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关于时空观方面哲学论文选题,关于对爱因斯坦相对变革时空观的相关毕业论文开题报告范文
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都是一样的、不变的,即都是一个常数c；相对性原理,指的是自然规律在所有惯性参照系中,都是一样的、不变的.[7] 只要抛弃牛顿绝对时间的概念,这两条基本原理就能够彼此相容,这样两个惯性参照系之间的时间和空间变换就满足洛仑兹变换.爱因斯坦狭义相对论对时空理论的革新以及爱因斯坦时空的重要性质就包含在这个变换中,主要有下列三个方面.1.同时性是相对的
依照光速不变原理,狭义相对论认为不同地方的两件事情,在某一惯性参照系中来看,它们是同时发生的,然而相对于这一惯性参照系运动的其它任一惯性参照系来看,它们就不是同时发生的.因而同时性是相对的,时间与物质运动有关.这里需要注意的是,如果发生在同一个地点或者说是同一个点的两个事件,其同时性就是绝对的,与参照系的运动和选择无关.
2. 时间是相对的,空间也是相对的
与牛顿的时空理论不同,爱因斯坦狭义相对论的时空观认为时间间隔是相对的,也就是说,某一个过程中延续的时间在不同的惯性参照系中所测量的结果是不一样的,这是由同时性是相对的自然而然推导出的结果.最能说明这一点的便是大家熟知的运动的时钟会变慢,即时间延缓效应,它主要说的是对于每一位观察者来说,都有他们自己的时间测度,如果在天空中有一个高速飞驰的时钟,那么它对于地面上静止不动的观察者而言,钟的时间走的慢了,并且时钟飞驰运动得速度越快,钟的时间走得就越慢,这就反映了时间是相对的.
空间也不是牛顿时空理论中所认为的那样是绝对的,空间也是相对的,长度的相对性就证明了空间是相对的.也就是说,同样的一把尺子,根据所选择的惯性参照系,它们的长度是不一样的.假如A尺子是运动的,速度近于光速时,那么B尺子就会看到A尺子缩短了.[8] 这就是著名的运动的尺子要缩短,即空间收缩效应.这个效应表示空间的大小是相对的.
这两个时间和空间效应都是相对论的一种效应,它主要归结于时间和空间所具有的基本属性,这与牛顿的绝对时空观是不同的.但是这些效应又是很难被日常生活中的我们所理解的,因为这些效应都是在速度接近光速的高速运动过程中产生的,而我们通常生活在低速运动中.
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3. 时间和空间是紧密相联的,并且与物质运动密不可分
在牛顿绝对时空观中,时间均匀流逝,不受任何外在环境影响,空间则是个与任何事物无关的、静止不动的容器.而爱因斯坦狭义相对论的时空学说认为时间和空间不能各自独立存在,时间与空间是紧密联系的.一个物体的长宽高表明它的空间,可却是以时间为尺度的；太阳所在位置的不同则表明时间的不同.时间和空间与物质运动更是不可分开的,时间和空间的性质要通过物质运动表现出来.时间和空间是运动着的物质的存在方式,时间是物质运动的连续,空间则是物质运动的延伸.离开物质运动而独立存在的时间和空间是毫无意义的. （二）广义相对论对时空理论的革新
爱因斯坦狭义相对论的创建,引发了时空理论的变革,但他随之发现这种狭义相对论时空观与牛顿的万有引力定律是不相容的,于是,他又开始研究引力问题.1916年,爱因斯坦以惯性质量与引力质量相等为基础,提出了著名的等效原理和广义协变原理,创立了广义相对论.广义相对论把引力看成一个弯曲的时空,而不再把引力看成是一种力.等效原理和广义协变原理构成了广义相对论的主要内容,等效原理说的是,一个运动在含有引力场的惯性系中和在加速度系统中是完全相同的,即存在引力场的惯性系等效于加速度的非惯性系；广义协变原理是把相对性原理从惯性系推广到了非惯性系,即在任何参照系中,自然界的规律都是相同的,与我们所选择的参照系无关.
依据广义相对论,空间是一个服从黎曼几何的弯曲空间,空间弯曲的程度取决于物质本身在空间的分布.物质分布越密集的地方,引力场的强度就越大,时空弯曲得也就越厉害.因而,广义相对论告诉人们,时间和空间的性质与物质本身的分布也是紧密相关的.“物质告诉时空怎样弯曲,时空告诉物质怎样运动”[9].时间和空间与物质息息相关,时间、空间和物质构成了一个有机整体.这就是广义相对论对时空理论所作的进一步变革.
