網(wǎng)友解答: 我們往往所說的空間是指宇宙空間，而且是除了物質(zhì)以外的宇宙空間，祛除物質(zhì)以后，你會發(fā)現(xiàn)宇宙變得非常干凈，非常寧靜，非常平和，也非常均勻。那它到底是什么？那就是宇宙背景能量，它經(jīng)

我們往往所說的空間是指宇宙空間，而且是除了物質(zhì)以外的宇宙空間，祛除物質(zhì)以后，你會發(fā)現(xiàn)宇宙變得非常干凈，非常寧靜，非常平和，也非常均勻。那它到底是什么？那就是宇宙背景能量，它經(jīng)過138億年的高速膨脹，能量非?！跋”　?目前宇宙背景溫度只有不到3k),也非常均勻，只有它到達(dá)的地方才能稱為空間。

宇宙空間沒有你想的那么復(fù)雜，它就是以正弦波運(yùn)動(dòng)的弦（純能量），除此以外的都是粒子、物質(zhì)。宇宙背景能量是開弦能量，粒子和物質(zhì)都是閉弦能量。

這個(gè)問題是極其復(fù)雜的，一直就是物理大家的心病?？臻g的本質(zhì)，可以說，是物理科學(xué)的一個(gè)終極問題。來此作答，看來是要腦洞大開?！鴽]有伸縮性的充滿真空的絕對空間圖景

至少有三個(gè)無法回避的問題：①相對論定義的空間，可行么？可靠么？②數(shù)學(xué)定義的空間，對題么？可靠么么？③哲學(xué)定義的空間，對題么？足夠么？

科學(xué)直覺者一定知道：空間涉及太多范疇，諸如：真空、大氣層、地球輻射帶、深太空、暗物質(zhì)、暗能量、背景輻射、電磁波、引力波、真空技術(shù)、空間技術(shù)、宇宙空間、數(shù)學(xué)空間。

科學(xué)直覺者一定想到：從自然科學(xué)體系建設(shè)的總體戰(zhàn)略視角來看，創(chuàng)建“空間物理學(xué)”，對于科學(xué)建設(shè)的修繕補(bǔ)正與撥亂反正，尤其關(guān)鍵與迫在眉睫。

空間范疇的探索，迄今依然空空如也，實(shí)在是觸及了不可泄露的天機(jī)。我的思路：不妨梳理一下既有成果，批判性繼承，提出個(gè)人拙見，旨在拋磚引玉，一同構(gòu)建我們的空間物理學(xué)。

一，空間的若干定義與我的簡評

1）辭海定義：空間是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的存在形式，空間是物質(zhì)存在的廣度。就宇宙而言，空間是無邊無際的，時(shí)間是無始無終的。就具體而言，空間與時(shí)間都是有限的。簡評：此定義有粗糙，但大方向還是可以的。

2）網(wǎng)上定義一則：空間是事物的組成部分與運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式，是人們從具體事物中分解和抽象出來的認(rèn)識對象，是絕對抽象事物和相對抽象事物、元本體和元實(shí)體組成的對立統(tǒng)一體。簡評：此定義云山霧罩，沒什么干貨。

3）物理前沿解釋一則：參考系與空間是靜止的，無論參考系如何運(yùn)動(dòng)，都不會改變參考系與空間的靜止?fàn)顟B(tài)，或說參考系與空間是一起運(yùn)動(dòng)。簡評：此解釋云里霧里，沒什么建樹，也不是定義。

4）經(jīng)典物理學(xué)解釋：空間是宇宙中物質(zhì)實(shí)體之外的部分。簡評：既不是標(biāo)準(zhǔn)定義，也不合物理邏輯，因?yàn)閷?shí)體內(nèi)部也有空間。

5）相對論物理的解釋：宇宙物質(zhì)實(shí)體運(yùn)動(dòng)所發(fā)生的部分稱為空間。簡評：一個(gè)不倫不類的定義。

6）航天術(shù)語：外層空間簡稱空間、外空或太空。簡評：不能作為空間的定義。

7）數(shù)學(xué)術(shù)語：空間是指一種具有特殊性質(zhì)及一些額外結(jié)構(gòu)的集合。簡評：純概念游戲。

8）互聯(lián)網(wǎng)上：指盛放文件或者日志的地方。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，人們把存放已制作好的網(wǎng)站的地方叫做“空間”。一般以計(jì)算機(jī)存儲的大小來衡量它，例如KB、M、G、T等單位。簡評：把空間作為一種處所，不是定義。

