什么是时空？
时空是什么？时空就是时间 空间，这就是基本定义，然而这样的回答是片面的。如果用一句话来形容时空、理解时空就是“世界上最远的距离是你我近在咫尺，却处于不同的时空。”这是爱因斯坦的时空观，这是一个十分有趣的事情，源于《相对论》，一旦你理解了它，你会发现你就不是以前的你了，而且你再也回不去了。下面我通俗的来聊聊时空。
不同的时空观如果不理解相对论，大部分人会认为全世界，全宇宙大家的时间观都是一样的，就是我的手表走过一个指针是一秒，你的手表也是，而且时间匀速向前流动，就像一支箭一去不复返。空间也同样如此，你按着尺子在地上量出一米是这么大，在我这里一米同样这么大。如果你认同这点，那么说明你认同了牛顿与伽利略经典力学中的时空观，绝对时空，大家的时间和空间都是一样的，我们生活在同一个世界之中。
记住这点很重要：在经典物理学中，你可以单独说地点，而没必要说时间，因为时间与空间是独立的纬度，时间大家都一样，北京现在8点，上海必然也8点。你到达目的向家人报平安，可以说我到哪了，而不需要说现在几点了（忽略时区）。接下来我们说说能让人疯掉的爱因斯坦时空观，我们先说观点再简单论证。爱因斯坦认为时间与空间是不可分割的，因为“时间是相对的”。
这意味着不同的人，手表指针走的速度是相对的，比如你走得比较快，我走得比较慢，还有就是一件事在我看来刚发生，再你看来过了一段时间才发生，叫做同时性被打破。你会发现，在爱因斯坦的时空观中，我们并非“同一个世界的人”。我们拿坐标系来举个例子：用最简单的一维空间（二维时空），我们通常一轴为时间，一轴为空间。在绝对时空中，我们大家可以共用一个坐标系，比如我在x轴3的位置，你在4的位置，咱俩相差1个单位的空间距离，y轴作为时间轴，我们的时间是同步的，单位是一样的。
如果时间是相对的，那么由于时间流速不一样，我的手表走得慢时间单位间隔就会比你的大，因为同时性被打破，如果在你坐标系黑点（1,1）的位置发生了事件A，那么在我的看来并非在（1,1）发生的。在爱因斯坦的《相对论》中，空间也是相对的。如果我们按各自相对的时空画坐标系就会出现单位间隔不同，两个坐标系无法完美的重合在一起，也就是说我们需要各自的坐标系，不能往一起放，就像上面说的那句：我们并非同一个世界的人。
当然这只是一个比喻，世界即为时空，我们所处的时空不同。时空取决于两个因素，一种是时空本身的几何性质，比如我把时空画成网格，有物质的地方网格机会发生几何（黎曼几何）形变，也就是惠勒说的：质量告诉时空如何扭曲，时空告诉物质如何运动，这就是广义相对论中的引力，它不是力，只是时空的几何性质，由于引力扭曲了时空，时空发生形变之后时间与空间的维度会发生变化，因此有了引力时间膨胀。
诺兰大神导演的硬核科学电影《星际穿越》中，父亲乘坐飞船去往引力更强的星球与黑洞附近，经历了几个星期回来之后发现他的女儿已经垂垂老矣，因为父亲的时间膨胀了。另外一种就是速度时间膨胀，也称作动钟变慢。在一个很大的广场上，我做在一辆未来汽车上高速的在广场上运动着，而你静止在广场上。我在绕圈跑，经常与你透过车窗擦肩而过，然而我们并不在同一时空之中。
在你看来车上的时钟走得比你的手表要慢，如果车速可以无限接近光速，你会看到我车里的时钟似乎不走字了。如果速度稍微慢点，你会发现当车里的时钟好不容易走了一秒钟，而你已白发苍苍，而对于车里的我来说，我仅仅只是过去1秒钟，喘了一下气而已。你看，即使我们很近，但是我们的时空却不同。为什么会这样？这一切都源于“光速是绝对的”，光速的恒定打破了绝对时间观。
