20 空即是色，色即是空（6）

直想不出任何头绪的难题给忘了！我们研究的这个课题对我来说真是非常的错综复杂。

    “你已经知道，时空就是形成万物的基本材料，物质和能量本身就是不均匀的时空，而如果物质和能量完全均匀了，它们在宏观上就消失了，变成了真空的时空。昨天你已经考虑到了空间和时间在构成物质上是否存在区别，那么今天我们要解决的就是这个问题。”

    “那么请你快讲吧！”我迫不及待想要解决这道难题。

    “你已经了解了空间和时间的定义，知道了时间就是整个空间所发生的任何变化，接下来就让我们想一想，如果时间不均匀，你会看到什么现象呢？”

    “这……”我又一次陷入了冥思苦想，“你讲过，任何一个粒子的任何运动都表示了时间在流逝，那么……那么……如果时间不均匀了，该不会…就是……粒子的运动不均匀？哦不对，应该是……粒子的状态变化不均匀？”

    “严格按照我们讨论过的时间定义，你的回答完全正确！其实，我们所熟悉的各种运动都属于物质的状态变化，而物质的状态变化就是广义的运动。如果时间是均匀的，则空间的状态变化是匀速进行的，也就是说空间中的万物都是匀速运动、均匀变化的；如果时间不均匀，显然空间的状态变化是非匀速的，空间中的万物都在作非匀速运动、非均匀变化。这点你能够理解吧？”

    “嗯，然后呢？”

    “然后，请你想一想，一个物体在什么条件下的运动是匀速的？或者说它的状态变化是匀速进行的？”

    我想了几分钟，回忆起了自己在以前的物理课上学过的牛顿第一定律，回答道：“当一个物体不受外力，或者所受的外力总合力为零的时候，它会保持静止或匀速运动。”

    “总的来说回答得不错，可惜这个答案还比较缺乏普遍性。”

    “缺乏普遍性？你是指……？”

    “我刚刚讲过，各种运动都属于状态变化，状态变化是广义的运动。”

    “哦，那……就是说……如果不受外力，物质的状态变化就是匀速的？”

    “差不多了，准确地说，是当物质不与外界有任何能量交换的时候，物质的状态变化是匀速进行的；或者说，当物质的状态变化匀速进行时，它与外界没有任何能量交换。这里的能量交换既包括物质受到来自外界的能量作用，也包括物质向外界释放能量，总之，就是物质的能量发生了相对性的变化。因为如果一个物体受到外力作用而加速运动，这个物体的动能就增加，动能的增量显然来自外力对它做的功，意味着外界有能量流向这个物体；反之，如果一个物体在外力的作用下运动减速，它的动能就减少，动能的损失量自然也等于外力对它做的功，意味着这个物体原有的能量中有部分流向外界；而一个不受外力的物体运动状态不变，它的动能不增不减，意味着它既没有从外界获得能量，也没有向外界释放能量，称为与外界没有能量交换。这就是你在那个世界学到的所谓牛顿第一定律的普遍形式，它真正的名字，叫做零作用定律！”

    真是大开眼界，原来牛顿第一定律竟然应该表示成这样！不过这跟时空如何构成物质有什么关系呢？

    “你马上就会明白了。物质的能量变化是物质的状态变化速度不均匀的原因，现在，有这样一个空间区域，里面的所有物质的状态变化都是非匀速的，这是不是表明这里的所有物质都在和外界交换能量？”

    “是的。”

    “然后，你还可以看出，这个空间区域里的时间是不均匀的，而且要发现这一点，必须要有前一种现象存在才行，对不对？”

    “对。”

