附錄 二、 闵可夫斯基四維空間(“世界”)

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[補充第17節]

    如果我們引用虛量1.ct.代替t作為時間變量,我們就能夠更加簡單地表述洛倫茲變換的特性。據此,如果我們引入:

    對帶撇号的坐标系K&rsquo也采取同樣的方式,那麼為洛倫茲變換公式所恒等地滿足的必要條件可以表示為:

    亦即通過上述&ldquo坐标&rdquo的選用,(11a)就變換為這個方程。

    我們從(12)看到,虛值時間坐标x4與空間坐标x1,x2,x3,是以完全相同的方式進入這個變換條件中的。正是由于這個事實,所以按照相對論來說,&ldquo時間&rdquox4應與空間坐标x1,x2,x3,以同等形式進入自然定律中去。

    用&ldquo坐标&rdquox1,x2,x3,x4描述的四給連續區,闵可夫斯基稱之為&ldquo世界&rdquo,他并且把代表某一事件的點稱作&ldquo世界點&rdquo。這樣,三維空間中發生的&ldquo事件&rdquo按照物理學的說法就成為四維&ldquo世界&rdquo的一個&ldquo存在&rdquo。

    這個四維&ldquo世界&rdquo與(歐幾裡得)解析幾何學的三維&ldquo空間&rdquo很近似。如果我們在這個&ldquo空間&rdquo引入一個具有同一原點的新的笛卡兒坐标系(x&rsquo1,x&rsquo2,x&rsquo3)那麼x&rsquo1,x&rsquo2,x&rsquo3就是x1,x2,x3的線性齊次函數,并且恒等地滿足方程:

    這個議程與(12)完全類似。我們可以在形式上把闵可夫斯基&ldquo世界&rdquo看作(具有虛恰時間坐标的)四維歐幾裡得空間;洛倫茲變換相當于坐标系在四維&ldquo世界&rdquo中的&ldquo轉動&rdquo。