空间是不是无限大？物体可不可以无限小？为什么？

在古时候，人们的认识里空间确实是无限大的，物体也可以无限小。为什么会认为空间是无限大的呢？因为那时人们认为空间是平直的，平直的空间假如大小有限，就会有边界，那么我们去到空间的边界会怎样？这很难以理解……至于物体可以无限小，中国古代哲人庄子有曰：“一尺之棰，日取其半，万世不竭”。意思就是每天把木头砍掉一半，永远都砍不完，这种说法成立的前提就是物质无限可分，直到无限小。不过随着科学理论的发展，我们对这个问题有了新的认识。

广义相对论的认知革命——空间弯曲使宇宙变得有限

在上世纪初，爱因斯坦提出了关于引力的全新理论——广义相对论，用时空弯曲替代了万有引力。他指出引力只是时空弯曲的表象。利用广义相对论，爱因斯坦提出了一个全新的宇宙模型——超球面宇宙模型。首次提出了有限无边的闭合时空概念。

所谓的超球面宇宙，就是三维空间由于物质能量的作用产生弯曲，并最终闭合成一个四维超球体的三维表面，这种三维空间的闭合面就被称为超球面。

而超球面的大小是有限的，而不再是平直时空所认为的无限空间。超球面的大小由其表明的平均曲率确定，在一个静态的超球面宇宙中，它的大小是可以确定的。

不过随着天文观测，科学家发现宇宙并不是静态的，它似乎一直在膨胀，这样，三维的超球面宇宙必须把时间考虑进来，这样，空间是否有限就成为一个需要测量才能确定的问题。目前的天文观测结果显示，我们的动态宇宙非常接近平直，也就是说它很可能是无限的。但是不要忘了，这是把时间考虑进去的结果，当忽略时间的演化，我们的三维空间任何一个瞬间都是有限的！

微观世界的认知革命——普朗克长度的观测极限

量子力学的发现，是上世纪初的另一场认知革命。普朗克在对黑体辐射规律的研究中发现，必须假设光的能量是一份份的，理论计算才能与实验数据相符，而每一份能量都是某一个常数的整数倍。普朗克通过计算得到了这个常数的值，科学界以他的名字命名为普朗克常数。

利用普朗克常数，可以计算出一个可观测极限的空间长度——普朗克长度。它是以一个光子所能允许的最小波长计算得到的，由于波长越小能量越高，当一个光子的波长小于普朗克长度，该光子就会变成不可观测的黑洞。

这样，科学家就得到了一个空间长度的最小单位，利用普朗克长度又计算出最小的时间单位——普朗克时间，即以光速经过1普朗克长度所需的时间。

根据量子力学，普朗克长度是可观测的最小空间，小于普朗克尺度的空间是没有物理意义的，也就是说，任何物体都不可能小于这个长度！

结语

综上所述，上世纪诞生的两大基础理论：广义相对论和量子力学，给人类带来认知的革命。让我们对我们身处的世界有了更深的认识，这些理论也许不是最终的答案，但它们是目前描述世界最精确的理论。这些理论告诉我们：我们所处的空间不是无限大的，任何物体也不会无限小。

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