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文章數：73 |
 物理的感悟：(四十八)總結狹義相對論 |
| 知識學習｜科學百科 2025/12/23 03:39:15 |
到這裡真實狹義相對論已經介紹完了。這裡做一個總結。 真實宇宙渾然一體，可以用一個四維笛卡兒座標系完全覆蓋。宇宙有方向性，稱為真實方向。在笛卡兒座標系的描述下光與真實方向夾角45度。物體為四維線狀。線稱為物體的四維路徑。沿線切線方向與真實方向小於45度。 只有四維路徑小於45度的線可作為參考系，其中直線是慣性參考系。以慣性參考系建立的四維笛卡兒座標系時間ct軸必須與參考系重合。笛卡兒座標系要求時間軸上每一點的三維空間與時間軸垂直。以真實方向為參考系稱為標準參考系。以標準參考系建立的笛卡兒座標系為標準座標系。 人類以光鐘測量時間，以尺測量空間。所得的時空度量是閔考斯基度量。時空度量單位以1秒=1光秒轉換。宇宙的四維空間稱為閔考斯基空間。物體的四維路徑長度稱為原時。通過兩點的四維路徑以直線最長。閔考斯基空間笛卡兒座標系之間的變換為勞倫茲變換。 構建物體的材料的量稱為積質量。積質量對於四維路徑的各點變化率與方向是該點的四維動量。四維動量與參考系無關。四維動量的數值是物體的質量。相對於參考系的時間分量是相對能量，空間分量是三維動量。當參考系是物體本身的四維路徑，相對能量稱為靜能量。 由一個或多個物體組成的群體四維動量守恆。群體的動量中心是一條線。線上每一點的三維空間中物體的三維動量互相抵消為0。從四維動量守恆可逆推出最大積質量原則。 真實相對論蘊涵的意義顛覆了傳統的認知。宇宙是渾然一體的四維空間，涵蓋了所有物體的一切。既然涵蓋一切，宇宙必然是固定不變的。每個人是一條線型的四維物體。人所看到的三維物體源自於人類的觀察切割了四維物體所得的三維結果。時間是人類在自己線上不同點觀察到的不同現象相互比較察覺變化所得到的認知，不是宇宙固有的性質。 在宇宙中每一個人有自己的線，所以每個人的時間不一樣。時間順著每一個人的線前進。因此時間並不流向同一個方向，只是大致與真實方向夾角在45度以內。同樣兩個事件，不同的人看到的發生先後順序可能不一致，沒有同時的觀念，因果律不成立，至多只符合相關律。在地球上的人由於線貼的很近，導致時間之間的差異很小，才對時間產生錯誤的觀念。 真實狹義相對論是一個簡約凝練的理論。與力學相比，時間與三維空間合併成一個四維空間。時間與空間的度量合併成單一的閔考斯基度量。能量與三維動量合併成一個四維動量。在力學中沒有根源的質量成為四維動量的數值。能量守恆定律與三維動量守恆定律合併成群體四維動量守恆定律。又少了重力，一切變得更簡單了。只要把握住四維觀念，比力學更容易理解。 狹義相對論也是一個極重要的基礎理論。加入重力可以推衍成廣義相對論。加入量子可以推衍成量子場論。兩種現代物理最重要的基礎理論都建立在狹義相對論之上。 |
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