算机每秒可进行上千次、上万次的运算,但还是有持续的时间,谁也造不出不需要运算时间的电子计算机。所谓顺序性,是指不同事物之间运动过程的出现有一个先后顺序关系。时间的特点是一维性。这种一维性表现在:任何一个物体运动的持续性都可以用一个数来表示,时间总是朝着过去、现在和将来一个方向发展。时间的这种一去不复返性,即不可逆性,是由事物发展过程绝对不会重复的性质决定的。空间是物质的广延性或伸张性。所谓广延性或伸张性,是指客观事物所具有的一定长度、宽度和高度。也就是物质所具有的上下、前后、左右伸张的性质。物质的空间特性平常以两种形式表现出来。第一,表现为一定的体积。第二,表现为一定的位置。在数学和物理中,常常使用“多维空间”的概念,如物理学中“ 相对空间”和色度学上的“ 颜色空间”,都只有比喻或模拟的性质,并不表示现实的空间是多于三维的。在数学上设想没有宽窄只有长短的线和只有长宽而没有高低的面,这也仅是一种科学抽象,而在实际生活中这样的线和面是没有的。 (二)时间、空间与物质运动不可分离 时间和空间与物质运动是不可分离的。一方面,物质运动离不开空间、时间。离开空间、时间的物质运动是无法存在的。基本粒子尽管极其微小,但直径仍然有十万亿分之一厘米,就是说还有一定的空间。许多基本粒子的寿命极短,如中性π介子的寿命只有一亿亿分之一秒。但毕竟还是有时间的。微观粒子尚且如此,比微观粒子大的物质客体当然更是具有空间广延性和时间持续性了。因此根本没有,也不可能有在空间、时间以外的物质运动。另一方面,空间、时间离不开物质运动。一说空间和时间,就必然要问什么东西的空间和时间,离开物质运动的空间、时间是根本不存在的。空间、时间的度量离不开物质的运动。如测定宇宙间天体相互距离是用“光年”,即光运行一年的行程。对普通长度的精确测量以及对微观世界内极小长度的测定,都用电磁波以及其他基本粒子波的运动来测定。人们度量空间和时间的方法、工具和单位尽管各种各样,但都离不开物质运动。人们能够确定量、度、空间和时间的工具和单位,是因为作为工具的物质形态本身具有广延性和持续性;物体之所以能够被测量,也因为物体具有广延性和持续性;如果测量工具不具有广延性和持续性,或者被测量的物体不具有广延性和持续性,时间和空间则无法测量。由此可见,空间和时间离不开运动着的物质,物质和时间、空间不可分。正如恩格斯所说,时间和空间“这两种存在形式离开了物质,当然都是无,都是只在我们头脑中存在的空洞的观念、抽象”。总之,时间和空间是物质的存在形式,它们和物质运动密不可分。把时间、空间和物质运动割裂开来的观点是必然要导致唯心主义和形而上学。