9）文學(xué)上：空間代表目標(biāo)事物的概念范圍，例如：請給我一點(diǎn)活動(dòng)空間；植物生長會占用更多空間；別局限了你的思維空間。簡評：人文類的就別摻合了。

10）現(xiàn)代漢語詞典解釋：空間是物質(zhì)存在的一種客觀形式，由長度、寬度、高度表現(xiàn)出來。例如數(shù)學(xué)上的原點(diǎn)與X、Y、Z三軸之間共同構(gòu)成的關(guān)系。簡評：數(shù)學(xué)空間，抽象空洞。

11）數(shù)學(xué)空間：空間是指一種具有特殊性質(zhì)及一些額外結(jié)構(gòu)的集合，但不存在單稱為“空間”的數(shù)學(xué)對象。在初等數(shù)學(xué)或中學(xué)數(shù)學(xué)中，空間通常指三維空間。數(shù)學(xué)中常見的空間類型：仿射空間，拓?fù)淇臻g，一致空間，豪斯道夫空間，巴拿赫空間，閔可夫斯基空間、黎曼空間、向量空間/線性空間，希爾伯特空間/無限維歐氏空間，內(nèi)積空間/準(zhǔn)希爾伯特空間，三維向量空間（較靈活），度量空間，歐幾里得空間，射影空間，函數(shù)空間，樣本空間，概率空間。簡評：數(shù)學(xué)空間只是一種表述方法，不涉及空間的概念。

12）宇宙物理學(xué)的解釋：宇宙空間是相對于地球大氣層之外的虛空區(qū)域，外太空區(qū)別于領(lǐng)空。太空和大氣層沒有明確邊界。國際航空聯(lián)合會定義海拔100公里卡門線為大氣層和太空的界線。美國認(rèn)定到達(dá)海拔80公里的為太空人，太空船重返地120公里是空氣阻力邊界。簡評：沒有給出空間的物理定義。

二，空間的相關(guān)范疇與我的簡評。

1）理論物理的真空：真空是不存在實(shí)物粒子的、場能量處于最低狀態(tài)的空間。簡評：把真空作為特殊的場物質(zhì)，大方向是正確的。但沒有揭示深層次的本質(zhì)特征。

2）工程物理的真空：真空是壓強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于大氣壓的氣態(tài)空間。簡評：把真空看成一種特殊的氣態(tài)物質(zhì)，與唯物辯證法異曲同工，最符合物理邏輯的直覺。

3）暗物質(zhì)的解釋：暗物質(zhì)在宇宙學(xué)中又稱為暗質(zhì)，是指無法通過電磁波的觀測進(jìn)行研究，也就是不與電磁力產(chǎn)生作用的物質(zhì)。人們目前只能通過重力產(chǎn)生的效應(yīng)得知，而且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)宇宙中有大量暗物質(zhì)的存在。暗物質(zhì)的存在可以解決大爆炸理論中的不自洽性，對結(jié)構(gòu)形成也非常地關(guān)鍵。簡評：根本不提“暗物質(zhì)與空間有關(guān)”，只不過是為宇宙大爆炸謬論找理由。

4）暗能量的解釋：暗能量是驅(qū)動(dòng)宇宙運(yùn)動(dòng)的一種 能量。它和暗物質(zhì)都不會吸收、反射或者輻射光，所以人類無法直接使用現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行觀測。這項(xiàng)研究是基于宇宙時(shí)空的基本性質(zhì)。在宇宙層面上來看還能揭示它的命運(yùn)。如果暗能量真的持續(xù)吞噬暗物質(zhì)的話，那我們的宇宙最后就會成為一個(gè)近乎絕對的虛無。暗物質(zhì)在宇宙中的作用就相當(dāng)于一個(gè)框架，如果不是因?yàn)榘滴镔|(zhì)我們所見到的星系們就不會在今天的位置。目前的研究表明暗物質(zhì)很可能在被消耗，我們宇宙框架的成長隨之變慢。約二十年前，一項(xiàng)研究表明我們的宇宙正在膨脹，而膨脹的速率不是恒定或減慢，而是在加速。這項(xiàng)研究在2011年被授予了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 學(xué)者們認(rèn)為暗能量的密度可能是一種宇宙常量，而真空則提供了宇宙膨脹的動(dòng)力。通過研究許多不同的資料，研究小組比較了宇宙的膨脹規(guī)律。他們認(rèn)為暗能量吞噬暗物質(zhì)可以作為宇宙加速膨脹的解釋。簡評：絲毫不提與空間有關(guān)，純粹要為宇宙大爆炸謬論找理由，公然宣揚(yáng)宇宙虛無論，與唯物辯證法對著干。

