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时间只由一个数来量度，与空间维度不同的是，它总是只朝一个方向流驶，从“过去”流向“未来”。从观察上和情理上都可确认，一个事件的原因总是在其结果之前，这种不可逆转的次序称为因果律。

时间与空间一样，对所有观测者都是相同的。既然速度没有上限，所有的钟，无论它们之间的空间距离有多远，都能被即时地调为同步，并继续保持指示出一致的时间。因此，伽利略一牛顿时空的因果结构就归结为，一个在空间同时地延展的现在时间，把过去和将来分离开来。

把时间和空间作为独立实体的观念遭到与牛顿同时代的数学家和哲学家威尔赫姆·莱布尼兹（WilhelmLerbniz）的强烈反对。他以哲学论据坚持时间和空间只能是联系于物质而存在。两个世纪后，爱因斯坦的相对论证实了莱布尼兹的观点，时间间隔和空间距离都不再是固定的量，它们依赖于观测者与被观测物体之间的相对速度。伽利略——牛顿的绝对时空结构让位于一种新的四维结构，即明可夫斯基时空。

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