1樓:小猴鼕鼕
虛時間不是指想象:它是指數學中非常古老的觀念。對於一位給定的觀察者,空間和時間當然是可區分的:
我們用尺來測量空間,用鐘錶測量時間。愛因斯坦和赫爾曼·閔可夫斯基在上世紀初指出,不同的觀察者的空間和時間概念,只不過是同一個統一的空間——時間觀念的不同方面。
歐幾里德空間(euclidean space),簡稱為歐氏空間(也可以稱為平直空間),在數學中是對歐幾里德所研究的2維和3維空間的一般化。這個一般化把歐幾里德對於距離、以及相關的概念長度和角度,轉換成任意數維的座標系。這是有限維、實和內積空間的「標準」例子。
歐氏空間是一個特別的度量空間,它使得我們能夠對其的拓撲性質,例如緊性加以調查。內積空間是對歐氏空間的一般化。內積空間和度量空間都在泛函分析中得到了**。
歐幾里德空間在對包含了歐氏幾何和非歐幾何的流形的定義上發揮了作用。一個定義距離函式的數學動機是為了定義空間中圍繞點的開球。這一基本的概念正當化了在歐氏空間和其他流形之間的微分。
微分幾何把微分,會同匯入機動性手法,區域性歐氏空間,**了非歐氏流形的許多性質。
當一個線性空間定義了內積運算之後它就成為了歐幾里德空間。歐幾里德空間是無窮大的。\
2樓:匿名使用者
問題補充:可書上是這麼說的 誤會了,那正好相反,非歐幾里得時空才是。 不懂
在歐幾里得時空中,為什麼虛時間和空間無區別?謝謝。
怎樣理解虛時間和穿躍時空?
3樓:花絮寶寶
虛時間是無法理解的,就像四維空間,不是人類這種生活在三維空間和一維實時間裡的生物可以想象出來的。只能通過數學公式表達出來
至於穿越時空在人類沒有造出 光速 飛行器 前 是完全不可能的!
如果 我們人類擁有 可以達到光速的 飛行器只需要圍著地球倒轉 就可以 回到 從前
相反 使用光速飛行器正轉的話 也可以到達 未來天文學家 愛爾斯·根達 2023年 說過 !!
什麼是虛時間
4樓:匿名使用者
虛時間是一具很難掌握的概念,它可能是我的書的讀者覺得最困難的東西。我還由於使用虛時間而受到哲學家們猛烈的批評。虛時間和實在的宇宙怎麼會相乾呢?
我以為這些哲學家沒有從歷史吸取教訓。人們曾經一度認為地球是平坦的以及太陽繞著地球轉動,然而從哥白尼和伽利略時代開始,我們就得調整適應這種觀念,即地球是圓形的而且它繞著太陽公轉。類似的,長期以來對於每位觀測者時間以相同速率流逝似乎是顯而易見的,但是從愛因斯坦時代開始,我們就得接受,對於不同的觀測者時間流逝的速率不同。
此外,宇宙具有唯一的歷史似乎是顯然的,但是從發現量子力學起,我們就必須把宇宙考慮成具有任何可能的歷史。我要提出,虛時間的觀念也將是我們必須接受的某種東西。它和相信世界是圓的是同等程度的一個智慧的飛躍。
在有教養的世界中平坦地球的信仰者已是鳳毛麟角。
你可以把通常的實的時間當成一根從左至右的水平線。左邊代表早先,右邊代表以後。但是你還可以考慮時間的另一個方向,也就是書頁的上方和下方。
