空間、時間、時空、坐標
人類之間合作與競爭的動態均衡（1）
台灣抵抗武力侵略的是非、意義、方法（六）
2023/9/27
再回顧一下，當初擬訂「台灣抵抗武力侵略的是非、意義、方法」這個系列的大綱如下：
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人類發展的縮時掠影：□人性 □個體與系統的行為模式 ■人類之間合作與競爭的動態均衡 □人類的公共事務與政府性質的變遷 □簡單對比中國與歐洲兩地人民的發展 □人類世界二戰之後的雅爾達體系 □中國進入興衰循環的上升階段 □人類2個主要集團的競爭 □人類未來發展的可能方向 台灣防衛作戰概念大綱：□台灣同胞抵抗或不抵抗武力侵略 □各國同胞援助或不援助台灣抵抗武力侵略 □「台灣防衛作戰概念大綱」部份掠影 |
在之前約略省視過人性、個體與系統的行為模式後，現在進入■人類之間合作與競爭的動態均衡這個題目，初擬省視綱要如下：
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人類之間合作與競爭的動態均衡 ●空間、時間、時空、坐標 ○物質、能量、生命、運動 ○粒子、量子、波動 ○事件在時空中發展、單元與系統行為 ○演變、均衡、規律、秩序 ○造物者 ○人類系統的基本活動 ○人類演變的階段 ○多元化現代人類社會的活動 ○現代人類之間合作與競爭的動態均衡、多元混合與多元融合 ○天道與人道 |
人類的生活離不開空間、時間、時空、坐標，外行人藉這篇文字對它們做一點極簡略的思考。
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●空間、時間、時空、座標
空間
空間是什麼
•空間是什麼？就是大家自然知道、直觀想像的那個樣子，它可以容納物質、非物質、物質和非物質的運動…。（邏輯上，有物質存在是不是就應該有非物質存在？）（運動可能有各種方向和各種速度；可視靜止為向度和速度均為0的運動）（本系列預定於下一篇文字中極簡單地談一下物質與運動）
•所有物質（物體）都存在於特定空間中；外行人視物質（物體）或∕及非物質的運動為事件，所有事件都在特定空間範圍內進行。事件往往牽涉若干個物質（物體）或∕及非物質的運動。
（物質有形體，外行人在後文中只單稱物質或物體，不再使用括弧累贅地將物質與物體2個名詞同列）（外行人為本部落格作者自稱）
•最廣義或說最大的空間不知何所從來，它似乎無始無終、無窮大、没有邊界、永遠存在；外行人在概念上稱其為元始空間（original space）。說似乎是因為外行人不能確定它是不是無窮大並永遠存在？（中國人說的太空，和外行人說的元始空間同義嗎？外行人有時也會使用太空這個名詞）
•元始空間不因為有没有物質就存在。
•從最基礎的概念看，一個矩形空間可以長、寬、高3維向量為其定址並衡量其大小。
上面2個最基本的3維空間圖來自Wikipedia
•不規則空間的大小（容積）可以用微分加總的方法計量其近似值。
空間坐標
•在任何內部穩定的特定空間中，我們都可以選定該空間中任何一個點O為基準點，並以該基準點為中心，建立一個如上面2圖所示的3條互相垂直的X、Y、Z軸線，和3個互相垂直的平面為定位儀後，藉它標定該空間中所有點位以該定位儀為基準的位址如P（x、y、z）。
•在一個本身會自轉或移動的空間中，上述定位儀［基準點（O）、基準軸（X、Y、Z）、3個基準平面］必須和該空間同步轉動或移動才行，譬如在地球上我們能為地球上所有的點位定址。（關於在地球上定址，可參閱維基百科詞條地理位置；該詞條內文簡介了相對位置）（本段文字中所說的「和該空間同步轉動或移動」如何定義？這不容易，但可以地球的情況想像）
