宇宙

在《宇宙哲學》中，人類的所有概念都可以由下述三條公理直接定義或演繹定義。

時間公理分為時刻分理和時段分理兩部份。

一、時間公理：時間無盡永前。表達式：T={t∈(-∞,+∞)}∩{△t>0}。

1、時刻分理：t∈(-∞,+∞)為“無盡”，指“時間沒有起始和終結”。

時刻無限多、刻刻不同是時間本性之一。t為時刻，其測量數值為實數。

2、時段分理：△t>0為“永前”，指“時間的增量總是正數”。

時段單向延續是時間本性之二。△t為時段，其測量數值為大於0的實數。

二、空間公理：空間無界永在。表達式：U={r∈[0,+∞)}∩{r=ct}。

空間公理分為點分理與空時關係分理兩部份。

1、點分理：r∈[0,+∞)為“無界”，指“空間里任一點都居中”。

點數無限多、點點不同又點點平權是空間本性。這裡點P=(r,θ,φ)[球坐標]，r為P點到球坐標系原點的距離，其測量數值為非負實數，θ∈[0,π]，φ∈[0,2π]。

2、空時關係分理：r=ct為“永在”，指“空間永現於當前時刻”。

任何空間點都必然出現在當前時刻是空間與時間的基本關係。這裡c為光速常量。因為根據狹義相對論中的四維時空概念，時空間隔ct－r=0是不變數，即時間和空間之間沒有間隔，所以r=ct表示P點是光即時到達之點，也就是表示“空間永現於當前時刻”。

三、質量公理：質量無限擁有。表達式：M={m∈(0,+∞)}∩{(dρ)_η≠(dρ)_0}。

質量公理分為總體分理和質空關係分理兩部份。

1、總體分理：m∈(0,+∞)為“無限”，指“宇宙的總質量無限大”。

總質量無限大是質量本性。這裡m為靜質量。

2、質空關係分理：(dρ)_η≠(dρ)_0為“永有”，指“永不均勻地布滿空間”。

“宇宙空間內的任何部份都充滿著質量，不存在不含質量的純空，但各點的微密度都不相同”，這是質量與空間的基本關係。(dρ)_0為任意指定一空間點的密度，(dρ)_η為其他的任意空間點的密度，(dρ)_η≠(dρ)_0表示每點的微密度都不相等，就是說“質布空間永不均”。這裡密度ρ=m/u，微密度dρ=dm/du，其中dm為無窮小的質元；du為無窮小的空元，其中u為域積，包括點、線、面、體之積；η為正整數。“質布空間永不均”在量子力學上表達為“測不準原理”注1。著名的布朗運動就是由“質布空間永不均”造成的注2。

為了便於牢記，以詩表之：

《宇宙三公理》

增量恆為正，時間沒始終。空間存現在，點點可居中。

質量無窮大，不均布滿空。時空隨質度，生滅理相同。

時間、空間、質量的定義

時間、空間、質量合稱宇宙三要素，分別簡稱時、空、質。

時、空、質定義中的內涵分別就是時間公理、空間公理、質量公理，外延則由各自內涵的本性分理分別演繹推導得出：因為“三無”，所以時空質的每部份都有限可測，但部份數卻都可以無限多。內涵表達了時空質之尺都是無限長的，外延分別表達了時間可以任分時刻以分段並測量各段長、空間可以任分區域並測量各區域大小、質量可以任分部分並測量每部份數值的多少。根據時空質的定義可以推導出時空質分別由其素元所積成。

這三要素的定義概括了所有人類學科關於時間、空間、質量定義的內涵和外延，在後面第三篇“演繹一些主要已知學問的基本概念和公理系統”中有詳細具體的論述。

第1點時間

內涵T={t∈(-∞,+∞)}∩{△t>0}；外延T=∑(t∪→△t)_n=∑t_n∪∑→△t_n。

即內涵是無盡永前；外延是各時刻順序或各有限時段長短的測量數值。

(t∪→△t)_n表示時間的任一有限部份，即每部分都是有限的但部份數卻可以無限多。式中的t_n表示第n時刻值，△t_n表示第n時段的長度值。→△t_n表示第n時段，其中→△t=△t→l=(t1－t)→l，其中→l是單位向量，表示時刻只有增加的方向，即表示時段的唯一方向，又其中t1是后時刻或現在時刻值，t是前時刻或過去時刻值。