這就是時間的所謂的庶的方向,它和實時間夾直角。
引入虛時間的緣由是什麼呢?人們為什麼不只拘泥於我們理解的通常的實時間呢?正如早先所提到的,其原因是物質和能量要使時空向其自身彎曲。
在實時間方向,這就不可避免地導致奇性。時空在這裡到達盡頭。物理學方程在奇點處無法定義,這樣人們就不能預言會發生什麼。
但是虛時間方向和實時間成直角。這表明它的行為和在空間中運動的三個方向相類似。宇宙中特質引起的時空曲率就使三個空間方向和這個虛的時間方向繞到後面再相遇到一起。
它們會有任何可以叫做開端或者終結的點,正和地球的表面沒有開端或者終結一樣。
2023年詹姆·哈特爾和我提出,對於宇宙不能取在實時間中的歷史求和,相反的,它應當取在虛時間內的歷史的求和,而且這些歷史,正如地球的表面那樣,自身必須是閉合的。因為這些歷史不具有任何奇性或者任何開端或終結,在它們中發生的什麼可完全由物理定律所確定。這表明在虛時間中發生的東西可被計算出來。
而如果你知道宇宙在虛時間裡的歷史,你就能計算出它在實時間裡如何行為。以這種方法,你可望得到一個完整的統一理論,它能預言宇宙中的一切。愛因斯坦把他的晚年獻身於尋求這樣的一種理論。
因為他不相信量子力學,所以他沒有尋找到。他不準備承認宇宙可以有許多不同的歷史,正如在對歷史求和中的那樣。對於宇宙我們仍然不知道如何正確地對歷史求和,但是我們能夠相當肯定,它將牽涉到虛時間以及時空向自身閉合的思想。
我認為,對於下一代的人而言,這些思想將會像世界是圓形的那麼自然。虛時間已經成為科學幻想的老生常談。但是它不僅是科學幻想或者數學技巧。
它是某種使我們生活於其中的宇宙成形的某種東西。
5樓:匿名使用者
宇宙的創生是我們用虛時間研究的問題之一。最初,能量被封閉在非常非常狹小的空間裡,四周是無法逾越的高牆,但是根據量子力學的隧道效應,裡面的能量會貫穿牆壁跑到外面……
這是量子宇宙論對大**起因的解釋。筆者在這裡想說的是,利用虛時間也可以解釋大**的發生。
假設在宇宙的最初(如同霍金所提倡的)時間是虛數,由於
△x力=質量*加速度=m*--------------
(△t)2 (其中的2是平方 )
加速度為距離除以時間的平方,所以當時間為虛數時,力的符號變為負(反方向)。難以逾越的高牆反過來變成了深深的塹壕,在力學上勢能(位置能)的符號發生了變化,封閉著能量的口袋在一瞬間消失,從而揭開了宇宙大**的序幕,在此瞬間裡時間由虛變實,變成了通常的膨脹。
利用虛時間不僅能消除奇點,而且還能解釋大**的起因。話題似乎又轉回到了一開始的問題上:虛時間是什麼?
由虛變實是怎麼一回事?那個過程給周圍帶來了哪些變化?……這些事情都超越了我們的想像。
6樓:源界
虛時間最早**於相對論的鐘慢公式
7樓:匿名使用者
不知道!love無望的回答是這麼回事嗎?
什麼是虛時間,如何理解呢?還有相對論和量子力學有何衝突?