总之,爱因斯坦相对论革新了旧的牛顿力学的时空观,建立起了爱因斯坦相对论的时空观,是时空理论上的一次史无前例的巨大变革.正是爱因斯坦相对论改变了人们以往对时间和空间的理解.狭义相对论只适用于惯性系,它的时空背景是欧几里得的平直时空,狭义相对论的时空观使人们认识到时空都不是绝对的而是相对的,时空不能脱离彼此而独立存在,时空和物质运动也是密不可分的；而广义相对论则适用于一切参考系,它的时空背景是黎曼几何的弯曲空间,广义相对论的时空观使人们进一步认识到时间和空间的性质还与物质本身的分布有关,物质告诉时空怎样弯曲,时空告诉物质怎样运动,从而说明了时间—空间与物质的统一性.无论怎样,爱因斯坦相对论所引起的时空观变革都产生了深远的影响,都具有无可比拟的意义.
三、爱因斯坦相对论变革时空观的意义
19世纪末20世纪初,在物理学史上,那是一个既光明又黑暗的时期,但就是这样的一个时期,却发生了一场影响深远的现代物理学革命,诞生了相对论和量子力学,使之成为了一个激动人心的年代.[10] 爱因斯坦相对论对时空理论所作的变革无论是在当时还是在日后,都对科学和哲学产生了不可磨灭的影响,意义巨大.
(一)在科学上,推动了物理学和科学技术的发展
时空观的变革与科学尤其是物理学的发展是相辅相成的,物理学的发展推动了人们对时间和空间性质的认识,而每一次时空理论的新变革又都是物理学进一步发展的基本前提和主要标志.爱因斯坦相对论对时空观所作的变革无疑是巨大的,它推进了现代物理学革命,为现代物理学的发展奠定了理论基石,从而推动了科学技术的发展.[11] 可以说,爱因斯坦相对论时空观的出现是世纪之交中的创举之一.
在爱因斯坦狭义相对论时空观中,不仅否定了牛顿经典力学体系中关于时间和空间的概念及其之间的关系,还赋予了质量和能量及其之间的关系以全新的含义.质量并不是绝对不变的,物体在运动速度近于光速时,质量就会接近无穷大；质能关系式则告诉人们质量和能量也不是单独存在的,而是一个质能统一体,质量守恒定律与能量守恒定律是融合在一起的,这就为原子核物理学的发展和应用开辟了新天地.爱因斯坦广义相对论时空观使人们开始对宇宙时空产生了浓厚的兴趣,是人们关于天文学中时空理论的一次大变革.所有这些变革都毫无疑问的促进了自然科学的发展.
(二)在哲学上,丰富和发展了辩证唯物主义时空观
爱因斯坦相对论对时空理论的变革不只是对物理学和科学有重大意义,并且在哲学方面也具有无法比拟的影响,可以说,爱因斯坦相对论时空观本身就具有哲学的意味.
爱因斯坦相对论时空观认为时间和空间之间是互相关联的,时间和空间作为客观存在是绝对的,但同时又是相对的.物质本身以及物质运动与时间和空间是不可分割的,离开任意一方谈论彼此都是没有意义的.这就说明了时间、空间和物质三者之间存在的联系,揭示了时空是运动着的物质的存在方式,改变了人们以往对时空与物质关系的认识,从而有力的批判了机械唯物主义中把时间和空间与物质及其运动割裂开来的形而上学时空观.[12] 爱因斯坦相对论对时空观的变革进一步丰富和发展了辩证唯物主义时空观.
爱因斯坦相对论对时空观的变革还提高了人们的认识能力,使人们的思维方式发生了深刻的变化.爱因斯坦曾说：“世界上可能只有12个人能够看懂相对论,但是世界上却有几十亿人借此明白没有什么是绝对的”[13].从此人们开始认识到：对于同样的一个事物,如果不同的人从不同的角度来看,就会产生不同的结果,任何事物都不是绝对的.所以我们要用相对的眼光来看问题,而不能用绝对的眼光来看问题.世界上任何事物都不是绝对存在的,它们都是相对存在的.“长”相对于“短”而存在,“大”则是相对于“小”而言的.因此,我们不能再用牛顿绝对时空观中的机械思维来思考问题,而要以爱因斯坦相对论时空观所揭示的哲学思维来思考问题.
综上所述,通过对爱因斯坦相对论变革时空观的思考,我们不难发现,无论是在科学上,还是在哲学上,爱因斯坦相对时空观都有巨大的推动作用,它对人类社会产生了深远的影响.正是爱因斯坦相对论对时空观的变革将我们带入了一个不一样的时空世界,这个世界不再是牛顿所描述的绝对时间和绝对空间的世界,在这里我们要学会用更加开放的思维和眼光来看待它.爱因斯坦相对论时空观取代旧的牛顿时空观,不管是在科学上还是哲学上都是时空理论的一次巨大的变革.然而,任何事物都不是绝对的,当然也就不存在绝对真理,随着科学的不断发展进步,不久的将来一定会产生新的时空观,使时空世界更加绚丽多彩.（作者单位：1. 天津大学；2. 河北北方学院艺术学院）
参考文献：
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