狹義與廣義相對論淺說 · 附錄 二、 閔可夫斯基四維空間(「世界」)
[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:
對帶撇號的坐標系K』也採取同樣的方式,那麼為洛倫茲變換公式所恆等地滿足的必要條件可以表示為:
亦即通過上述「坐標」的選用,(11a)就變換為這個方程。
我們從(12)看到,虛值時間坐標x4與空間坐標x1,x2,x3,是以完全相同的方式進入這個變換條件中的。正是由於這個事實,所以按照相對論來說,「時間」x4應與空間坐標x1,x2,x3,以同等形式進入自然定律中去。
用「坐標」x1,x2,x3,x4描述的四給連續區,閔可夫斯基稱之為「世界」,他並且把代表某一
事件
的點稱作「世界點」。這樣,三維空間中發生的「
事件
」按照物理學的說法就成為四維「世界」的一個「存在」。
這個四維「世界」與(歐幾里得)解析幾何學的三維「空間」很近似。如果我們在這個「空間」引入一個具有同一原點的新的笛卡兒坐標系(x』1,x』2,x』3)那麼x』1,x』2,x』3就是x1,x2,x3的線性齊次函數,並且恆等地滿足方程:
這個議程與(12)完全類似。我們可以在形式上把閔可夫斯基「世界」看作(具有虛恰時間坐標的)四維歐幾里得空間;洛倫茲變換相當於坐標系在四維「世界」中的「轉動」。