如果按牛顿认为时间是绝对的，时间需要一个参照物，只能找绝对的事物，可以说时间与光速是绝对静止或绝对匀速的，换句话说我们可以把光速看做时间的一把尺子，这就像我说这里是一米，想要确定就需要拿一把尺子来量，那么尺子的大小又需要跟真正的一米去比对才能制造出来，而比量时间跨度的尺子就是光速，因为只有它俩是绝对的。
而绝对的事物有一个问题，就是无论是高速运行的人，还是静止不动的人看来光速都是一致的。那在静止的人看来高速运动的人时间就慢了。有点抽象，再举一个例子：你站在高铁站上，高铁从你身旁驶过，某一节车厢正中间有一盏灯，发出灯光。因为光速是绝对的，车厢上的人会看到光同时到达两边。在你看来，情况却不一样，由于高铁在动，光速绝对，因此光会先到达车尾，这就是同时性被打破了。
最后牛顿所谓的绝对时间，我认为应该说是时间对于每个独立的个体或物质来说是绝对的，我如果能活100岁，即使我跑到黑洞边上，即使我速度再快，当我自己手上的手表走过100年，我就寿终正寝了。对于不同的物质、个体、甚至是一个静质量不为零的粒子来说时间都是相对的，因为我们都有各自独立的时空，即使是近在咫尺的一粒沙子，都不会与我处于相同的时空之中——一沙一世界。
物体导致时空弯曲的相互作用机理是什么？
头条上确实有很多小伙伴是物理学家，我自信自己也是他们中的一员，最起码科班出身，有能力为您解答这个问题。下面我就说一下这个问题的思路，您跟着捋一捋。一、数学与经典的时空还在幼儿园的时候，我们就开始学习查数，开始接触数学了。如果您是非常细心的人，会发现，数学包含两个部分：数和形。数是物体数量的抽象，而形则是物体外观的抽象。
数和形是我们认识这个世界的基础。有了数和形，接下来我们接触到的与物理有关的就是直尺和时钟。从数的角度说，直尺和时钟就是除法器，它们上面的刻度，是最小单元的整数倍。从形的角度说，直尺和时钟给我们描述了一个三维平直空间、一维均匀时间这样一个时空舞台。我们自身，及大自然的一切万物，就在这样一个时空的舞台中活动（运动）。
注意一下，数和形是我们认识自然理解自然的基础。不论我们做任何思考和研究都离不开最基本的数学知识，这是我们思维的起点。注意，从经验的角度来说，平直空间和均匀时间都没有问题，但是这样的默认没有经过严格的证明。这不符合科学的思维方式，要知道，即使是三角形内角和为180°，在初中几何课本中也给出了证明。然而，平直空间和均匀时间没有经过证明，就被早期物理学家们默认了。
二、牛顿无法回避的问题——万有引力的超距作用是怎么来的？现在提出一个问题，请问你如何称量体重（地球对你的引力与惯性力的合力）呢？你可能会回答，有体重秤啊。我会继续追问，体重秤是怎么实现体重测量的呢？如果我们拆开所有的体重秤，总结测量的原理，你会发现，最终都是通过物体的形变来进行测量的。以机械体重秤为例，当你站在体重秤的秤盘上，就将内置的弹簧向下压缩了一定的距离，最终这个向下压缩的距离，被以指针的方式翻译成体重的读数。
电子体重秤其实是同样的原理，当你的体重压在一个电阻上，这个电阻发生了微观形变，改变了其电阻值，由这个电阻与另外三个电阻组成电桥发生了电流的变化，最后这个电流变化被翻译成体重的读数。与体重的测量原理相同，所有测量的最本质方法都离不开数学中的形。其实牛顿的思路就是如此的，当开普勒利用第谷留下的观测数据，用反复计算，证明了哥白尼的日新说，确定了地球轨道最接近一个圆形，火星轨道是一个椭圆之后，牛顿把日心说模型与圆周运动进行了类比，提出了万有引力定律。
