時空箴言

時空箴言

內容提要：本文提出關于時空的六點看法。從對時空本質的思考，
認為不能談論宇宙的邊界條件；認為描述宇宙的基本方程
應是非線性 半整數階微分方程。
關鍵詞：差異、奇解、非線性、半整數階微分。

一、 時空的本質在于“差異”
只有存在著差異，才能有時間與空間。絕對的統一、同一、靜止、平衡、對稱就不可
能有時空。在絕對“同一”的世界里，一切不可區分，沒有“先后”與“方向”的感
覺、沒有動靜的區別，更不會有“變化”、“耗散”與“運動”的概念。細想起來，
絕對同一的世界里，由于沒有上下、左右。前后、方向、過去、現在、將來等等概念，
因而不會有距離、面積、體積、也不會有因果性、隨機性的區分！無論你如何思考，
絕對同一的世界只能是一個“點”！
同一性的否定或“破缺”，就形成了時空。因此，否定和破缺是由“點”到“時空”
的一種“爆炸”。為什么要用“爆炸”來形容時空的形成？因為由“點世界”變為“時
空”的過程中還沒有“時間”！也就是說，從“點”到“時空”的過程是一個無時間的
過程，與爆炸相似，瞬息即成。這就是為什么“宇宙創生的大爆炸理論”能夠成立的根
本原因。

二、同一性的“N維破缺”產生N維空間和N元數
同一性的“破缺”是產生“數量”的根源。當我們感知一條一維直線時，實質是以
“相對距離”的大小將各點區分開來，這種“相對距離”的存在，使得線上每一點與
一個實數聯系了起來，可以認為一維“破缺”是產生實數的依據；同樣地，同一性的
二維破缺，產生了二維平面，各點之間的差異用兩個“相對距離”反映，實質是，同
一性的二維“破缺”是產生復數的依據，類似地，同一性的四維破缺，產生了現實的
四維時空，產生了反映各點差異的“四元數”。但是，這個四元數是否就是經典數學
中的那個四元數呢，很象，但不一定完全一樣。
一個N維空間仰賴于一個“N元數”來描述和認識，不同的N維空間有不同的N元數。
1/2維空間、分數維空間、應該對應地有“1/2元數”、“分數元數”,它們同樣都是物
理世界某種同一性破缺特性的描述工具。

三、 時空演化規律是非線性微分方程的奇解
只要仔細地思考問題，就可發現：“開始”、“終結”等概念是在已經認定“時間”
存在的前提下才有意義。只有在時空中才能談論事件，才能理解事件的始終�！伴_始”、
“終結”這些概念只適用于除時間自身外的事物，不適用于時間本身。因此，談論時間
的起點、終點是毫無意義的。
追問宇宙大爆炸“之前”的狀態也是沒有意義的。有鑒如此，我們不能談論整個宇宙
演化的“初始條件”，如果用微分方程來描述宇宙的演化，那么現實世界隨時間的演化
規律應該是這個方程的不需要初始條件的“奇解”（包絡）。而存在這種性質奇解的方
程必須是非線性的，所以宇宙時空的演化規律應該是非線性微分方程的奇解。

四、 時空中存在一種“虛實”關系
現實的時空有個基本性質：時間是一維而空間為三維。因此，時間只可能有正負兩個
方向，而空間則有無窮多個方向。將這種特征與數學中的四元數對比，可以將時間與實
數部分對應、將空間與三個虛數部分對應。于是，時間和空間有一種虛實匹配關系，可
以認為，時間是實的，空間則是虛的，它可被理解為 “分化為三維”的“虛化”了的
時間。

五、 不能談論時間本身的快慢，只能說時間的縮放
研究事物進程的快慢和運動速度，都是相對于時間進程而言的，都是狀態變量對時間
的變化率。時間作為世界的基本進程，對其自身而言無所謂快慢，我們不能談論時間本
身的快慢與速度，因為那是沒有意義的。
任何情況下，時間都是進程的基準，對一定的參照系，它一往無前，沒有停頓、加速、
返回、緩慢等等概念�！断鄬φ摗分兴�指的時間相對性，是說明所有在時間中的事物的
具體進程的速度與參照系的運動狀態有關。例如運動的鐘走得饅些、運動系統中的生物
節律也要饅些，但不能說時間走得饅些，而只能說描述時間的數值縮小了。事物的時間
間隔的長短是相對的，是與觀察者的運動狀態有關的。時間本身不存在“快慢”的概念，
“快慢”只對具體的事物有意義，如此而已。

六、 自然定律應是關于時間的“半整數階”微分積分方程
采用實數來描述時間時，必須注意時間的不可逆性。即現實世界只允許時間前進，不
允許倒退。如果用t表示時間變量，Δt表示時間變量的改變量，則這種不可逆性意味著
t與 Δt均大于零。因此，描述物理過程的方程不允許t 與Δt為負，一旦它們為負，方
程就失去意義。讓我們看看 這個“時間的平方根”變量，只有Δt為正時，它才取實數
值，若Δt取負值 ，它就變成了虛數，即變成不可觀測的量了，這樣恰能描述時間不可
倒退的事實！顯然，Δt和t都表示一段時間，在描述物理變量隨時間變化的方程中應該
包含它們的平方根即

可見事物的狀態變量的半整數階微分積分方程的解，一般會含有時間平方根因子，因
而可以描述時間的不可逆特性。也就是說，自然定律應是狀態變量對時間的“半整數階”
微積方程。

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