第二章 空间
5. 空间密度
“空间密度”是该理论最核心、同时也最容易引起误解的概念之一。
在通常物理学中,密度表示某种量在单位体积中的数量:
ρm = m/V
但如果空间本身就是首要介质,那么“空间体积中空间的数量”这一表达在逻辑上是不充分的。
因此,空间密度不能以这种方式定义。
在空间基础物理学的第一阶段,ρ 应理解为:以太局部状态的一个标量参数,其变化表征相对于平衡状态的空间集中程度。
设存在某个平衡状态
ρ = ρ0
那么局部偏差可写为
δρ(r,t) = ρ(r,t) − ρ0
当 δρ > 0 时,我们约定称该区域处于压缩状态。
当 δρ < 0 时,则称为稀疏状态。
目前,这些词只描述参数变化的方向,并不意味着某种物质真的发生了机械压缩。
必须保持这一区分。
6. 空间强度
仅有密度不足以描述动力学。
两个区域可以具有相同的某一状态参数值,却在进一步变化的能力上有所不同。
因此,引入第二个参数:σ(r,t)。
在工作定义中,空间强度是以太局部状态的一个参数,用来表征其发生变化以及影响邻近状态的能力。
换言之,密度刻画状态,而强度刻画该状态中所包含的转化趋势。
在后续阶段,需要定义数学关系
σ = f(ρ, ∇ρ, …)
或者证明 σ 是一个独立自由度。
这是一个根本性的分岔点。
如果强度完全由密度决定,就没有必要把它作为独立的基础量引入。
但如果存在这样的状态:
ρ1 = ρ2, σ1 ≠ σ2
那么强度确实携带额外的物理信息。
这一问题必须由模型和实验来解决。
7. 平衡状态
要讨论变化,必须定义相对于什么状态来考察这种变化。
引入一个约定的局部平衡:
S0 = {ρ0, σ0, φ0}
平衡并不一定意味着所有内部动力学都不存在。
空间可能具有某种基础背景状态,它在宏观上表现为均匀,但在更深层次上包含持续的过程。
因此,我们从功能上定义平衡:平衡状态是不存在使空间参数发生自发宏观重新分布的合成趋势的状态。
这一定义允许内部微观动力学存在,但要求在所考察尺度上不存在可观测的定向变化。
