Yahoo奇摩知識+ 將於 2021 年 5 月 4 日 (美國東部時間) 終止服務。自 2021 年 4 月 20 日 (美國東部時間) 起,Yahoo奇摩知識+ 網站將會轉為唯讀模式。其他 Yahoo奇摩產品與服務或您的 Yahoo奇摩帳號都不會受影響。如需關於 Yahoo奇摩知識+ 停止服務以及下載您個人資料的資訊,請參閱說明網頁。

匿名使用者
匿名使用者 發問時間: 科學其他:科學 · 1 0 年前

對愛因思坦提出時間是第四度空間的疑惑?

在時間之箭(彼得·柯文尼 & 羅傑·海菲爾德著)這本書寫到"愛因斯坦認為存在是四維的,是在合併三維空間和一維時間的四維時空中的存在,而不是一個三維存在外加它在時間上的演化。"這是什麼意思呢? 是愛因斯坦認為過去的事物、現在的事物、未來的事物是個自以實體存在嗎? 還是指時間就像空間一樣是個座標軸呢?謝謝!

已更新項目:

To Peter:

您於回答3中寫到"最後時間空間的發展到了1905年愛氏相對論提出後,人們才了解時間與空間座標可以相互轉換,出現所謂四向量空間(三維空間加上時間軸),時間已非牛頓所認為的絕對座標軸。時間會因空間座標的改變而產生不同的時差與順序關係,即同時性不再有意義,事件發生的先後順序也會因觀察者不同,而有不一樣的描述。" 可否麻煩您舉例呢? (不要太難,儘量淺顯易懂,謝謝!)

4 個解答

評分
  • 1 0 年前
    最佳解答

    維度只不過是用來"測量"的慣性座標而已,就好像在數線上,每個數都有他一定的位置,且是"唯一性"的,而它的位置可以單用一個數(X)就表示出來,所以稱為"一度空間",在平面座標上,則需要兩個數(X,Y)才能表現出來,所以是"二度空間",在立體座標系統,則是需要(X,Y,Z)來表示,為三度空間,至於在我們的生活中,卻必須多增加一個參數=>時間(T),因為這樣一來測量才會完整,為什麼呢?假設你的位置是在(1,2,3),我的位置也在(1,2,3),有可能嗎?當然有,因為我是"早上"在這個位置,而你是在"下午"的時候在這個位置的,因此才需要加入時間(X,Y,Z,T),稱為"四度時空",因為目前我們只需要這四個參數就可以完整表示我們的相對位置,且不會產生矛盾,所以我們目前所生存的就是"四度空間".

    參考資料: 萬般皆我情~千里不留名
  • Peter
    Lv 6
    1 0 年前

    人類對空間與時間的概念的發展過程,可粗分三個階段。最早是亞里斯多德時代,人們已有三維空間的概念,任何物體在此空間中都具有一定座標。不管雅典或是特洛伊城都可在地圖上標出其位置,當時地中海區域的航海技術非常發達,埃及的建築技術也相當先進,和當時空間概念的完整性極有相關。不過那時候,時間的概念還未能和空間的概念整合在一齊,因此對物體的運動的描述尚在初期。到了1600時伽利略將時間與空間整合在一齊,三維空間座標加上一獨立時間軸,即為後人稱呼的伽利略座標系。因把空間座標值與時間軸整合,因之,吾人便可以清楚描述物體隨時間變化產生的座標移動現象,即物體的運動現象可以清楚描述。接這才有1700年的牛頓力學產生。也就是牛頓力學完全建立在伽利略座標系上,伽利略座標轉換可以解釋個別觀察者看到的物理現象間的相關性。牛頓便在這樣的空間座標加上獨立時間軸的座標系上,清楚定義位移量、速度、加速度各物理量,並得出力學三個運動定律來。整個向量運算與微分積分的演算工具也發展相當完整。但古典物理一直存在這一個相當大的矛盾。即牛頓力學所採用的時間空間座標系(伽利略座標系),和電磁學裡的馬克斯威爾電磁方程式不相容(以後若有機會再向大家祥述)。這裡面若要澄清問題所在,便須找到電磁波傳播介質以太來。以太介質的概念首先由惠更斯提出,惠更斯年紀比牛頓稍大些。以太是否存在引起物理界一段相當長時間的尋找。一直到了1887年麥克遜利用光學干涉的方法都無法找到乙太存在的證據來。以太可當成宇宙間絕對靜止的座標。光以光速在乙太內傳播,因此以太介質是宇宙間最堅硬的物體。乙太不會妨礙行星運動,因此以太介質也必須是宇宙間最柔軟的物體。但人類就是找不到他。到了1905年愛因斯坦捨棄了牛頓力學中的伽利略座標關係,選擇了馬克斯威爾電磁方程式的不變性。因此才有光速在慣性座標系中恆定的特殊相對論。由於光速恆定才出現時間膨脹、長度縮收的結果。這些相對論的現象恰與1899,1904勞倫茲座標轉換的數學演算的結果相符,愛因斯坦的解釋同時也讓閔可斯基空間關係受到重視。最後時間空間的發展到了1905年愛氏相對論提出後,人們才了解時間與空間座標可以相互轉換,出現所謂四向量空間(三維空間加上時間軸),時間已非牛頓所認為的絕對座標軸。時間會因空間座標的改變而產生不同的時差與順序關係,即同時性不再有意義,事件發生的先後順序也會因觀察者不同,而有不一樣的描述。構成四向量系統不只時間與空間,還有像是能量與動量等等,也是頗經典的四向量系統。