我对宇宙和时间空间(时间法则、空间法则)的看法

我对宇宙和时间空间(时间法则、空间法则)的看法 一般的时空概念。空间是永恒不变的,变化的只是生存在空间内的生物,以及发生的事件在变化,时间被认为和空间一样,是宇宙的两个本质属性之一。神界的神修炼的最高法则就是时间法则和空间法则。 但是事实上,时间是什么,没人能下一个标准定义。时间就是物质存在的一种方式,空间是物质和物质之间的距离。时间和空间都是从物质这个更原始的概念延伸出来的次概念。而能感受到时间的,不是虚空,而是活着的人。 人的生命是有限度的。因此人类只能感受到短暂的时间。由于时间比较短,因此对时间的认识无法深入。 人类对空间的认识也是如此。由于视线狭窄,无法真正认识空间。只能根据蛛丝马迹进行猜测。在海边的人看远方的帆船,先露初桅杆再露出船身,渐渐发现生活的大陆也许不是一个平面,而是一个曲面。 随着时代发展,神对时间法则的渐渐领悟。开始探寻时间加速,时间减速,时间静止。但也涉及到一些无法理解的问题。比如返回过去,前往未来导致的悖论。 A神如果回到过去,杀掉对自己有威胁的B,那B是否会马上消失?还是说宇宙,甚至神界会分裂成无数个平行宇宙? 这个问题如果无法参破,则时间法则和空间法则无法圆满。 之所以产生这种悖论,主要是将空间看为一种不变的量度。而且把时间也看成是一种有方向性的矢量。认为过去和现在全部处在同一根时间轴上。因此会产生这种谬误。更产生多重宇宙的错误想法。 宇宙是物质构成。时间和空间是物质的两个属性。物质没有理由为了弥补对两个概念的错误认识,而无限分裂,凭空增长。 首先是时间和空间概念的更新。时间和空间是同时存在不可分割的。过去的时空,现在的时空,以及未来的时空是同时存在的。彼此之间可以通过奇异点进行链接。 A生存在A时空。他的未来时空称为B时空。他从来没有见过B时空,更不知道B时空有什么,发生了什么事情,有什么生物。但是他知道A时空之前发生的事情,这些事件称之为历史。 但是由于时空彼此链接,事实上,B时空后的C时空,D时空,却很可能被A认为是已经发生过的历史。

《时间与空间》小论文

《时间与空间》小论文 10级严济慈班蔡一鸣一,“火车过隧道”问题的修改与讨论 1,问题的提出与简化 课本中曾经提到过“火车过隧道”问题,原本看似矛盾的结果最终由“同时的相对性”得以解释:在与隧道相对静止的参考系看来,车与隧道中点重合时前后门同时关上,将因尺缩效应收缩的火车关在隧道内,故火车会与前门相撞;而在与火车相对静止的参考系看来,隧道前门先关上,然后才有车与隧道中点重合,最后后门关上,因而也会有火车与前门相撞。尽管在火车参考系看来,火车并未完整地被隧道关在里面,但火车的撞毁使这一问题得到了回避。类似地,注意到在“坦克过壕沟”问题中,同样也是由于坦克前端向下的偏移使火车撞毁,从而回避了火车在壕沟参考系看来是完整地落入,而在火车看来则是“粉碎”地落入的区别。 我不禁想,如果对“火车过隧道”问题加以修改,使火车没有撞毁或者用因果关系的制约,强迫后门的动作在时间上在前门动作之前,会呈现出什么情形呢? 于是,我对原问题加以改造:火车与隧道中点重合时,同时关上隧道的前门与后门,并由后门向前门发射一束光信号,当前门接收到信号时打开前门。 由于此时问题的关键点已与中点无关,同时为了简化下面的讨论与计算,故将问题进一步简化为:当隧道后门与火车尾端重合时,同时关闭前后门并由后门向发射信号。 考虑到既然后门向前门发射信号是以“有限”而非“无限大”的光速来讨论的,那么就不应该再认为可以在某点重合的“同时”关上前后门,因为“关门”这个命令的传播也是需要时间的。故将问题修改为:初始状态为后门打开,前门关闭,当火车运行到尾端与隧道后门重合时,由后门发射一束光信号至隧道前门,当前门接收到信号时打开前门。 2,表面上可能存在的矛盾 在与隧道相对静止的参考系(记作K系)看来:火车尾端重合后,由于光信号的速度比火车快,故信号可能比火车前端先到达前门,则前门先打开,故火

时间和空间的相对性

时间和空间的相对性公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-

§15-2时间和空间的相对性 教学目标 一、知识与技能: (1)同时的相对性 (2)运动长度的收缩 (3)时间间隔的相对 (4)了解时空相对性的验证 (5)了解相对论时空观与经典物理时空观的主要区别 二、过程与方法: (1)理解同时相对性的推演过程 (2)理解从“同时相对性”出发得出“运动长度和时间间隔的相对性”的过程 三、情感态度和价值观: (1)体会相对论崭新的时空观,体会相对论的建立对人类认识世界的影响。 (2)辩证地看待经典物理理论 教学重点、难点 从“同时”的相对性得出运动长度和时间间隔的相对性 教学方法