•若該特定空間內的定位儀不和該空間同步轉動或移動，我們如何為該空間內所有點位定址？如果構成一個空間本身的所有點（基本粒子）都在非同步轉動或移動，那怎麼為該空間定址？簡化一點說，太空科學家告訴我們，宇宙中所有的星體都在運動（移動及∕或轉動）；在相對運動中，我們如何標定宇宙空間中特定星球的絕對位址？譬如在自轉並對太陽公轉的地球表面某處，我們如何標定宇宙中某一也在運動中之特定星球其表面特定點位的位址？只好尋找可以標定其相對位址的方法幫忙吧？
•基於某些已知情況，太空科學家可以估計2個星體間的直線距離為約若干光年。
•太空科學家們可以相當準確的將人造衛星降落在月球表面某個預定的區域內，表示他們可以相當準確地衡量地球與月球相對運動的規律以及…，因此在地球上可以為月球表面設定包括時間表述的位址。
•在包含地球本體的某個空間範圍內，我們可以「相當精準」地為某個特定點位（譬如某棟建築物、某輛移動中的車子、某架飛行中的飛機、某個電腦或手機主機板上某顆CPU內某處、人體某個細胞內某個基因）定址。
（關於坐標系統，有興趣深入了解的朋友可以參閱維基百科坐標系、歐幾里得空間、天球坐標系統等條目）（那些條目內容有些艱深，非有關專業工作者的一般同胞，像我這樣對什麼事都外行的人，是不是只要對空間、時間、時空、坐標等等現象有符合事實的簡單基本概念，並能在生活中運用這些概念就可以過好生活了？）
空間系統
•一個（上位）空間可以依特定標準被分割為若干個（其次級或下位）空間，出現空間們或說空間群的狀態。
•簡化說，空間可以橫向切割。譬如將一個國家的空間劃分為若干個省的空間；將歐亞大陸橫向劃分為若干個河流流域空間系統…。反過來操作就是可以將多個空間進行橫向整合，譬如人體的頭頸＋胸腹腔＋四肢。
•簡化說，空間可以縱向切割。譬如將一棟大樓的空間劃分為若干個樓層空間、可以將喜馬拉雅山脈從最高到最低處縱向劃分為若干個氣候場域空間…。反過來操作就是可以將多個空間進行縱向整合，譬如多層電路板或2.5D∕3D晶片封裝。
•個體空間之間可能出現包含（⊃）、被包含、部份重疊、無關連…等關係。有包含（⊃）和被包含關係的空間們會形成位階。
•空間各有其形態，其形態可能相當長期不變，也可能不斷變化。
人類已知的最大空間和最小空間
•在概念上，外行人將上文所稱的那個天然便存在，包含一切物質、非物質、物質和非物質的運動，永遠存在，永遠就是原始那個樣子…之元始空間視同元始宇宙（Original Universe），它與時間無關，天然無窮大，不會變形（變大、變小、變…）。
•外行人將元始空間視同元始宇宙，是為了與一般所稱的宇宙（Universe）區分；一般所稱的宇宙包括空間和時間…。
•天文學界將宇宙中的星體們劃分為許多星系（galaxy）。目前天文學家們認為宇宙中有多達1×1024（兆：1014）顆的恆星（star），行星（planet）數量更是多多多多。許多恆星、恆星遺骸、星際氣體、塵埃、暗物質…由於彼此之間引力的作用會形成一個個明顯的集體，每個集體都被稱為星系；被觀察到的星系會被命名，譬如太陽系、銀河系…。
•天文學界可能為了方便研究，將已經觀察到的星系們劃分為若干個大系統，一個大系統內包括若干次級系統，譬如Laniakea超星系團⊃室女座超星系團⊃本星系群（本星系群中有銀河系、仙女座星系、三角座星系等約50個星系）⊃銀河星系（銀河星系大約擁有1,000億至4,000億顆恆星）⊃太陽系（太陽系中有太陽、8大行星以及…）。
•比較小的空間系統譬如人體某器官的細胞、電腦包括手機主機板上的CPU…。