甲、時間外延的演繹推導：

A、∵t∈(-∞,+∞)[時刻無限多、刻刻不同]∴t_n∈(-∞,+∞)[t_n表示可以任意選定坐標系並任意選取n多個時刻值以比較其先後順序]。

B、∵t∈(-∞,+∞)∩△t>0[時刻無限多、刻刻不同且時段單向延續]∴△t_n>0，即存在→△t_n[→△t_n表示可以任意選取n多個段長有限的單向時段以比較其長短]。

內涵表達了時間之尺是無盡永前的，外延表達了時間可以任意分刻測位或分段測長。

乙、時間推論的演繹推導：

時間由時元積成：t=∫dt。

其中時元dt=t1－t→0，dt的前時刻t為dt的極限值。

證明：∵△t>0[任選時段都大於0]∴△t=t1－t→0=dt[△t可以無窮小]，∴t=∫dt。

因為時間的上述特性，所以我們才能夠用不同的單位來測量時刻和時段的值。如物理學在國際單位制（SI）中，把測量時間的基本單位秒(s)定義為：銫-133的原子基態的兩個超精細能階間躍遷對應輻射的9192631770個周期的持續時間；在天文學上的曆書時中又把秒(s)定義為：1900年1月0日12時正回歸年長度的1/31﹐556﹐925.9747；在生活中又常用毫秒ms、分min、小時h、日（天）d等等時間單位。

因為時間的上述特性，所以我們研究宇宙各部份變化規律的所有學問才可能產生。

因為時間的上述特性，所以在宇宙中萬事萬物才可能產生、變化和消亡！

第2點空間

內涵U={r∈[0,+∞)}∩{r=ct}；外延U=∑(→r∪u)_n=∑→r_n∪∑u_n

即內涵是無界永在，外延是各有限部份空間相對位置或大小的測量數值。

(→r∪u)_n表示空間的任一有限部份，即每部份都是有限的但部份數卻可以無限多。式中的r_n表示第n個個點的坐標值，u_n表示第n個有限點群大小的域積。

甲、空間外延的演繹推導：

A、∵r∈[0,+∞)[點數無限多、點點不同又點點平權]∴r_n≥0[[r_n表示可以任意選定坐標系並選取n多個點位數值以比較其位置的相對方位]。

B、∵r_n≥0[可以任意選點]∴u_n>0[u_n表示互相聯結著的點可以合而為一有限的點群區域，並且可以任意選取n多個點群以比較其大小]

內涵表達了空間之尺是無界永在的，外延表達了空間可以任意劃分區域並測度各區域大小。

乙、空間推論的演繹推導：

空間由空元積成：u=∫du。

證明：∵u_n>0[任選區域都可以無窮小]即存在空元du，∴u=∫du。

因為空間的上述特性，所以我們才能夠用不同的單位來測量空間相對位置和空域具體大小的值。如物理學上把測量長度的基本單位米(m)定義為：光在真空中行進1/299792458秒的距離，而常用的單位還有千米（km），分米（dm），厘米（cm），毫米（mm）微米（μm）納米（nm）等等。又如中國的里、丈，英國的英寸、碼，航空航海上的海里、節等等。在計算面積、體積時也一樣可以使用不同的單位。

因為空間的上述特性，所以我們才能夠把空間分解為不同的部份並研究它們之間的關係，產生了幾何學、代數學和邏輯學。這一點在下面第三篇有關幾何學、代數學和邏輯學的章節中有具體的論述。

