科学解读：什么是时间？什么是空间？它们的本质是什么？
本文将从相对论和量子论的角度，去解读时间和空间的本质所在。
时间的本质
最简单的理解，时间是用来描述变化的计量，没有变化就没有时间了。
试想，如果人类不再衰老，季节不再更迭，地球不再公转自转，那么时间还会存在吗？我们还能感知到时间吗？时间还有意义吗？那时，你手表上转动的指针和跳动的字符，到底是在记录什么呢？
事实上，时间的发明和存在，就是为了记录或是描述某种变化的。地球的自转变化产生了一天，公转变化产生了一年，（在地球上观察）太阳的周期变化产生了阳历，月亮的周期变化产生了阴历，人体的衰老变化产生了年龄。
而时间的基础单位——秒，最初是由秒摆的运动变化来计量的，后来是地球的自转变化来计量的，然后是地球公转变化来计量的，最后是原子结构的辐射周期变化来计量的（铯133原子辐射电磁波的周期倍数）。
可见，如果宇宙全部的一切——包括从微观到宏观，都静止不动了，那么变化就不存在了，随之时间也就不存在了——同时也失去了计时的手段和意义了。
而如果想要一切都静止不动，就需要微观粒子停止运动，但又因为海森堡不确定性原理指出——无法同时精确的获得粒子的位置和动量。那么，粒子绝对静止，动量为零，位置确定，这就违反了不确定性原理，所以粒子无法静止不动。
这个不确定性原理，在量子论中，是指粒子内在的秉性，既波粒二象性。我们可以有两种方式来理解：第一种，确定就需要观测，而观测本身会影响观测结果，导致不确定。第二种，粒子的状态呈现一种概率（由波函数描述），是粒子固有的秉性，其精确性受到了更为深刻和本质的限制。（微观世界：不确定性、波粒二象性、量子纠缠与观测的本质）
而从另一个角度来看，物质的温度取决于其内部原子、分子等粒子的动能。如果粒子停止运动，其动能就低到了量子力学的最低点，此时物质即达到绝对零度。然而，根据热力学第三定律，绝对零度永远无法达到，只可无限逼近。所以粒子无法静止不动。
热力学第三定律，这是一个实验结果归纳出的结论。来自普朗克的表述是：当绝对温度趋于零时，固体和液体的熵值也趋于零。后来，能斯特又将这一规律表述为：绝对零度不可能达到原理，即不可能使一个物体冷却到绝对温度的零度。
那么，如果微观粒子无法停止变化，就表明时间是必须存在的，而微观粒子的变化，就可以用量子态来计数（计量或表示）。
在量子力学中，量子态——是由一组量子数所确定的微观状态；量子数——是表征微观粒子运动状态和性质的一些特定数字；而量子——是最小化不可分割的基本个体；量子化——就是存在非连续，呈现离散数值的量子个体。
量子态的作用，就是确定并描述了，微观粒子的运动状态，其中有一系列的量子数，包括了主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数四种，而每种量子数又都是一组，描述粒子非连续运动状态下，不同性质的数值。
值得注意的是，泡利不相容原理（Pauli Exclusion Principle）指出，在费米子组成的系统中，不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的量子态。其中，费米子是自旋为半整数（也是半奇数）的粒子，比如夸克和轻子，但不包括光子（自旋为1）。
这意味着，有些粒子的量子态是不能重复的，那么由这些粒子构成的物质，其量子态叠加的变化就是可计数的——也就是存在时间；还有些粒子——比如光子，其量子态是可以重复的，那么由这些粒子构成的物质，其量子态叠加的变化是不可计数的——也就是不存在时间。
就如光子，速度为光速，有动量、能量和动质量，但没有静质量，其时间被认为是静止的——也可以理解为它的时间不存在。因为光子的量子态计数不存在，从而没有了某种“变化”，表现出的就是时间静止——始终不变。可见，时间所对应的变化，并不一定就是速度或是位置的变化，而是量子态计数的变化。
至于，超越光速产生时间倒流（时间变成虚数，在数轴旋转了180度），这只是数学上的对称性（有正就有负），所形成的方程求解，并不一定对应着物理上的客观存在。而在现实中，也没有任何有质量的物体，可以抵达或是超越光速。（有一种假想中的粒子，一直处在超光速运动的状态，称之为——快子。快子的存在，并不违背狭义相对论的设定，只是目前并没有发现其存在的证据。）
所以，从微观角度来看，量子态计数所描述的微观变化，就是变化的终极本质，也就是时间的终极本质——代表着时间计数器滴答滴答的最终来源。
而从宏观来看，相对论认为时间、空间、物质三者不能分开解释，它们是宇宙的基本结构。从某种角度来说，时间是依附在物质变化上的，必然不能独立存在。
可见，是微观粒子的变化，积累形成了宏观物质的变化，最终让时间从微观到宏观，连续而统一的存在。