然而牛顿不得不回答一个问题，为什么万有引力具有超距性，不接触就能相互作用呢？我们在现实中要在水平面上实现圆周运动，就必须想办法提供向心力。比如拉住小球的绳子，或者是一个圆锥的内表面。那么太阳拉住地球的绳子在哪里呢？回到科学上来，你要回答这个问题，就必须给出坚实的证明。很显然，日心说模型是一个观测事实，这个事实与圆周运动合并同类项，认为存在万有引力存在是可以理解的，但证据并不充分。
三、光速不变原理打破了经典时空理念如果你相信引力真实存在，就意味着你要接受一个绝对的三维空间和一维时间，物质（质量）就是在这样一个舞台中运动。前面说过，这样的时空只是与我们的经验相符合，但并未给出严格的证明。空间真的是平直的吗？时间与空间真的没有关系吗？很显然，所有的时钟的最基本原理都是利用物质在空间中的周期性运动来测量，说时间与空间毫无关系，说不通。
然而，在人类历史的绝大部分时间里，我们根本没有能力制作一把测量时空的尺子。上世纪初，这把尺子逐渐浮出水面，这就是光。科学家们发现了一种新的现象，光是以有限速度在运动的。并且它的速度相对于任何参照系都是一个不变的常数。当然了，现有的测量光速的方法只能称作往返光速不变，目前还没有一种能够精确测定单程光速不变的方法。
这是因为，光是人类目前能用于同步两地时钟的最快的信号。当用于测量光速时，异地时钟无法同步，也就无法实现单程测量。如果有一天能利用量子纠缠来同步异地时钟，那么这个问题可能有望解决。既然光速是不变的，那么这个不变量，就可以成为测量的时空的尺子，这与我们使用钢板尺测量长度的道理是一样的，我们认为钢板尺不会发生伸缩，事实上并没有绝对不会发生伸缩的钢板尺。
我们只要知道了光在两个物体之间的往返时间，就能算出两个物体之间的空间距离。测量宇宙尺度，光速时目前最适合的尺子了，别无分号。当科学家们利用光速这把尺子进行测量的时候，新的现象被发现了——尺缩钟慢现象。即，当我们测量那些高速运动的物体时，会发生在运动方向上长度缩短，时钟变慢的现象。这就打破了经典物理刚性的平直空间，及时间均匀流逝的理念。
时间和空间的结构，与物质运动紧密相关。只是，这种效应比较微弱，只有当物体运动速度接近光速的时候，才明显地表现出来。这就解释了，为什么牛顿没发现这种现象。毕竟牛顿能观察到的最快的运动速度也就是天体的运行，这也是远低于光速的运动，对空间和时间的改变非常微弱，以牛顿时代的机械钟的测量精度，完全发现不了。就这样，光速不变把时空与物质的运动联系了起来，另一个把时空与物质质量联系起来的原理就是等效原理。
光速不变与等效原理，构成了新的时空理论——广义相对论。四、等效原理爱因斯坦并不是等效现象的发现人，但他是把等效现象上升为原理的第一人。早在伽利略和牛顿的时代，其实等效现象就出现了。所谓的等效其实就是引力质量与惯性质量等效。我举个例子——用天平测量质量。中学的时候，我们都知道，质量是物质的一种属性，用天平到哪去测量，质量都不变。
天平是一种利用加速度测量质量的方法，在地球表面的时候，好理解，天平两端的物体同时受到地球引力的影响，在同一地点，加速度当然是一样的。但如果我们把天平带到空间站中呢？那里是一个失重环境，换句话说，天平所处的局部空间中，以空间站为参照物，加速度为零，用天平就无法测量到物体的质量。其实也能解决这个问题，办法就是把天平放到离心机里，利用旋转产生加速度，这样就可以利用天平，在零重力空间中测量到质量了。