第3點質量

內涵M={m∈(0,+∞)}∩{dρ_η≠dρ_0}；外延M=∑m_n=∑(ρu)_n

即內涵是無限永有，外延是各有限部份空間內填充內容多少的測量數值。

m_n表示質量的第n有限部份的靜質量值，即每部份的靜質量都是有限的但部份數卻可以無限多。

甲、質量外延的演繹推導：

∵m∈(0,+∞)[總質量無限大]∴m_n>0[m_n表示可以任意選取n多個有限部份以比較其多少]。

內涵表達了質量之尺是無限永有的，外延表達了質量可以任意分部並測度各部份數值的多少。

乙、質量推論的演繹推導：

質量由質元積成：m=∫dm

證明：∵m_n>0[任選部份都可以無窮小]即存在質元dm，∴m=∫dm。

因為質量的上述特性，所以我們才能夠用不同的單位來測量具體物體所含質量多少的值。如物理學在國際單位制中的基本單位千克(Kg):純水在4℃時的質量、中國的斤、英國的磅等等。

因為質量的上述特性，所以我們才能夠通過化學研究找到分子和原子，才能夠通過粒子物理學的研究找到質子、中子、電子、夸克等微觀粒子。這一點在下面第三篇關於化學、粒子物理學的章節中有具體的論述。

因為質量永不均勻地布滿空間，分佈狀態在隨時地變動著，所以質量在改變空間的分佈狀態時便產生了物理學上稱之為慣性或萬有引力的可測量現象。這一點在下面第三篇關於牛頓力學和量子力學的章節中有具體的論述。

從上述三素各自的推論可知：時元值dt、空元值du、質元值dm都是無窮小變數，所以我們對時間（時刻、時段）、空間（點位置、距離、面積、體積）、質量（靜質量、動質量）等的具體測量數值都只能夠是近似值，這一點已經為量子力學上的“測不準原理所體驗、測得。

時、空、質之間的基本關係

第1點內涵關係

時、空、質在內涵上是既各自獨立又相互聯繫著的三個絕對概念。時間公理、空間點分理、質量總體分理表達了它們的各自獨立性，而空時關係分理和質空關係分理則表達了它們的相互聯繫性。空時關係分理和質空關係分理表明U=U(T)和M=M(U)，即空間所經歷者為時間和質量所充滿者為空間，就是說：“時空隨質度”。質量是三要素中的原生要素，沒有質量就沒有空間，沒有空間就沒有時間，如果採用老子道德經的詩化描述，則有：原生質，質生空、空生時，時生萬物。

第2點測量關係

時空質的外延部份涉及到其數值測度問題，其測度數值都是相對於參照系的，而且都只能夠是近似值。測度時空質的數值是科學上要具體解決的問題。在愛恩斯坦以前是在虛擬靜止參照系下分別測度的，具體了它們的各自獨立性；愛恩斯坦增加了在實際運動參照系下的共尺測度方法，具體了它們的相互聯繫性。

時空質的依存關係確立了事物的演化秩序。如果在測度上以絕對常量光速c為共尺，此秩序可由以下愛因斯坦狹義相對論公式具量表達：

T=γ(t-vr/c^2)，動時間T，靜時間t，相對運動下鍾變慢；

R=γ(r-vt)，動距離R，靜距離r，相對運動下尺變短；

M=γm，動后靜質量M，動前靜質量m，相對運動下質變大。

其中γ=1/√(1-v^2/c^2)

用絕對常量去測度各種變數以求取變數間的函數關係，是人類的小智慧；而用無限長的時空質尺子去測度“歷時有盡”的事件和“占空有界”的物件以創造萬事萬物，則是宇宙的大智慧。人類若能夠從中有所領悟，必能夠走出“相對”的迷宮，步入“絕對”的聖境！

用“宇宙三公理”定義哲學基本概念

下面是對錶A0的解釋。

第1點宇宙的定義

由宇宙三公理聯合給出。宇宙是第1層概念：

內涵：宇宙是“時間無盡永前、空間無界永在、質量無限永有”的存在；

（簡述）宇宙是時空質三永三無的存在；

外延：宇宙只有一個，包含所有的物件和事件。即☯=W∪S

物件W=(物位)∪(物體)=(時刻∩位置∩質量)∪(時刻∩體積∩質量)；

事件S=物位移∪物體變=運動∪生滅。

定義式：

☯內涵=T∩U∩M={t∈(-∞,+∞)}∩{△t>0}∩{r∈[0,+∞)}∩{r=ct}∩{m∈(0,+∞)}∩{dρ_η≠dρ_0}；

☯外延=(∑t_n∪∑→△t_n)∩(∑→r_n∪∑u_n)∩(∑m_n)

