01“宇宙”与“世界”
什么是“宇宙”？
先秦诸子百家中，有一个儿子，名叫世子，曾对“宇宙”二字进行过阐释。
尸曰：“上下四方曰宇，古今曰宇宙”——“宇”指空间，“周”指时间。
因此，“宇宙”就是我们所说的时间和空间的总和。 换句话说，“宇宙论”就是“时空观”。
时间和空间
什么是“世界”？
“世界”一词是佛教用语。 “世界”是指时间，如家庭世界、人世、生活世界。 “世界”指的是空间，比如地球世界、国界、修罗世界等。 因此，“世界”和“宇宙”是同一个意思。 的含义。
那么人类历史上出现过哪些宇宙观、世界观，即空间观、时间观呢？ 这些时空观对人类的发展和进步有何影响？
浩瀚的宇宙
02时间和空间存在吗？
在介绍人类历史上出现过的时间和空间的概念之前，我们先做一些哲学上的解释：
康德曾经讨论过一个问题：时间和空间可能根本不客观存在。
请注意，这是客观的。 无论如何，主观上我们已经体验到了时间和空间。
康德认为，空间和时间不过是先验的直观感觉，这不无道理。
因为我们必须通过自己的感知系统来感知事物，比如眼睛、耳朵、手等，但这些系统感知到的信息却被概括在大脑——一个封闭的感知场中。
因此地心说认为什么是宇宙的中心，我们可能真的不知道世界上是否存在客观的时间和空间——这可能是我们时空观进一步发展面临的最大问题！
然而幸运的是，这个理论并不排除存在真实、客观的时空。
03人类时空观变迁史
抛开哲学思辨，假设时间和空间客观存在，那么人类历史上出现过哪些对人类社会产生巨大影响的时间和空间概念呢？
人类的“时空观”已经发生了数次变化。 让我们讨论最重要的几个：
04 盖天说
“天圆地圆”、“天圆如盖，地如棋局”。 天像一个“盖子”一样遮住了大地，故称“遮天说”。 盖天说主要存在于东方，可以追溯到商末周初。
南北朝时期有一首民歌《智利歌》：“智利河，阴山脚下。天如穹顶，遮盖四田，天蓝田野辽阔，风吹草，可见牛羊。” 这是图像。 。
盖天理论中：神龟背负着大地，天地之间的距离是八万里，如下图：
盖天说
05 地心说
说起地心说，很多人以为是科学时代的理论，其实不然。 早在2000多年前，西方就以地心为中心。
古希腊的埃拉托色尼就已经计算出地球的半径大约为6000公里，与我们现在测量的6400公里相差不大。
地心说认为，地球是宇宙的中心，太阳、月亮、星星都围绕地球旋转。 最著名的是托勒密的“地心模型”。 该模型非常复杂、非常聪明，并且基于复杂的数学。
托勒密
值得注意的是地心说认为什么是宇宙的中心，在地心说出现的同时，日心说也出现了！ 也就是说，古希腊的一些人认为太阳是地球的中心，地球绕着太阳转！
遗憾的是，当时的日心说并不能解决一个问题：
如果按照日心说的设定，地球绕着太阳转，自转速度一定很快（古希腊时代的数学水平很高，看看埃拉托斯特尼就知道了）——那么，为什么没有呢？人是从地球开始的吗？ 上上下下摔倒了怎么办？
在惯性与运动相对论尚不可知的时代，这个问题对于日心说来说实在是一个头疼的问题！
托勒密的地心模型非常复杂
06 日心说
“日心说”又称“地心说”，是一种与地心说相反的时空观。
“日心说”的提出者是波兰天文学家哥白尼。 “日心说”成功的一个很重要的原因是它在数学上可以与托勒密的“地心模型”相媲美。
与此同时，“日心说”开启了大航海时代，对西方近代发展起到了决定性作用。
哥白尼
当然，也有一些悲伤的故事：哥白尼的《天球公转论》直到去世后才出版； 布鲁诺因捍卫“日心说”而在罗马鲜花广场被烧死。
07牛顿的绝对空间和时间观
牛顿对物理学的贡献是毋庸置疑的。 牛顿力学三定律和万有引力定律为人类建立了全新的、先进的时空观。
牛顿的理论可以理解为“时间和空间的绝对观”——时间和空间独立于物体和运动，就像舞台和背景音乐一样。
牛顿相信宇宙有一个绝对的中心。 当然，这个中心不是地球，也不是太阳，但一定有一个绝对静止的参考系——这就是后来著名的以太。
在牛顿的时空观中，不同惯性参考系之间观测到的运动学参数可以通过伽利略变换联系起来。
牛顿的理论取得了空前的成功。 借助万有引力定律，人们仅通过计算就发现了一颗新行星——海王星。
可以说，整个工业革命都是建立在牛顿时空观的基础上的！
纸上发现的行星：海王星
08 爱因斯坦的相对空间和时间观
牛顿的绝对时空观统治了人类200年，但在19世纪末出现了问题。
为了测量地球在以太中的速度，迈克尔逊和莫雷进行了一项著名的实验，史称迈克尔逊-莫雷实验。
实验所用仪器
这是一次成功的“失败的实验”——实验上，它成功了，但在寻找以太的过程中，它失败了！
以太并不存在，更重要的是，光速与参考系无关！
在此以及后续一系列实验的基础上，爱因斯坦提出光速恒定的设定，驱动光子列车，带领人类进入相对论时代。
一种新的时空观诞生了！
爱因斯坦的理论可以理解为“相对时空观”。 时间和空间与物质交织在一起，并受到运动等因素的影响。 例如，运动和重力可以减慢时间。
在相对时空观下，物理学再次突飞猛进！ 人类也进入了信息时代。
不管你是否感觉到，我们现在的生活已经离不开爱因斯坦的理论——比如GPS导航中的参数必须用相对论修正后才能使用。