牛顿、爱因斯坦以及量子力学中的时空

如果把宇宙中的一切物体移走，那宇宙还剩下什么？什么都没有？不，还有空间！空间也是一种实际存在的事物。

空间看不见摸不着，却是真实存在着，而且广泛存在着。即便是组成物质的原子，它的绝大部分也是由虚无的空间构成。

人类对于时空的认知，从牛顿到爱因斯坦，再到量子力学的微观世界，时空观经历了几个重要阶段。

牛顿的时间和空间观

牛顿眼中的空间和时间都是绝对的、永恒不变的。在牛顿眼里，任何运动都是相对绝对空间而言的，比如旋转的舞者就是相对绝对空间在进行旋转。

虽然牛顿本人对时间和空间并给出严格定义，但是牛顿的方程式威力实在太大，用牛顿方程计算得出的结果和现实中的结果准确相符。所以，人们也自然而言沿用了牛顿的时空观。牛顿的时空观统治了物理界长达200多年，直到爱因斯坦的出现才被打破。

爱因斯坦的时空观

在爱因斯坦的狭义相对论中，时间和空间不再是绝对的和分离的，而是一个相对变化的统一体，即时空。

狭义相对论的核心之一就是光速不变原理。任何情况下，光速永远保持在30万千米/小时（67100万英里/小时），不会发生变化。

不论你追着光源跑，还是对着光源跑，光速永远保持不变。而为了保证光速恒定，时间和空间不再是绝对的，而是相互协调的统一体。

日常生活中，我们之所以看不到时间和空间的变化，只是因为我们生活在一个低速运动的世界里，如果我们的运动速度能够接近光速，时间和空间都会发生变化。

例如，A站在路口，B在车中以接近光速的速度经过A身边，A会发现B的车变得很短，而且B的手表走的比自己的慢。

量子力学中的时空

在量子力学的世界里，虚无的时空并不是真正的空无一物，而是充斥着各种运动，微观粒子不停的产生和消亡。

1948年，卡西米尔提议，用两个金属薄片来进行实验，结果真空状态下的两个薄片紧密地粘在了一起。这证明原子角度下，空间并不是真正的空无一物，而是充斥着运动，所以才能使物体发生移动。

从牛顿到爱因斯坦，再到量子力学中的时空，时空观在不断发生变化。而后来的希格斯场和暗物质等新研究发现也在进一步刷新时空观。时空，这个最熟悉的陌生人，或许我们还需要很久才能彻底认识清楚。