从这个测量过程我们也能看出，在局部空间，引力加速度和惯性加速度之间不可区分。但测量质量的方法也是要把加速度用指针摆动（几何形状）显示出来。这还是我们前面提到的，我们观察物体受力也好，运动状态也好，都需要用数和形来描述。五、质增效应这个效应大家也都应该是听说过的，就是说，随着物体运动速度的增加其质量会增大，其关系满足洛伦兹协变约束。
这样依赖，质量的大小也与运动发生了关系。如果我们结合前面介绍的光速不变、等效原理，再结合质增效应，我们会发现这样一个事实，即空间和时间并不是独立存在的，它们与物质的运动息息相关、而物质的质量也与运动息息相关。爱因斯坦在这些原理的基础之上，搞出来一个基于几何原理的引力场方程。一共有16个自变量，可见方程的复杂程度。
但这个方程其实是爱因斯坦猜的，只不过后来被天文观测所证实。结束语由于篇幅的关系，前面的介绍非常粗糙的，不过我们仍然能看出爱因斯坦的思路，即，人对现象是如何观测的、看到一个现象应该怎么去测量、如何选择参考标准，如何利用数学建立模型。从这些最基础的东西出发，从观测到的客观事实出发，通过演绎得到新的理论。最终结论就是，这些事实说明了，时空与物质的运动密不可分，用爱因斯坦自己的话说就是，物质（质量）告诉时空如何弯曲，时空告诉物质如何运动。
时空的本质是什么？它们是存在的还是人想像的？
时空的夲质是什么？它们是存在的还是人想像的？Ⅴ认证，刘捷民，回答，首先感谢《悟空问答》邀请回答这个问题。时空的夲质是什么？用一句话耒表述，时空的夲质是物质。它们是存在的还是人想像的？用一句话耒表述，它们是客观存在的，不是人想像的。无限的空间为宇，无限的时间为宙。宇宙是由时空构成的。时空是伴随着宇宙的存在而存在。
宇宙的夲质是什么？用一句话耒表述，宇宙的夲质是物质。宇宙是物质的宇宙，宇宙是由物质组成的，宇宙统一于物质。宇宙中万事万物都是物质的东西。从一元论的观点耒看，宇宙中不存在非物质的东西。从哲学的角度上看，凡是客观上存在的一切东西都是物质的东西。马克思主义哲学认为，"物质的客观实在性并不等于物质的实物性。″由此可知，物质可以分为实物性物质和非实物性物质。
整个宇宙就是由实物性物质和非实物性物质组成的统一体。实物性物质，是指一切有形的物质，是指一切看得見的物质，是指一切阳性物质，是指一切正物质，是指一切显性物质，是指一切明物质。例如，房子汽车大山河流，地球太阳月亮星星等等都属于实物性物质。非实物性物质，是指一切无形的物质，是指一切看不见的物质，是指一切阴性物质，是指一切反物质，是指一切隐性物质，是指一切暗物质。
例如，时间，空间，信息，能量，客观规律，人的意识，人的灵魂，人的姓名，科学技术，文化遣产，磁场，电磁波，太阳光，电子，量子，神精细胞，等等都属于非实物性物质。实物性物质和非实物性物质是对立统一的关系。它们在一定条件下是可以互相转化的。哲学物质科学理论研究者，刘捷民。2019年5月30日备注(夲人己通过《头条》认证)。
时空的本质是什么？已经证明以太是不存在的，那空间到底是如何存在的？
在地球中测试光速不变，证明了“以太”是存在的。光以以太为传播介质，以以太为运动参照系时，传播速度不变。波以其传播介质为参照系时，传播速度不受其传播介质运动速度的影响，这是波的特性。以光在介质中的传播特性，来证明光传播不需要介质，不符合逻辑。光以其传播介质为参照系时，速度不变，不能证明光以其他物体为参考系时，速度不变，相对论是一个谬论，是一个迷信的理论。
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