4）空間技術(shù)：空間技術(shù)就是探索、開發(fā)和利用宇宙空間的技術(shù)，又稱太空技術(shù)和航天技術(shù)。大氣層以外太陽系以內(nèi)的航行活動(dòng)則稱之為航天，而太陽系以外的航行活動(dòng)稱之為航宇。相當(dāng)長的歷史階段內(nèi)，人類只能實(shí)現(xiàn)航天活動(dòng)。當(dāng)飛行器達(dá)到第一宇宙速度7.9km/s才能克服地球引力而環(huán)繞地球飛行；提高到第二宇宙速度11.2km/s可以脫離地球飛向太陽系的其他行星；提高到第三宇宙速度16.7km/s就可飛離太陽系。太陽系太大，現(xiàn)代航天器以第三宇宙速度來飛行，需飛行萬年以上才能離開太陽系。進(jìn)行太陽系之外的通訊，信號來回一次需要一年以上時(shí)間。發(fā)展空間技術(shù)，最終目的就是要實(shí)現(xiàn)空間轉(zhuǎn)移。宇宙空間有著地球上所不具備的失重、高真空、強(qiáng)輻射、超低溫等條件。將天文觀測站架設(shè)在深太空,可獲得清晰的天體圖像揭示天體真實(shí)面貌。利用外層空間高真空、高潔凈等條件,可以制造人類需要的新材料和太空藥,它既能保證產(chǎn)品的高質(zhì)量,又能保證生產(chǎn)安全和方便。簡評：似乎只要滿足高真空與超低溫兩大空間特性，就可以開展航天活動(dòng)，難道空間的本質(zhì)特性就不必要么？

5）地球大氣層。又稱大氣圈，是因重力關(guān)系而圍繞著地球的一層混合氣體，是地球最外部的氣體圈層，包圍著海洋和陸地，大氣圈沒有確切上界，在離地表2000~16000公里高空仍有稀薄的氣體和基本粒子，在地下，土壤和某些巖石中也會有少量氣體，它們也可認(rèn)為是大氣圈的一個(gè)組成部分，地球大氣的主要成分為氮、氧、氬、二氧化碳和不到0.04%比例的微量氣體，這些混合氣體被稱為空氣，地球大氣圈氣體的總質(zhì)量約為5.136×10^21克，相當(dāng)于地球總質(zhì)量的百萬分之0.86，由于地心引力作用，幾乎全部的氣體集中在離地面100公里的高度范圍內(nèi)，其中75%的大氣又集中在地面至10公里高度的對流層范圍內(nèi)，根據(jù)大氣溫度垂直分布和運(yùn)動(dòng)特征，在對流層之上還可分為平流層、中氣層、增溫層等。大氣層保護(hù)地表避免太陽輻射直接照射，尤其是紫外線；也可以減少一天當(dāng)中極端溫差的出現(xiàn)。還有兩個(gè)特殊的層，即臭氧層和電離層。臭氧層距地面20至30千米，實(shí)際介于對流層和平流層之間。這一層主要是由于氧分子受太陽光的紫外線的光化作用造成的，使氧分子變成了 臭氧。電離層很厚，大約距地球表面80千米以上。電離層是高空中的氣體，被太陽光的紫外線照射，電離層由帶電荷的正離子和 負(fù)離子及部分自由電子形成的。電離層對電磁波影響很大，我們可以利用電磁 短波能被電離層反射回地面的特點(diǎn)，來實(shí)現(xiàn)電磁波的遠(yuǎn)距離通訊。簡評：關(guān)注大氣層與真空場的物理關(guān)系。

