烧脑：时空是假想出来的

时间和空间是人们最常见的物理现象。但其实时间和空间就是人类用以描述事物状态、现象、进程、频次、方位、大小等等物理属性的相对维度，是人们假想的经纬坐标线而不是客观存在。

空间和长度的本质是统一的。我们知道，在数学的解析几何中，最基础的单元是点，最基础的数量是一个长度单位，而后是两点决定一条直线，不在同一直线上的三点决定一个二维平面坐标系，一个平面和这个平面之外的一点又可以决定一个空间三维直角坐标系。这就是我们用数学语言来描述的空间。现代研究表明，宇宙空间虽然大到几乎超出人类想像，但它却是平直的，没有此前预想的那么复杂。也就是说，各种把宇宙说成十维十几维的理论，至少在目前认知的限度下还无法证实，目前所认知的宇宙时空就是三维空间加一维时间而已。较之经典物理学时代认为时间和空间都是各自独立的存在的绝对时空观更进一步。

回到本题。此前人们为了统一长度单位米的度量，曾定义经过法国巴黎（国际计量局总部所在地）的地球子午线长度的几千万分之一为一米，为此还用铂铱合金制作了米制原器。随着科技的进步，人们发现米制原器和地球子午线长度都有极细微但可测量的差别。后来又根据经精密测量发现的光速不变原理，重新定义真空条件下光子行进1/299792458秒所经过的距离为一米。由此可见，长度单位和时间一样，也是人们为描述客观事物的物理现象而人为定义的一种度量维度和坐标体系，它并不能独立于客观事物而存在。

说起来比较费解。北京距上海一千二百公里，地球离太阳一点五亿公里，银河系直径达十几万光年，难道不都是实实在在摆在那里的客观存在么？但相对论告诉我们：空间是依赖于客观物质与能量而存在的，它和时间一样是人类用一个相对易观测易对比的参照系来确定的描述客观存在的坐标维度，人们常见的描述物质的大小、长短、距离、速度等等空间特征，都是相对于某一参照坐标而言的，并不是物质固有的永恒的特征。

京沪相距1200千米，实际上是与光在真空完成行进1200000/299792458秒的事件具有某些等效特征的现象。一个星系距离地球一亿光年，实际是我们观测了一亿年前这个星系的某些特征。爱因斯坦建立的相对论方程，其中有个极端物质状态下的解预言存在某种质量无穷大，时空曲率非常大的天体。爱因斯坦一直怀疑这种理论预言物质状态的存在。但后来，人们发现了黑洞天体的存在，证实了相对论方程的适用性。空间是人类对质量的特征描述，它因质量的存在而存在因质量的变化而变化。在人类感官可直接感知的世界它是曲率为零的三维结构，但在质量特别大甚至无穷大的情况下，它可能被扭曲甚至曲率大到超乎想象，就连没有静止质量的光子都无法逃逸！

空间的膜结构，是对相对论理论下时空的形象化描述。广义相对论告诉我们，任何空间的存在及变化，其本质是因质量的存在及质能变化所带来的空间扭曲。只不过这种理论只有在极大尺度下的宇宙空间才更容易被测度、验证和理解。

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