然而，还有观点认为，时间并不是连续的，而是量子化的。因为微观粒子能量变化的非连续性，会让时间也一起变的非连续，即存在一个最小的时间单位——就是普朗克时间（h/c，普朗克长度/光速），为 1E－43秒（10-43秒)。
但这不重要，所有对时间不同角度的描述，最终都会落实到变化上——时间是用来描述变化的计量，没有变化就没有时间了。
另外，在宏观上统计上，物质的变化是有方向的，即是宇宙熵增无序的方向，也就是质量转变成能量的方向（质能方程）。这也就意味着，时间也是存在方向的，即时间的变化指向了——熵增无序和质能转换。
由此也可见，光子没有静质量，代表着时间变化的终点，所以光子的时间静止，不再变化。
空间的本质
因为有了物质，物质变化的呈现就是空间，比如长宽高、位置差、大小方向等，都是随着物质变化所展现出来的——结构属性。
试想，在宇宙大爆炸之初的奇点处，物质还没有开始变化，时间是不存在的，同样空间也是不存在的，甚至连我们已知的一切物理定律都是失效的。所以，我们没办法讨论在大爆炸的奇点处，或是之前，都是什么或是发生了什么。（宇宙的奥秘：递归、分形、循环）
但由此可见，时间和空间都依附于物质的变化，并构成了紧密联系不可分割的时空。那么，物质变化所产生的互相作用，和所形成的特性，也最终会体现在时间和空间——也就是时空之上。
而通常，我们所谓的空间感，最主要来源就是空，并且曾经人们觉得真空是没有任何物质的。但没有物质，又怎么会有空间呢？后来，量子场论认为真空——并不是没有任何物质，而是充满了场和能量的。
其中，场是一种存在于时空之中，看不见摸不着但确实存在的物质，比如引力场、电磁场、夸克场、电子场、中微子场、光子场、希格斯场，量子场等等，都具有客观存在的可观测效应。并且，场就是物质变化的范围，能够被量子化激发，产生能量和动量，以及与微观粒子发生互相作用。
那么，真空中的场，其实是处在了能量最低的状态，也就处在了绝对零度。这时，场中的虚粒子，其能量为零、动量为零，但又因为不确定性原理——动量为零，位置就会不确定，所以虚粒子就会表现出随机的振动，从而无法获得其精确位置。这时候虚粒子的振动，就是零点振动，获得能量就是真空零点能，而零点能就是量子真空的能量——也就是真空的能量。（微观世界：不确定性、波粒二象性、量子纠缠与观测的本质）
虚粒子，可以用来描述承载力的粒子，包括引力子（承载引力）、胶子（承载强力）、光子（承载电磁力）、和玻色子（承载弱力）。相对于实粒子，其无法直接观测到，但存在可观测效应，即卡西米尔效应。
卡西米尔效应，是指真空中两片中性（不带电）的金属箔，在距离非常非常小的时候，会出现互相的吸力——也就是卡什米尔力，这在经典理论中是不会出现的现象。而产生这种吸力的原因，就是在金属箔之间的距离，小于真空中虚粒子的波长时（波粒二象性），虚粒子就无法存在于金属箔之间，从而金属箔外的虚粒子就会迫使金属箔相互靠拢。
绝对零度，是热力学的最低温度，是粒子动能低到量子力学最低点时物质的温度——不能再低。除非构成物质的粒子完全没有振动，且体积为零。所以，绝对零度是仅存于理论的下限值。
可见，真空的确并不是空的，里面充满了场和能量。而事实上，宇宙中没有什么地方是“空”的，因为物质无处不在，并且也只有物质存在，才会有空间的存在，物质变化的呈现就是空间。
而时空与物质是不能够分割开来看待的，它们就像是一个统一的整体，是一个共同事物的本质，所呈现的不同表象。
由此可以想象，如果物质可以弯曲，那么时空也就可以弯曲。
在广义相对论中，爱因斯坦认为时空与物质不可分割，接着光必须在时空中传播，并且光子没有静质量，就不会受到引力的作用，那么如果光弯曲了，就必定是其路径弯曲了——也就是时空弯曲了。
事实上，光在通过强引力场附近时会发生弯曲，这就是广义相对论的重要预言之一。其原理就是，引力场让时空弯曲，从而让光的路径弯曲。
那么最终，光路径的“弯曲效应”早已经被实验所证实。
场与以太
曾经人们认为宇宙空间中，充满了一种称之为，以太的物质——看不见摸不着。后来，爱因斯坦在狭义相对论中否定的了以太的存在，当然科学实验也一直未能找到以太存在的证据。
再后来，爱因斯坦的广义相对论不断地被验证正确，可以解释越来越多的实验现象，此时爱因斯坦坦言：广义相对论更像是一种场论。
而与此同时，量子场论在微观，已经逐渐构建出了自己的各种场，并试图兼容引力场，形成一个可以解释万物的——大统一理论（grand unified theories，GUTs），但目前量子场论兼容引力场仍未有结果。
可在此，我们发现场与以太，两者模型中所描述的——都是空间中充满一种“不可见”的物质。只不过以太受制于时代的局限性——认为这种不可见物质是实粒子，而在场中——这种不可见的物质被证明是虚粒子。
那么，我们是否可以认为，物质所形成的空间模型，必然是充满了“物质”的，而场就是一种虚以太所形成的“浓汤”。