阅读小结 教学手段 多媒体课件 教学活动 一、“同时”的相对性 知道“同时”的相对性是相对论两个假设的直接推论。讲解过程中要强调理解的出发点必须是两个假设,否则无法理解。 两种情景 中点发光 情况1:对于运动的火车上同时发生的两个事件,对于地面就不是同时的 车上的观察者认为光同时到达车厢的前后两壁 站台上的观察者认为光先到车厢后壁后到前壁 讲解关键:在各个参考系中光速都为c 情况2 :地面 上同时发生的两个事件,对于运动的火车也不是同时的

利用相对运动原理,可假设车静人动 ,人和地面相当于火车,结果与前面相似 让学生自己分析课本上的“思考与讨论” 二、长度的相对性 1、要让学生知道长度的相对性(动尺缩短),是“同时”的相对性带来的一个普遍的时空属性,它与物体的具体组成和结构无关,当物体运动速度越接近光速,这种收缩效应就变得越显着。 2、要讲清利用严格数学推导可以得到洛伦兹变换的相对论长度收缩公式。 3、要让学生理解长度收缩公式的物理意义,必须注意参考系的选择及参考系的运动状态。 三、时间间隔的相对性 教学时要分析清楚“动钟变慢”与同时的相对性的联系,使学生知道运动的钟变慢是同时的相对性带来的时空属性。 ①时间间隔的相对性可以通过长度的相对性的一些简单例子加以说明。 ②要讲清“动钟变慢”(或时间膨胀)是两个不同惯性系进行时间比较的一种效应,不要误认为是时钟的结构或精度因运动而发生了变化。 ③教学中特别指出,运动时钟变慢完全是相对的,由于两个惯性参考系是平权的,在它们上面的观测者都将发现对方的钟变慢了。 2 1?? ? ??-?=?c v t t

四维空间与能量本质

四维空间与能量本质 王大为 国网湖北电力中超建设管理公司湖北武汉微信号:wdw45740967在我们所生活的空间中我们能够直接接触到长宽高这样比较直观的维度,还有虽然我们不能直接接触但是可以感受到的维度--时间。这四个维度共同构成了我们的四维空间。虽然还不能直接接触到四维空间,但幸运的是我们拥有回忆,在回忆里,把我们一连串的活动记录下来,这就形成了我们脑海中的四维空间,虽然它不是真正的四维空间,仅仅由一系列三维片段构成,而且我们的大脑还做不到全方向、各个角度的审视和处理,但是这也足够使我们的智力得到发展并通过学习构建了今天的社会。 对于现实的生活空间人们使用数学这样的工具来描述它,并利用其严密的逻辑来证明我们宇宙空间的自洽性。在这里,只需要一些基本的物理规律,简洁的数学描述就足以促使我们的宇宙运行下去,终日不辍。 在这些基本的物理规律中有一条及其重要的定律,那就是能量守恒定律。数百年间,经历了无数人的质疑、验证,多少永动机梦碎,至今依然屹立不倒。1915年在爱因斯坦发表广义相对论的同年,伟大的德国女数学家埃米〃诺特发现了诺特定理,第一次从理论上证明了能量与时空的对应关系(诺特定理对于物理系统空间平移的不变性给出了动量守恒定律,对于时间平移的不变性给出了能量守恒定律)。而早在十年前的1905年,爱因斯坦就提出了令世人瞩目的质能方程2 E ,向世人揭示了质量与能量 mc 的关系,质量、能量还有空间之间的关系在人类不断的探索与追问下慢慢显露出了一丝真容。人们认识到能量与空间存在着现实对应的关系,对于空间,爱因斯坦的老师闵可夫斯基创立了闵可夫斯基空间,爱尔兰数学家、

