四维 (参考http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9B%E7%BB%B4) 空间是由三维组成的,而时间也是一个维度,那么它为什么如此与众不同? 答案:它没有不同。物理学家彭罗斯在他的书《引力》中写道:“空间和时间不是相互独立的概念。”在爱因斯坦的狭义相对论中,时间和空间融合成一个整体。对一个观察者来说仅仅空间坐标不同的两个物体,在另一个观察者看来,其时间坐标和空间坐标可能都是不同的;同样地,在一个观察者看来在同一地点上先后发生的两个事件,在另一个观察者看来可能其时间坐标和空间坐标都不同。 这与我们日常的经验大相径庭,原因在于我们不够快。两名观察者观察结果的差异只有当他们的相对速度接近光速——这个宇宙的速度上限——时,才会变得明显。 爱因斯坦的物理理论揭示了一个深刻的真相:时间和空间是紧密交织联系在一起、不可分割的,如同组成一件织物的经纬线。但两者之间也有明显的区别:原则上我们能够沿着三维空间的任意方向旅行,但沿着时间我们只能有单向的苦旅:从过去到未来。如何理解这一差异性呢? 考虑这样一个假想实验:在一个充满阳光的早晨,7点钟,拉开窗帘。假设太阳已经在6点55分爆炸了,但是我们感受不到这一点,在我们的周围仍然充满阳光,因为光从太阳传到地球,需要八分半钟。 宇宙中任何事件,比如正在爆炸的太阳,站在窗边的我们,等等都可以表示为时间―空间图中的一个点。由该点发出两条光线构成的光锥,其中一个代表光从事件点出发原理事件点在时空中运动,另一个表示光朝着事件点运动。如果我们在窗边就能在太阳爆炸时看到其爆炸行为,则需要信息的传播要超过我们所处的光锥,移动速度大于光速,而宇宙不允许这样。 正是宇宙的速度上限使得宇宙的部分时空是不可及的。”它打破了时间和空间的对称性,从而使我们所获取的信息只能是从过去流向未来的,这就是时间的单向性。 |