    以上說明希望對你有幫助

    2010-09-15 20:15:32 補充:

    若要活得比朋友更久,比朋友老得慢,建議以後若有機會可以搭太空梭進行長時間的太空旅行,當你經過數年的旅行後(當然必須長時間待在接近光速運動中的太空梭內),雖然過程中有加速與減速,而且有去也有回,整個過程並不完全遵守特殊相對論的規範,但只要加速、減速、掉頭回轉的時間比起等速旅行的時間小到可被忽略,你的時間流逝確實會比在地球上的朋友過得更慢。你和在地球的朋友是處在不同的座標系,時間流逝的速度卻不相同。這種旅行目前還未能成行,不過有很多壽命很短的基本粒子(介子),卻常常以接近光速的高速度在外太空或大氣層旅行,實驗證實這些短命的基本粒子的壽命比他們在實驗室中(靜止時)長了好幾十倍呢。

    2010-09-15 20:26:37 補充:

    事件的先後順序若有因果的關係,其世界線上會落在時空座標系中心的(Time-like)區內,先後順序不會因時空座標的轉換而改變,但事件間隔的時間長短會不同。若兩事件發生時沒有因果的關係時,則兩事件在時空座標系的位置會落在外圍的(Space-like)區內。事件發生的先後順序便有可能會因觀察者的座標不同,而有誰先誰後的順序改變。

    2010-09-19 13:10:20 補充:

    無因果關係的兩件事

    A車在中山高發生車禍,B車在福高發生車禍,此二事件便無因果關係。

    有因果關係的兩件事

    A車在中山高發生車禍,車禍現場有記者現常轉播此新聞。福高上的B車駕駛正在收視A車車禍的即時新聞太入迷了,一時疏忽和前車發生追撞車禍,此二事件便有因果關係。

    2010-09-20 11:18:51 補充:

    時空概念的進化到了1915年愛氏發表廣義相對論後,又有新的解釋。過去我們認為空間好像是數學上的座標軸,座標上容許物體座落在座標的特定點上,空間便是由物體與座標所構成。]但到了廣義相對論,愛氏提出空間會因物體的存在而改變。一個歐氏幾何的座標系(點、直線、與平面構成),當有一帶質量的物體在此座標系上,由於物體的重力場會改變了空間特性。例如光束不再以直線傳播,也就是原來的空間上的直線和平面,受到重力場的影響,產生扭曲變形,這樣的空間成了非歐幾何所描述的曲率空間。描述空間的物理量不再是向量的關係,必須由複雜的張量來取代。

  • 1 0 年前

    愛因斯坦提出的四維時空論

    其實只是為了避開時間這個麻煩的存在

    才把[時]和[空間]混在一起說明

    還配合[宇宙]之意,提出[時空]這個名詞。

    於是大部分的人都認為時間是第四維,也就是時間軸

    但是時間根本不能和空間軸混為一談,兩者差很多!!!!!!!!!!!!!!!!!

    不要反駁我所說的,因為連你們也解釋不出第四維是什麼

    也不要用一大堆囉哩叭嗦的公是說服我,因為無意義

    現在大家的胡扯技術越來越強,連11度空間的能飛出來玩

    時間是什麼?

    四維是什麼?

    空間影響時間?

    時間影響空間?

    還是彼此打不上邊?

    時和空間交織出的,絕非四度空間

    而是你怎麼想也想不到的次元...

    參考資料: 時間瑕疵的存在
  • Sunz
    Lv 5
    1 0 年前

    像空間一樣的座標軸,小愛認為凡是長度有的性質都能在時間上表現出來

    即時間和空間軸是一樣的,只是時間要以光時 l來計算,並以x4軸代表

    x4 = ict = il

    i=(-1)^0.5

    l是光時

    t是時間

還有問題?馬上發問,尋求解答。