物理学家哈密顿发现了四元数,它们都可以用来描述四维空间。然而最敏锐的还是爱因斯坦,他意识到速度与时间的关系以及光速的重要性,即时间随速度的增加而变慢这一日常难以观测到的事实并给出了关系式 t c v t )1('22 -=。在这里如果我们把速度与时间联系起来,可以惊喜的发现它们恰巧具有这样的关系,利用四元数可以表述如下: 2 222221z y x z y x z y x v v v v z y x v v v v i c v j c v k c v c v c v c ++=→→???? ??+++-?=有三个空间轴上的速度,、、分别表示、、表示光速,表示四维速度矢量,注:其中 或者简洁表述如1)1(22 222 =+-c v c v 这样的形式,时间与速度的平方和刚好就是光速的平方,这像极了三角形勾股定理,时间与空间的关系呼之欲出。利用四维空间可以很好的解释这个现象,因为空间是四维的,并以光速扩展,因此所有的物体都是在以光速运动,只有方向不同。在这里时间也是一维空间,物体在其间也具有速度,且物体的时间速度大小是22v c -,与空间速度v 对应(具体了解可以见拙作《关于四元数的几何意义和物理应用》)。 可以说以时间方向作为物体运动的正方向,不同速度的物体只是运动方向偏转了而已,其它并没有什么不同。利用三角函数可以很轻易的描述时间与空间的关系并体现出能量与空间的关联性。例如以时间方向作为运动正方向,构建时间、速度、光速关系的三角形,将光速作为斜边,速度作为对边,时间作为邻边,可以得到一个α角及如下三角函数:

时间和空间的相对性

1相对论的诞生 2时间和空间的相对性 (教师用书独具) ●课程要求 1 .知道经典的相对性原理,知道狭义相对论的实验基础和它的两个基本假设. 2 .知道狭义相对论的几个主要结论. 3 .了解经典时空观与相对论时空观的主要区别,体会相对论的建立对人类认识世界的影响. ●课标解读 1 .理解经典的相对性原理. 2 .了解光的传播与经典的速度合成法则之间的矛盾. 3 .理解狭义相对论的两个基本假设. 4 .理解同时的相对性、时间间隔的相对性和长度的相对性. 5 .知道时间和空间不是脱离物质而单独存在的. ●教学地位 本节介绍相对论的简单知识,使学生对相对论有一个初步认识.

(教师用书独具) ●新课导入建议 1971年人类将三只铯原子钟分别放到地面和喷气式飞机上验证相对论:在地面将三个铯原子钟调整同步,把两个分别放在向东、向西在赤道上空高速飞行的飞机上,飞行一周后与留在地面的铯原子钟比较,三只铯原子钟跑的不一样快,为什么会出现这种现象呢?通过这节课的学习,将明白其中的道理. ●教学流程设计 课前预习安排 1.看教材. 2.学生合作讨论完成【课前自主导学】. 步骤1:导入新课,本节教学地位分析 步骤2:老师提问,学生回答补充,检查预习效果 步骤3:师生互动完成“探究1”教师讲解例题 步骤7:先由学生自己总结本节的主要知识,教师点评,安排学生课下完成【课后知能检测】步骤6:指导学生完成【当堂双基达标】验证学习情况 步骤5:师生互动完成“探究2”方式同完成“探究1” 步骤4:让学生完成【迁移应用】,检查完成情况并点评 课标解读重点难点