6）地球輻射帶。地球輻射帶又稱長波輻射和熱紅外輻射。由地球及其大氣層放射的電磁輻射。地面長波輻射大部分被云體和大氣層吸收，一小部分透過大氣層直射太空；大氣同時(shí)也向太空放出長波輻射，這兩者之和組成由地氣系統(tǒng)進(jìn)入宇宙空間的熱輻射，就統(tǒng)稱為地球輻射。地球輻射帶分為內(nèi)外兩個(gè)帶，它們在向陽面和背陽面各有一個(gè)區(qū)，內(nèi)帶是離地面較近，而外帶離地面較遠(yuǎn)。內(nèi)帶中心到地心距離約1.5個(gè)地球半徑，外帶中心離地心距約在3－4個(gè)地球半徑。向陽面和背陽面的內(nèi)外帶的粒子環(huán)境在空間上并不完全對稱。內(nèi)帶含有大量的高能質(zhì)子和電子，在無太陽質(zhì)子事件并且地磁擾動(dòng)不大的情況下，內(nèi)帶中高能質(zhì)子和電子的空間分布和強(qiáng)度相當(dāng)穩(wěn)定。地磁場長期變化使輻射帶的空間分布和強(qiáng)度發(fā)生變化。內(nèi)帶中對衛(wèi)星和宇航員的威脅主要來自高能的質(zhì)子。外帶對衛(wèi)星和宇航員的威脅主要來自高能的電子。影響輻射帶空間分布和強(qiáng)度的主要因素有：太陽活動(dòng)的水平、地磁長期變化、地磁短期變化/磁暴、太陽宇宙線事件。輻射帶內(nèi)的帶電粒子是太陽風(fēng)、宇宙線與地球高層大氣相互作用而產(chǎn)生的高能粒子。它們在地磁場的作用下，沿磁力線作螺旋運(yùn)動(dòng)并不斷輻射出電磁波。簡評：關(guān)注輻射帶與真空場的物理關(guān)系。

7）電磁波。電磁波是由同相且互相垂直的電場與磁場在空間中衍生發(fā)射的震蕩粒子波，是以波動(dòng)的形式傳播的電磁場，具有波粒二象性。電磁波是由同相振蕩且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動(dòng)，其傳播方向垂直于電場種電磁波在真空中速率固定，速度為光速。見麥克斯韋方程組。 電磁波伴隨的電場方向，磁場方向，傳播方向三者互相垂直，因此電磁波是橫波。當(dāng)其能階躍遷過輻射臨界點(diǎn)，便以光的形式向外輻射，此階段波體為光子，太陽光是電磁波的一種可見的輻射形態(tài)，電磁波不依靠介質(zhì)傳播，在真空中的傳播速度等同于光速。電磁輻射由低頻率到高頻率，主要分為：無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線。人眼可接收到的電磁波，稱為可見光（波長380~780nm）。電磁輻射量與溫度有關(guān)，通常高于絕對零度的物質(zhì)或粒子都有電磁輻射，溫度越高輻射量越大，但大多不能被肉眼觀察到。簡評：電磁波是電磁振蕩的波，是一種純能量，電磁波不是物質(zhì)波，其波粒二象性說是牽強(qiáng)附會的。電磁波的傳播，涉及真空物質(zhì)波載體?！鳛榧兡芰康碾姶挪▉碜噪姶耪鹗?/p>

8）引力波。引力波是愛因斯坦在廣義相對論中提出的，即物體加速運(yùn)動(dòng)時(shí)給宇宙時(shí)空帶來的擾動(dòng)，好比水面上物體運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的水波。但是，只有非常大的天體才會發(fā)出較容易探測的引力波，如超新星爆發(fā)或兩個(gè)黑洞相撞時(shí)，而這種情況非常罕見。因此，相對論提出一百多年來，其水星進(jìn)動(dòng)和光線偏轉(zhuǎn)重要預(yù)言被一一證實(shí)，而引力波卻始終未被直接探測到。引力波以波動(dòng)形式和有限速度傳播的引力場。按照廣義相對論，加速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量會產(chǎn)生引力波。引力波是橫波，在遠(yuǎn)源處為平面波；有兩個(gè)獨(dú)立的偏振態(tài)；攜帶能量；在真空中以光速傳播等。引力波攜帶能量，應(yīng)可被探測到。但引力波的強(qiáng)度很弱，物質(zhì)對引力波的吸收效率極低，直接探測引力波極為困難。雙星體系公轉(zhuǎn)、中子星自轉(zhuǎn)、超新星爆發(fā)，及理論預(yù)言的黑洞的形成、碰撞和捕獲物質(zhì)等過程，都能輻射較強(qiáng)的引力波。簡評：關(guān)注引力波與真空場的物理關(guān)系，引力波與電磁波的本質(zhì)區(qū)別?！娔X虛構(gòu)等離子體的分布圖景