•外行人不例舉各場域科學家們為各自場域目前所知道、所界定的最小空間是什麼，它會隨著人類知識的增加而改變，似乎小還有更小、大還有更大、怪還有更怪…。
空間移動？空間壓縮？
•一輛40呎的貨櫃車停靠到台灣某工廠倉庫的出貨碼頭，在貨櫃裝滿工廠生產的最終消費產品後開走了。貨櫃是不是構成一個空間？那個貨櫃後來停靠到德國慕尼黑某經銷商商品倉庫的進貨碼頭下貨，是不是那個貨櫃把台灣某工廠出貨碼頭前的一個特定空間，移動到了德國慕尼黑某經銷商商品倉庫的進貨碼頭前？大家一般不會認為那是我們移動了一個特定空間，而是我們把空間中的一批物質移動了位置，空間本身並没有變動。外行人會寫這一段，是因為在有些涉及科幻創意的文藝作品中出現了將空間移動的情節。
•可不可以將貨櫃的移動視為該貨櫃內被封閉的特定空間整個被移動了？將之視為元始空間內一個特定次級空間的移動？但占用元始空間的特定次級空間移走後，原被占用的那部份元始空間就恢復被占用前的原「空態」，可以繼續被利用？在概念上似乎並無不可。
•同樣的，存置電腦軟件的空間有壓縮和解壓縮的狀態性說法；許多包裝也有壓縮和解壓縮的狀態性說法…。那是電腦軟件和被包裝物在特定空間內放置的方式更緊密，節省了空間，並非空間被壓縮。但將節省空間視為、說是壓縮○○空間，在日常生活中並無不可，聽者都懂，不會誤解。
•如之前空間系統一節中所述，空間可以被劃分為次級、次次級空間系統，一層可以套一層，可能橫向套、縱向套、斜向套、奇形套…。
運用空間
•動物們或許包括植物們等生命體都會運用空間。國土規劃、社區規劃、園林設計、室內設計、繪畫與照相攝影等藝術作品的景像或影像佈局、抽屜和行李箱內的物品放置、2個相同的齒輪利用彼此實態之間的空態咬合、電腦主機板的lay-out、電腦晶片封裝…，都涉及對空間的運用。
•運用空間需要有關的知識與能力。有關的項目包括被放到所運用空間內之各單元品項的各方面性質、各單元品項之間的關聯性質、所運用空間系統的外生變數等等。
時間
時間的計量單位
•雖然看不見、摸不着、嗅不到、「認為」它無實體，但大家自然知道有時間（time）；自然知道時間「像是」一條方向不變、不停地以等速持續向前、不會回頭走的連續直線。
•不回顧約定俗成的過程，古代人類按照自身日常生活習慣，以地球上日夜循環（自轉）一周的時間為1天、地球繞太陽公轉1周的時間為1年…；將1天劃分為24小時、1年約有365天。在1930年代發明原子鐘以前比較精準量度時間的方法有沙漏、日晷、機械鐘等。
•人類於1967年製訂時間的國際標準單位（International System of Units）為「秒」；以銫133原子基態兩個超精細能級間躍遷所對應之輻射的9,192,631,770個周期之持續時間為1秒。
時間系統與時間換算
•很簡化說，1天24小時，可以將地球表面依經度（Longitude）劃分為24個時區（time zone；有國際換日線問題）；但實務上各國政府為了國內各地居民生活往來的方便性會做調整，譬如中國就將國內全境訂為一個時區。可以說各國不同的計時（報時）方式構成了地球上的時間系統。
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中國的時間 為了某些方便，中國統一了國境之內的報時，全為「UTC＋08:00」，簡稱北京時間。但由於日出而作、日入而息是人類自然的生活習慣，所以中國大致上有北京、重慶、烏魯木齊3個作息時區（網路訊息）；重慶比北京晚1小時、烏魯木齊比北京晚2小時。 