=【(∑t_n)∩(∑→r_n∪∑u_n)∩(∑m_n)】∪【(∑→△t_n)∩(∑→r_n∪∑u_n)∩(∑m_n)】

=【所有的狀態】或【所有的狀態變化】=W∪S=物件或事件

=【(∑t_n)∩(∑→r_n)∩(∑m_n)】∪【(∑t_n)∩(∑u_n)∩(∑m_n)】

∪【(∑→△t_n)∩(∑→r_n)∩(∑m_n)】∪【(∑→△t_n)∩(∑u_n)∩(∑m_n)】

=【所有的“時刻、質點位”狀態】或【所有的“時刻、質體積”狀態】

或【所有的“時刻、質點位”狀態變化】或【所有的“時刻、質體積”狀態變化】

=【物位】或【物體】或【物位移】或【物體變】。

分述如下：

A、外延的第一與式：物位=(∑t_n)∩(∑→r_n)∩(∑m_n)=∑[t∩(→r)∩m]_n，

其中[t∩(→r)∩m)]_n表達第n個物位，又其中因為m_n=f(u_n)的測量數值取大於0的實數，即m_n>0，所以任何時刻任何空間點上都必有質量。

此式表達“任一時刻都對應一點位值及對應一有限質量值”之狀態，即表達了所有的“質量的瞬時空間點分佈狀態”。即任一瞬間的質量和空間都可以分為個數無限多的“物位”。

B、外延的第二與式：物體=(∑t_n)∩(∑u_n)∩(∑m_n)=∑[t∩u∩m]_n，

其中[t∩u∩m]_n表達第n個物體，又其中因為u_n=f(t_n)的測量數值取大於0的實數，即u_n>0，所以任何時刻任何空間區域上都必有質量。

此式表達“任一時刻都對應任一體積值及對應任一有限質量值”之狀態，即表達了“質量的瞬時空間區域分佈狀態”。即任一瞬間的質量和空間都可以分為個數無限多的“物體”。

C、外延的第三與式：物位移=(∑→△t_n)∩(∑→r_n)∩(∑m_n)=∑[(→△t)∩(→r)∩m]_n，

其中[(→△t)∩(→r)∩m]_n表達第n段位移，

又其中[(→△t)∩(→r)∩m]=[t1∩(→r1)∩m1]—[t∩(→r)∩m]=(t1—t)∩[(→r1)—(→r)]∩(m1—m)。

∵任一時刻值都對應一點位值及對應一有限質量值∴[(→△t)∩(→r)∩m]表示了[t1∩(→r1)∩m1]和[t∩(→r)∩m]兩種狀態的差。其中的t1是后時刻值，t是前時刻值；(→r1)是后時刻質量中心位置，(→r)是前時刻質量中心位置；m1是后時刻質量值，m是前時刻質量值。

此式表達了質點狀態隨時刻的增加而變化，即表達了“質量的所在位置及其多少總是隨著永前的時間不斷地變化著，永遠不會停止，而且因為時間增量是無窮小變數（△t>0），所以這種變化的值可以任意地小。

要特別注意的是：這裡所使用的邏輯與式之間的算術運算並不是現代數學意義上的運算，它是用來表達物件之間的宇宙邏輯關係的。例如：一個三年前1月1日在廣州出生的3千克小孩，今年1月1日到欽州時是13千克，就可以用“孩子位變=[2016.1.1∩欽州∩13千克]－[2013.1.1∩廣州∩3千克]”來表達這個孩子的“物位變”或“運動”。雖然這個孩子的名字或者沒有變化，但從宇宙邏輯上來說，前後兩種狀態已經不相同，現在的孩子已經不是原來的孩子了。按照我們平常的表達邏輯，也可以分析地表達為：“孩子位變或運動=（2016.1.1－2013.1.1）∩(欽州－廣州)∩(13千克－3千克)”，即“孩子長了三歲，由廣州到了欽州，體重增加了10千克”。