9）等離子體。等離子體(Plasma)是一種由自由電子和帶電離子為主要成分的物質(zhì)形態(tài)，廣泛存在于宇宙中，常被視為是物質(zhì)的第四態(tài)，被稱為等離子態(tài)，或者“超氣態(tài)”，也稱“電漿體”。等離子體具有很高的電導(dǎo)率，與電磁場存在極強(qiáng)的耦合作用。等離子體又叫做電漿，是由部分電子被剝奪后的原子及原子團(tuán)被電離后產(chǎn)生的正負(fù)電子組成的離子化氣體狀物質(zhì)。等離子體是一種很好的導(dǎo)電體，利用經(jīng)過巧妙設(shè)計(jì)的磁場可以捕捉、移動(dòng)和加速等離子體。等離子體物理的發(fā)展為材料、能源、信息、環(huán)境空間、空間物理、地球物理等科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展提供了新的技術(shù)和工藝。簡評：關(guān)注等離子體與真空物質(zhì)波的物理關(guān)系。

三，空間的概念與性質(zhì)之我見

1）空間是不含費(fèi)米子實(shí)體的、充滿真空物質(zhì)波及其承載各自暗能量的存在形式。暗能量是玻色子類的非物質(zhì)波，諸如：低頻電磁波(如背景微波)、引力波、介子波(如Z,W)。

2）真空是一種特殊的場物質(zhì)或物質(zhì)波。其特殊性主要在于：真空是電磁波、引力波、暗能量的載體。

3）真空物質(zhì)波是一種有特定厚度的正弦體積波。因此，真空物質(zhì)波，也叫真空體積波。真空波的一個(gè)波長，或量子單元，簡稱“空子”。

4）真空體積波，充滿在宇宙固有空間，沒有伸縮性，物質(zhì)結(jié)構(gòu)的伸縮性，只反映內(nèi)部費(fèi)米子質(zhì)密梯度與能密梯度空間分布的變化?！|(zhì)量粒子附近能密梯度在真空介質(zhì)的分布

5）真空體積波是各種光速能量子的載體，真空體積波不能傳播機(jī)械波的聲速能量子。真空體積波傳播的能量有：核子群/原子核自旋的萬有引力勢能（引力波）、電子群/核外電子繞旋的電磁輻射能（電磁波）、核子間的強(qiáng)結(jié)合能（核裂變/核聚變）、中子內(nèi)的弱結(jié)合能（核衰變）、分子間的引力勢能（范德瓦爾斯力）。▲核子間的強(qiáng)結(jié)合力釋放的核聚變圖景

6）真空體積波是空間介質(zhì)或真空介質(zhì)。真空有特定的介電常數(shù)(ε0)與介磁常數(shù)(μ0)。利用真空介質(zhì)可以制作電容器等電子元件。

7）真空體積波的速度，是宇宙中的極致光速。實(shí)驗(yàn)證明，真空體積波的速度，只與介電常數(shù)與介磁常數(shù)有關(guān)c=1/√(ε0μ0)。電磁波與引力波的速度取決于波長與頻率c=λf。說明，真空體積波與電磁波的波頻有特殊的匹配耦合關(guān)系。

8）真空體積波對所承載的電磁輻射能與引力勢能，具有稀釋/彌散/軟化/降頻/衰變的阻尼效應(yīng)，也叫“阻尼紅移”。光在真空中傳播，隨著傳播距離的延伸，其光能或頻率會漸漸減弱。光源天體離開觀察者越遠(yuǎn)，這種“阻尼紅移”越顯著。20171014見證的雙子合并，地球人接受的引力波頻率從50赫茲變?yōu)?00赫茲，而最初的引力波頻率絕不是如此微弱。遙遠(yuǎn)的海船見證燈塔微弱的光，接近燈塔時(shí)見證明亮的光。太陽最初的高頻輻射到達(dá)地球變成低頻的可見光。所謂的多普勒紅移，其實(shí)是真空體積波的阻尼紅移?！?017年10月16日LIGO公布的雙子合并頻譜

9）真空體積波，具有超強(qiáng)穿透性或滲透性，任何物質(zhì)包括極其致密的中子內(nèi)部，也必然充斥真空介質(zhì)，真空介質(zhì)無處不在。這也揭示邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)，光速在任何方向不變，不是光波具有波粒二象性，而是作為光速的真空體積波承載了電磁輻射能的緣故。

10）真空體積波，對于等離子體、中微子等費(fèi)米子，可能具有特定的懸浮性。正如狄拉克所言，空間是電子的海洋。自由電子、自由質(zhì)子、自由中微子，沿著測地線運(yùn)動(dòng)，隨機(jī)性均勻分布在浩瀚無垠的深太空中，也許與真空物質(zhì)波的懸浮性有關(guān)。

綜上所述，回到本題，空間的本質(zhì)是承載光速能量子的真空體積波。