1.知道经典的相对性原理,能说出狭义 相对论的实验基础和它的两个基本假 设. 2.能说出狭义相对论的几个主要结论. 3.了解经典时空观与相对论时空观的主 要区别,体会相对论的建立对人类认识 世界的影响. 1.狭义相对论的两个基本假设.(重点) 2.时间与空间的相对性的理解.(难点) 相对论的诞生 1 . (1)经典的相对性原理 ①表述一:力学规律在任何惯性系中都是相同的. ②表述二:在一个惯性参考系进行的任何力学实验都不能判断这个惯性参考系是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动. ③表述三:任何惯性参考系都是平权的. (2)狭义相对论的两个基本假设 ①狭义相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的. ②光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的. 2 .思考判断 (1)静止或匀速直线运动的参考系是惯性系.(√) (2)由于在任何惯性系中力学规律都是相同的,因此,研究力学问题时可以选择任何惯性系.(√) (3)在不同的惯性系中,光速是不相同的.(×) 3 .探究交流 一只苍蝇从一列时速300千米的火车里起飞,按理说,它的飞行时速至少

时间和空间的相对性

高二年级物理学科导学案 题目:时间和空间的相对性 【学习目标】 1.知道狭义相对论关于时空相对性的主要结论 2.了解经典时空观与相对论时空观的主要区别,体会相对论时空观的建立对人类认识世界的影响3.通过实例,了解时间和空间的相对性,体会相对论时空观与低速世界情境的差异。 重点:狭义相对论关于时空相对性的重要结论 难点:“同时”的相对性 【使用说明学法指导】 1.先通读教材,勾画出本节内容的基本知识,再完成教材助读设置的问题,依据发现的问题,然后再读教材或查阅资料,解决问题。 2.独立完成,限时15分钟 I、知识准备 1.狭义相对性原理:在不同的参考系中,一切都是相同的。 2.光速不变原理:的光速在中都是相同的。 II、教材助读 一.同时的相对性 1.经典的时空观:在同一个惯性系中不同地点同时发生两个事件,在另一个惯性系中观察也是 的。 2.相对论的时空观:“同时”具有性,即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件,在另一惯性系中观察的。 二.长度的相对性 3.经典的时空观:一根杆的长度不会因为观察者是否与杆做而不同。 4.相对论时空观:“长度”也具有,一根沿自身长度方向运动的杆,其长度总比静止的长度,但在垂直于杆的运动方向上,杆的长度 5.相对论长度公式:。 三.时间间隔的相对性 6. 经典的时空观:某两个事件,在不同的惯性参考系中观察,它们的时间间隔是的。 7.相对论的时空观:某两个事件,在不同的惯性参考系中观察,它们的时间间隔是的,惯性系越大,惯性系中的进行得越慢。非但如此,惯性系中的一切过程都变慢了 8.相对论时间间隔公式: III、预习自测 1.(1)经典物理学家认为:如果两个事件在一个参考系中是同时发生的,那么在另一个参考系中观察也一定是________发生的.即同时是绝对的,与所在的惯性参考系________. (2)狭义相对论的时空观认为:同时是________的,即在一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件,在另一个惯性系中不一定是________的. 2.(1)经典的时空观:一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做________________而不同. (2)相对论的时空观:长度也具有____________,一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度____,但在垂直于杆的运动方向上,杆的长度______. (3)相对长度公式:设相对于杆静止的观察者认为杆的长度为l0,称为固有长度,与杆有相对运动的人认为杆的长度为l,杆相对于观察者的速度为v,则l,l0,v的关系是l=________________________. 3.(1)经典的时空观:某两个事件,在不同的惯性系中观察,它们的时间间隔总是________的. (2)相对论的时空观:某两个事件,在不同的惯性参考系中观察,它们的时间间隔是________的,惯性系________________越大,惯性系中的______________越慢.非但如此,惯性系中的一切__________________________________________________________. (3)相对时间间隔公式:设Δτ表示与运动的惯性系相对静止的观察者观测的时间间隔,Δt表示地面上的观察者观测同样两事件的时间间隔,则它们的关系是Δt=________________________. 4.相对论认为________和________是有联系的,与物质的________________有关.经典物理学则认为空间和时间是脱离物质而存在的,是绝对的,空间和时间之间没有什么联系. 请将预习中不能解决的问题写下来,供课堂解决

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