D、外延的第四與式：物體變=(∑→△t_n)∩(∑u_n)∩(∑m_n)=∑[(→△t)∩u∩m]_n,

其中[(→△t)∩u∩m]_n表達第n個物體變，

又其中[(→△t)∩u∩m]=[t1∩u1∩m1]—[t∩u∩m]=(t1－t)∩(u1－u)∩(m1－m)。。

∵任一時刻值都對應一域積值及對應一有限質量值）∴[(→△t)∩u∩m]表示了[t1∩u1∩m1]和[t∩u∩m]兩種狀態的差。其中的u1是后時刻質量分佈區域的體積，u是前時刻質量分佈區域的體積。

此式表達了質體狀態的隨時變化，即表達了“質量所佔空間的多少總是隨著永前的時間不斷地變化著，永遠不會停止，而且因為時間增量是無窮小變數（△t>0），所以這種變化的值可以任意的小”。

與運動相同，生滅的外延表達式也是用來表達物件之間的宇宙邏輯關係的。例如：一個長在枝頭上的蘋果，6月1日的體積是1立方厘米，質量一克，到了9月1日增加到500立方厘米，450克。可表達為：蘋果體變或生滅=[9.1∩500cm^3∩450k]－[6.1∩1cm^3∩1k]=(91d)∩(499cm^3)∩(449k)。

