时间和空间哲学PPT课件

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电影《黑洞危机》讲述了在美国 一个中心城市的科学实验室里， 一个粒子的加速装置发生了意外， 导致实验室里产生了一个不断扩 大的黑洞并且从黑洞中走出一个 拥有极大电流的恐怖异种，这一 切使得整个地球开始巨烈的震动 并开始迅速吞噬着一切，房屋、 生命乃至整个地球。
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《黑洞》讲述了在外太空探险的美国“天鹅号” 太空船，由冷酷严峻的蓝刻博士领导，他有一 个狂妄的科学计划，机缘巧遇的“天鹅号”找 到了宇宙最神秘的禁地——黑洞，他们不顾一 切的闯入，经历了人类前所未有的冒险历程。
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纪录片《PBS爱因斯坦的相对 论》、《改变世界的方程-相对论 的故事》、《爱因斯坦的生死方 程》、《爱因斯坦的大脑》等介 绍了爱因斯坦的相对论理论。
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广义相对论认为，万有引力的本质是时 空弯曲。如果一个恒星非常巨大，到最 后就有可能支撑不了自己的引力，成为 黑洞。在宇宙到处充满了黑洞，在天文 学上已经被证实了———比如银河系的 中心就是一个巨大的黑洞。
时间和空间
时间是唯一能穿越所有维度的存在，它可
以在不同维度空间里变慢或者变快，但无法 倒流！
——《星际穿越》 不要妄想改变过去,过去任意一个细节的 改变都会引起未来翻天覆地的变化当然,那 永远不是你想要的结果。
——《蝴蝶效应》
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时空问题不仅是一个哲学问题，也是一个科学
问题，从古到今，哲人和科学家就一直在探索，
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亚里士多德认为，“时间不是运动，而 是使运动成为可以计数的东西”，“时 间是关于前后的运动的数”，以及“时 间是运动和运动存在的尺度”。也就是 说，时间是和运动密不可分的，运动的 前后连续性就是时间。可以说，亚里斯 多德的这种观点奠定了西方时间观的基 石。
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中世纪神学家奥古斯丁提出了另外一种时间观， 把时间同心灵联系起来，他认为，“现在是时 间的全部；时间是心灵自身的延伸”，“或许 说,时间分过去的现在、现在的现在和将来的现 在三类。如果说亚里斯多德的时间观是客观时 间，那么奥古斯丁的时间则是主观时间，时间 就是现在或当下，我们活在每一个当下之中， 过去只是已经消失的现在，未来是将要到来的 现在。
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而在广义相对论中，引力被描述为时空的一种 几何属性（曲率）；按照广义相对论，在局部 惯性系内，如果不存在引力，一维时间和三维 空间组成四维平坦的欧几里得空间；而如果存 在引力，引力引起时空弯曲，因而时空是四维 弯曲的非欧黎曼空间。举个例子来说，一个石 头由于地球的引力而下落（这是我们所通常熟 知的），可以描述为：由于地球的引力而产生 了时空的弯曲，石头本身没有动，而是石头所 处的时空在弯曲而已。
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哲学家康德（1724-1804）认为时间和空 间是感性直观的纯形式，时间是内感官 的纯形式，而空间是外感官的纯形式。 时间和空间都是我们与生俱来的、先天 就有的一种心理结构。我们人类这个物 种是通过时间维度去审视我们的内心世 界，而通过空间维度去审视我们的外部 世界。
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法国柏格森(1859-1941) 在《创造进化论》 等著作中把时间区分为两种，一种是习 惯上用钟表度量的时间，他称之为“空 间时间”。其二是通过直觉体验到的时 间，即“心理时间”，对此他称之为 “绵延”。
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牛顿在其1687年发表的《自然哲学的数学原理》 一书中给出了如下定义：“绝对的、真实的数 学时间，就其自身及其本质而言，是永远均匀 流动的，它不依赖于任何外界事物”。 牛顿认 为，绝对时间具有客观性，与个人的感觉无关； 绝对时间具有单向性，历史不可能倒演；绝对 时间均匀地流逝着，与个别物体的运动状态无 关。牛顿的这种时间观重回亚里斯多德式的客 观时间，也符合我们的直觉，直到爱因斯坦的 相对论推翻它，但是爱因斯坦的相对论却不那 么符合我们的直觉。
以黑洞为题材的电影还有《黑洞频率》、《黑 洞表面》、《战栗黑洞》、《黑洞乌托邦》、 《黑洞拦截》、《黑洞异变》、《虚无》等。
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黑洞产生的时空弯曲非常大，所以在黑洞附近 的一个范围内，即使速度最快的光也无法逃逸， 所以黑洞外的我们无从得知黑洞里发生了什么， 这个边界就叫“视界”。爱因斯坦和他的助手 罗森，构想了一个模型———如果有两个黑洞， 表面看不在一个时空区域，但是它们通过某种 方式连接在了一起。这两个连起来的黑洞，就 像是一座桥，把不同的两个点连在一起，从这 个黑洞进去，就能从另一个黑洞出来。这个理 论被称为“爱因斯坦-罗森桥”，这个时空之桥 被称为“虫洞”。
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在电影《星际穿越》中，两 位宇航员离开母船而进行星 际旅行，等到他们几个月后 回到母船，上面留守的宇航 员已经老了27岁。美国探索 频道甚至还拍摄了一部纪录 片《＜星际穿越﹥中的科 学》。
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有的人根据狭义相对论进一步推测，运 动速度越接近于光速，时间越慢，那么 当运动速度达到光速时，则时间停止， 而当超越光速运动时，时间会倒流。当 然，根据爱因斯坦的理论，一切物体运 动速度都不能超越光速，一旦超越光速， 相对论将不再有效，也就是说，我们现 在的物理定律将失效，这是一个我们无 法理解的世界。
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在牛顿经典力学中，时间和空间彼此独立，没 有任何联系。而在爱因斯坦的狭义相对论中， 时间、空间和运动着的物质不可分割地联系在 一起，组成四维时空，构成宇宙的基本结构， 单独谈论空间和时间没有任何意义。根据狭义 相对论，当物体（钟）以接近光速运动时， “钟”指示的时间会变慢。而当物体( 尺子) 在以接近光速的速度运动时，其长度沿速度方 向会缩短。通俗的说，“时空的相对性”会造 成高速运动物体的“钟慢、尺缩”效应。
如今仍然没有一个确定的答案。在古希腊神话 中，原始的时间神祗是克罗诺斯（Chronus）， 又称时间之神，宇宙之初最先诞生的神祇。后 来由丰饶女神瑞亚（Rhea）来掌管时光岁月的 流逝，以及时序诸女神来掌管时节或者季节。
在中国汉族神话中，掌管时光运行的是“羲和”
和“常仪”。当人们无法用理性来解释时间时， 只能想象出掌管时间的神灵。
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根据狭义相对论，我们可以进行这样一 个思想实验：有一对双生兄弟，其中一 个进入一艘宇宙飞船作接近光速的长程 太空旅行，而另一个则留在地球。结果 当旅行者回到地球后，我们发现他比他 留在地球的兄弟更年轻。这有点类似于 中国民间故事中，“天上一日，地上十 年”。虽然这种说法比较夸张，但是还 是有一定科学依据的。