    “好了，我们可以根据你前面在学习数学时了解到的等价关系的传递性，认为一个空间区域中全体元素的能量变化就是引起这个空间区域内时间不均匀的原因。因为几乎所有物理关系都存在对称性，我们也可以反过来说，如果一个空间区域内的时间不均匀，那么这个空间区域的全体元素的能量必然在变化。因此，一个空间区域内的时间不均匀与这个空间区域的全体元素的能量在变化二者是一对一的等价关系。在这里，我们也可以模仿爱因斯坦在建立广义相对论时的做法——假设一个物体处于静止在引力场中的容器内和处于无引力的空间中向上加速运动的容器内是等价的，试着假设一个空间区域内的全体元素的能量变化与这个空间区域内的时间不均匀也是等价的，然后，我们很容易根据这个假设的定义，发现这个空间区域内元素的能量变化量就等于这个空间区域内的时间不均匀度。当然，一定要注意的一点是，这个假设建立在一个局部的空间区域内，只对这个局部的空间区域而言才是成立的。因为时间是整个空间发生的任何变化，宇宙中任何东西的任何一点变动都是时间的流逝，而能量的变化量显然只能是某一个物体或某一个空间区域内的若干物体及宏观连续物质所具有的能量的变化量，不可能让整个宇宙万物的能量都发生同样的变化。那么，我们所说的时间不均匀，也就只能是指某一个物体或某一个空间区域内的若干物体及宏观连续物质的时间不均匀，是局部空间内的时间不均匀，是不是这样？”

    “请等等！”听到这里，我赶紧要求米西雅停下来，让我理清思路，米西雅立刻暂停讲课，耐心地等我把她的话想明白，直到我觉得可以继续听了，才又接着往下讲。

    “能量也完全满足我们前面讲过的存在的相对性，完全均匀分布的能量对我们来说等于没有能量，因为只有空间中的能量分布密度有差异，能量才能流动和转移，能量只有通过流动和转移，才能做功，才能影响物质的状态变化，才是可以利用的能量。你知道，能量是守恒的，但只要能量被用来做了我们想做的事，它的空间分布就变得更均匀了，我们可以利用的能量就更少了，时间的方向性也由此而产生。因此，我们平常所说的能量其实并不是能量本身，而是指能量密度的相对差异。这点你有没有问题？”

    “没问题，这个我听得懂。”

    “显然，根据能量具有存在的相对性，一个空间区域中的能量密度相对差异有多大，这个空间区域的全体元素的能量变化量就有多大，也就是说，这个空间区域内所具有的有效能量大小等于这个空间区域的全体元素的能量变化量。这时，我们已经得到了两个等价关系：一个是某个空间区域内的局部时间不均匀度 = 这个空间区域内的全体元素的能量变化量；另一个是某个空间区域内的有效能量值 = 这个空间区域内的全体元素的能量变化量。如果再利用一次等价关系的传递性，就可以提出一个很重要的猜想：一个空间区域内的有效能量就是这个空间区域内的局部时间的不均匀度，说得更简单一点，可以说能量就是不均匀的时间！”

    看着米西雅用爪子在面前的空气中写出的这个等式：能量 = 时间的不均匀度，我惊呆了，头脑半天都处于停滞状态。米西雅轻轻拍了拍我，等我回过神来，又继续说道：“这个假设之所以重要，是因为它建立了一条让时间和能量联系起来的途径，如果它是正确的，那么我们前面提出的那个问题——究竟怎么由真空的时空形成可见的物质和能量就已经解决了一半。不过，这还仅仅是个假设，我们完全是从空间和时间的定义出发，根据已经证明的基本物理定律和一些逻辑方法推导出来的，其中有两个步骤都利用了假设，于是得出的结论当然也就只是假设了。接下来必须要做的事情，就是证明它。我们可以根据这个假设推出一些说法，看看它们与我们看到的客观事实是否有矛盾，也可以检查它们与已经得到充分验证的定理和公理是否有矛盾。如果找不出任何矛盾，而且这个假设与已有的所有理论都是互洽的，它就得到了初步的证明。”

    “那么，让我们马上开始证明吧！”虽然我还不能把提出这个假设的每一个步骤都完全吃透，但也明白了它的重要性，所以迫不及待想要证明它。

    “要想直接证明这个假设，所需要的数学知识实在太深奥太复杂了，恐怕你还完全听不懂呢！”米西雅泼了我一盆冷水，然后语气又突然一转：“不过幸运的是，还有另一条路可以让你以现有的能力攀上顶峰。这条路就是，我们先猜猜物质和能量与时空的关系这个问题的另一半答案——物质与空间的关系，然后再和我们刚才猜出的能量与时间的关系结合起来进行证明，这样就会容易得多。”