實行北京作息時區（大致上為8:00-12:00 13:00-17:00）的地方大致上有北京市、天津市、河北省、遼寧省、吉林省、黑龍江省、內蒙古自治區的呼和浩特市和包頭市以東（包括呼和浩特市和包頭市）地區、山東省、山西省、河南省、江蘇省、安徽省、湖北省、湖南省、江西省、浙江省、上海市、福建省、廣東省、海南省、香港特別行政區、澳門特別行政區。 實行重慶作息時區（大致上為9:00-13:00 14:00-18:00）的地方大致上有重慶市、四川省、廣西壯族自治區、雲南省、貴州省、陝西省、青海省、甘肅省、寧夏回族自治區、內蒙古自治區的呼和浩特市和包頭市以西地區。 實行烏魯木齊作息時區（大致上為10:00-14:00 15:30-19:30）的地方大致上有新疆維吾爾自治區、西藏自治區。 中華民國實行「UTC＋08:00」計時制，作息時間大致上為8:00-12:00 13:00-17:00。 雖然現代人類認為每天工作8小時、一周工作5天共40小時合理並實施，但有愈來愈多地區的辦公室工作者在每天8小時工作時間內包括午餐時間，實際工作約7.5小時。消耗體力較多的工作者午餐休息時間較長、生產線上的工作者通常每2小時就會休息一次。多數同胞回家用午餐的地區中午休息時間較長。 由於各種原因，作息時間常彈性調整。 |
•很簡化說，月球的自轉與繞地球公轉同步，約27.3216天；繞太陽公轉一次約29.530天；所以月球表面的明暗循環周期與地球表面不同。月球有迄今一直不面對地球的區域（月球背面）。
來源：維基百科
•宇宙中各星球的自轉，以及對於恆星的公轉速度不同。假設各星球都有自己的標準時間，則各星球不同的標準時間構成宇宙時間系統。
•地球上各種生命族群會不會有自己的時間系統？外行人不知道。
•地球上在不同時區生活的同胞之間在交往（communicate）時，需要進行標準時間或生活作息時間的換算。宇宙中各星球之間未來在交往時可能也需要進行不同地區時間的換算。
時間坐標
•在一條持續單向定速延伸的直線上只要選定基準點，為時間定址沒有難度。
•中國大陸地區即使在同一個朝代（國家）中，同一個皇帝由於某些原因就會改好幾次年號，譬如宋太祖的年號就有建隆（西元960年2月〜963年11月）、乾德（西元963年11月〜968年11月）、開寶（西元968年11月〜977/1/14）3個，每改一次年號就換一次計時基準點，讓後代歷史學家們在為過去的特定事件在時間序列上標定位址時很麻煩，尤其是當同一個時期存在好幾個國家與實際獨立地區時更麻煩。歐洲地區可能因為長期盛行天主教，很早就都以西元紀年標示時間序列。
（這種紀年方式的差異是否顯示中國大陸地區歷朝歷代君王的自我中心意識，比歐洲地區歷國歷代君王強？或中國大陸地區在1949年以前，從未出現過像天主教教廷那樣跨許多國家和地區影響人民日常生活模式的力量？）（中國人民政治協商會議第一屆全體會議於1949/9/27的會議中，表決通過了中華人民共和國採用公元紀年的提案。中華民國立法院則迄今未能通過採用公元紀年的議案）（綜合網路訊息，現在世界上未通用公元紀年的國家有日本、朝鮮、泰國、緬甸、印度、伊朗、阿富汗、若干伊斯蘭教國家、以色列、衣索比亞）
「空間位址＋時間位址」的坐標
時空
•空間＋時間＝時空（Spacetime）。
•時間和元始空間永遠存在，也就是時空永遠存在，在概念上可視時空為一體，它包容一切。
•假設未來的時間不會預先存在，則在外行人的定義中，過去＋現在的時空＜無窮大、永遠存在的元始空間。
時空定址
•凡存在的物質、非物質或∕及事件都有其時空位址（空間位址＋時間位址）。（因為事件有行為者，亦可視無事件為0；而且非物質代碼之前可加「–」等符號以表示其為非物質，所以爾後只寫物質及事件）