8樓:匿名使用者
先解釋什麼是虛時間,虛時間屬於量子力學描述的微觀時空,從數學上講引入虛時間的變數可以解釋一些方程和現象,比如反物質、暗能量等,從物理學的哲學觀點來看,虛時間應該是組成物質的時空的一個維度,是不斷變化的對粒子形成泯滅相關的時間維度。正所謂萬事萬物存在正負虛實的狀態。
量子力學和相對論可以說水火不相容,主要表現在廣義相對論與量子力學,一個認為空間是光滑的,量子論認為空間是嘈雜混沌一片的,廣論認為光速不可超,量子論則有糾纏特性超光速。最主要的矛盾是廣義i相對論的量子化產生物理學的無窮量,也就是廣論量子化根本不可能。多少年來為了統一量子力學和廣義i相對論集合了地球上太多最聰明的大腦,但還是沒有成功,或許巨集觀的廣論,微觀的量子論分管著不同的宇宙。
9樓:匿名使用者
你懂量子力學和相對論的話就很好解釋了。大家都知道,非相對論性量子力學是與巨集觀的經典力學相對應的,整合成一句話就是由經典的哈密頓量作為時間演化算符的無窮小生成元來決定體系的演化。而由相對論的觀點這就不對了,很明顯的缺陷就是:
1,薛定諤方程的對時間和空間是不對稱的;2,相對論中的能量也和經典的能量不一樣。
解決第一個問題有兩個思路:1 將時間也和座標一樣作為算符來對待,時間t算符作用在一個態上得到的是粒子的固有時間。這就是現在大一統理論——弦理論的思路,非常繁瑣,發展的也還不太健全,屬於科研前沿課題。
2 將空間座標和時間一樣當成引數,不當算符,這就構成了現在已經很成熟的量子場論,用於解決除了引力場以外的所有相互作用的場都可以得到非常滿意的結果,可以說是非常優美非常完善的理論了,非常強大,基本是從事各個領域理論物理研究的必修課程。
第二個問題很好解決,直接用相對論中的能量代替經典的能量,用平方的話就可以的到klein-gordon方程量子化得到klein-gordon場,但有負能問題。所以狄拉克把能量在自旋空間用泡利矩陣寫成矩陣形式,得到dirac方程。這樣一下就用相對論性量子力學解釋了自旋的由來。
就是由於相對論相應導致的。之後就是各種量子化方法解決各種粒子的問題,感興趣再交流吧。
總體來說,除了引力場以外,量子力學和相對論已經非常完美的融合在很多很多領域了,而且可以解釋絕大多數的基本粒子的現象。他們的結合體量子場論其實還在繼續發展,如解決多體問題需要統計學知識,所以就有了統計量子場論用於解決多體問題,是理論凝聚態物理的基礎。可以說量子力學和相對論已經統一的很好了,而且已經用在很多領域取得了非凡的成就,就差引力場不能量子化了,算是最後一個矛盾的點了吧,解決這個問題的希望基本就在弦理論上了。
量子場論能解釋的問題弦理論基本都能解釋,但是要複雜很多很多,弦理論還在發展之中。最後說點個人的看法吧,弦理論相對於量子場論就像是量子力學的路徑積分形式對於薛定諤方程形式一樣,後者簡單實用,但前者更有理論深度更為強大。
至於虛時間就很簡單了,就是從數學上在第四維引入這麼一個概念為了方便而已,因為這樣時空的度規矩陣是單位矩陣,閔可夫斯基空間就可以用普通的歐幾里得空間去理解。但是其實也有幾本很好的量子場論書裡是不用虛時間,就用實的,換個度規矩陣而已,所以不用太在意,也不是像樓上所說引入虛時間才解釋的反物質什麼的,只是為了數學的方便而已,相對論性的量子力學就可以解釋反物質了,和你引不引入虛時間沒有關係。
希望能對樓主有幫助。
在霍金的《時間簡史》裡,虛時間和實時間是什麼意思?
10樓:高中生三
實時間是我們所能感受到的的時間,而虛時間是我們感受不到的時間的第二維,也就是與實時間垂直的一維,如果考慮虛時間的話,廣義相對論所預言的時空奇點會消失。
《時間簡史》主要向人們介紹了什麼是宇宙論,以及宇宙論最新的發展狀況。由於針對的是非專業讀者,為了不至於嚇倒他們,通篇只放了一個數學公式,就是著名的愛因斯坦質能方程:e=mc^2。
上個世紀的科學進展是無與倫比的。
《時間簡史》以最通俗的語言,對一些最古老的問題做了闡述,諸如:
* 宇宙是什麼樣的
書中並沒有給出這個問題的答案,因為科學並不能保證所有問題都有一個答案。雖然我們不能找到一套解釋整個宇宙的理論,但我們可以把這個問題分成很多小塊,併發明許多部分的理論,每一部分理論解釋有限的範圍,同時忽略其他影響。
這種方法獲得了極大的成功,例如,牛頓的萬有引力定律,只要知道星球的質量就能精確的計算出他們的軌道,而對於星球的結構,上面有沒有智慧生物等等完全可以忽略。
正由於這種方法的成功,我們對自己生活的宇宙的瞭解比起古人已經進了一大步了。
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