第2點物質或物的定義

內涵：物質是質量的空間分佈。

外延：所有物件，包括現實物件和精神物件。

定義式：

內涵W=(t≤r/c)∩U∩M={t≤r/c}∩{r∈[0,+∞)}∩{r=ct}∩{m∈(0,+∞)}∩{dρ_η≠dρ_0}；

外延W={∑[(t≤r/c)∩(→r)∩m]_n}∪{∑[(t≤r/c)∩u∩m]_n}。

={物位}或{物體}=物件

內涵由宇宙的內涵對時刻的取值範圍加以t≤r/c的限制，並忽略△t>0后給出。

外延由宇宙外延中的A和B兩狀態與式加以t_n≤r_n/c的限制后給出。

外延第一項是∑[(t≤r/c)∩(→r)∩m]_n，表達過去和現在一切質點，即一切物位。

外延第二項是∑[(t≤r/c)∩u∩m]_n，表達過去和現在一切質域，即一切物體。

物質是宇宙的瞬時狀態，屬於第2層概念。物件包括物位和物體。

從定義可知：W=X∪Y，即：物質=現實物或精神物。

第3點現實的定義

內涵：現實是即時的質量空間分佈；

外延：所有的現實物件。

定義式：

內涵X=(t=r/c)∩U∩M={t=r/c}∩{r∈[0,+∞)}∩{r=ct}∩{m∈(0,+∞)}∩{dρ_η≠dρ_0}；

外延X={∑[(t=r/c)∩(→r)∩m]_n}∪{∑[(t=r/c)∩u∩m]_n}

={現實物位}或{現實物體}=現實物件

內涵由宇宙的內涵對時刻的取值範圍加以t=r/c的限制，並忽略△t>0后給出。

其中的時刻限制是由“時空間隔”的定義推導出來的：因為r=ct，所以現在時刻t=r/c，具體到第n時刻就是t_n=r_n/c。

外延由宇宙外延中的A和B兩狀態與式加以t_n=r_n/c的限制后給出。

外延第一項{∑[(t=r/c)∩(→r)∩m]_n}，表達現在的一切物位，即一切現實物位。

外延第二項{∑[(t=r/c)∩u∩m]_n}，表達現在的一切物體，即一切現實物體。

現實是宇宙的即時狀態，屬於第5層概念。現實物件包括現實物位和現實物體。

第4點精神物的定義

內涵：精神物是過去事和物在現實物中的記錄；

外延：所有的精神物件。

定義式：

內涵Y=(t

外延Y={∑[(t

=精神物位和精神物體=精神物件

內涵由宇宙的內涵對時刻的取值範圍加以tc的限制，並忽略時段△t>0后給出。

因為凡是少於現在時刻t=r/c的時刻都是過去時刻，所以有過去時刻t

外延由宇宙外延中的A和B兩狀態與式加以t_n

外延第一項是{∑[(t

外延第二項是{∑[(t

精神物是宇宙的過去狀態的記錄，屬於第3層概念。精神物件包括精神物位和精神物體。

第5點事或稱精神事的定義

內涵：事是質量空間分佈的隨時變化。

因為“物質是質量的空間分佈”，所以如果從事與物質的關係方面來定義則有：事是物質的隨時變化。通過下面對外延的具體分析，也可以從事與精神物及現實的關係方面來定義：事是精神物在現實中的重演。

外延：所有的精神事件。

定義式：

內涵S=(t1=r1/c)∩(t0)∩U∩M

=(t1=r1/c)∩(t0)∩{r∈[0,+∞)}∩{r=ct}∩{m∈(0,+∞)}∩{dρ_η≠dρ_0}；

外延S={∑[(→△t)∩(→r)∩m]_n}∪{∑[(→△t)∩u∩m]_n}

=∑{[t1∩(→r1)∩m1]—[t∩(→r)∩m]}_n∪∑{[t1∩u1∩m1]—[t∩u∩m]}_n

=精神物位移或精神物體變=精神事=物位移或物體變=運動或生滅=事。

內涵由宇宙的內涵對時刻的取值範圍加以t_1=(r_1)/c∩t

其中時段△t=t1－t，即時段的前時刻值t是過去時刻，后時刻值t1是現在時刻。t_1=(r_1)/c∩t

外延由宇宙外延中的C和D兩狀態變化與式加以(t_1)_n=[(r_1)_n]/c∩t_n<(r_n)/c的限制后給出。

外延第一項表達“空點隨時位移事件及質量隨時增減事件”是精神質點在現實中的重演，簡稱“運動”；

外延第二項表達“域積隨時增減事件及質量隨時增減事件”是精神質域在現實中的重演，簡稱“生滅”。

就事與精神物和現實三個獨立概念的關係而言，事是精神物在現實中的重演，即現在時刻t_1的物件無限地趨於過去時刻t的物件。或簡單說：“事是精神物的運動或生滅”。

因為事的前時刻及其質量空間分佈狀態已經過去了，必須用已經被記錄下來的精神物才能夠與現實時刻及其質量空間分佈狀態相比較以顯現其變化，所以一切事都是精神事。又因為事件都需要時段，其前時刻的物件一定是精神物件而後時刻的物件一定是現實物件，所以兩精神物件之間或兩現實物件之間是不能夠產生事件的。事屬於第3層概念。事包括物位移和物體變。

第6點精神的定義

由精神物的定義和事的定義共同給出。精神屬於第2層概念：

內涵：過去事和物的記錄及此記錄的重演。

外延：所有精神物件和事件。

概表為：J=Y∪S。

二維天圖

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2021年1月14日，國家天文台北京-亞利桑那巡天（BASS）團隊和暗能量光譜巡天（DESI）國際合作項目團隊聯合發布最新巨幅宇宙二維天圖，為即將開始的新一代宇宙學紅移巡天鋪平了道路。

基本信息

中文名

宇宙

外文名

Universe Cosmos World

別名

九天、星空、天外、太虛

分類

空間、時間、物質

平均密度

1*10^-28 千克/立方米

直徑

大約930億光年

表面溫度

平均溫度-270.15℃

哲學定義

三永三無的存在；所有的物和事

定義出處

宇宙三公理

關聯書籍

《宇宙哲學》

年齡

137.99 億年(±0.21)

應用學科

宇宙學、天文學、物理學、地質學、量子物理學、量子力學等

距地距離

4.65✕1010 光年(可觀測宇宙視界)

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