•將空間中某個點的位址P（x、y、z）與某時間T結合，可以為所有存在時空中的物及事定址為［P（x、y、z）、t］。時空位址在概念上是一個4維向量。
事件在時空中發展
•除非描述元始宇宙，其他特定物質及事件都存在於一個特定的時空範圍（時空體）中，有其邊界。由於時間不停延伸，該特定的時空範圍即隨時間不斷或伸展、或收縮、或變化其長短之外的形貎（變化可能為0，之後不再囉唆地加寫成或∕及變化），直至特定物質及事件消滅。
•特定物質及事件存在的時空體，為宇宙或某特定時空內的次級時空體。
•一個較大時空內可能發生許多起不同事件。理論上，不會有不同的物質同時存在於相同的空間或時空位址，即使不同事件撞擊時都不會。不同物質事件會經過同一空間位址，不會經過同一時空位址。（但非物質、能量、波…呢？本文不討論）
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不同「物質事件」的同平面交叉通過 觀察2組4條火車軌道在平面上同一空間位址（這個位址占用比較大的空間）之交叉通過，會看到鐵軌在交叉處的處理方式，好讓不同方向列車的車輪能夠順利通過軌道交會點。 2列不同方向的火車不會「同時」通過同一鐵軌交會點。   火車2邊的車輪是在2條鐵軌上同步運動的，從單邊看：車輪以其外緣圓面貼合鐵軌上平面，以承載火車車體重量並滾動；以其垂直凸出於外緣圓面的內側邊貼合鐵軌上平面的內側邊，以保持車輪於沿鐵軌行進時不脫軌。（上面4幀圖均來自Wikipedia或網路） 道岔［junction（rail）］https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%81%93%E5%B2%94 |
•當特定物質及事件消滅，其以往存在過的時空體會隨之消滅嗎？外行人不知道；無論它消不消滅，在同一空間位址會有無窮多的時空。譬如北京的故宮，有許多位皇帝家庭的時空體在那裡存在過。
•人類除非通過大腦中的記憶，和人們的語音、文字、影像記錄，否則無法感知已經過去的時空。
•元始時空⊃所有特定時空。
•個體時空之間可能出現包含（⊃）、被包含、部份重疊、無關連…等關係。有包含（⊃）和被包含關係的時空們會形成位階。
•時空體各有其形態，其形態可能不斷變化、或可能相當長期不變。
•特定時空的延伸變化可能不超過某個空間範圍；譬如若不涉及地球初生至穩定和其毀滅的過程，地球時空體的發展範圍没有超過其環繞太陽軌道的範圍。
•特定時空的存在可能不超過某個時間範圍；譬如特定個人時空體的存在期間可能迄今没有超過120年的。
後記：
雖然凡事皆有因果，談「台灣抵抗武力侵略的是非、意義、方法」時，先談一點人性、個體與系統的行為模式什麼的，似乎有合理性，但怎麼會扯到空間、時間、時空、坐標去呢？除了人類的生活離不開空間、時間、時空、坐標外，還因為：
1. 外行人比較貪心，希望本文能有助於為所有場域中盡可能多的事件，找到若干共通之「概念性的分析和歸納架構」。
2. 人類很早就開始觀察太空，近代以來太空事業發展得很快，在偵測、通訊等越來越多方面有越來越重要的趨勢，想藉本文為之後談「人類未來發展的可能方向」做一點鋪墊。
3. 我們共同進行台灣防衛作戰時，對於運用低軌衛星、6G網路系統、多方資訊共享、決策科學等科技工具得有些基本認識，本文部份內容對於導入這些基本認識或許多少有點幫助。（從新聞報導看，政府數位發展部對於我們運用低軌衛星和6G…的能力，一直在按部就班迅速準備中）
但以論事宜簡明扼要的標準衡量，外行人常犯從盤古開天地說起的可怕毛病。
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