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第二章 空间和时间(6 / 11)

时间和位置。

现在们正是用这种方法来准确地测量距离,因为们可以比测量长度更为准确地测量时间。实际上,米是被定义为光在以铂原子钟测量0.000000003335640952秒内走过距离(取这个特别数字原因是,因为它对应于历史上定义——按照保存在巴黎特定铂棒上两个刻度之间距离)。同样,们可以用叫做光秒更方便更新长度单位,这就是简单地定义为光在秒走过距离。现在,们在相对论中按照时间和光速来定义距离,这样每个观察者都自动地测量出同样光速(按照定义为每0.000000003335640952秒之1米)。没有必要引入以太观念,正如麦克尔逊——莫雷实验显示那样,以太存在是无论如何检测不到。然而,相对论迫使们从根本上改变对时间和空间观念。们必须接受观念是:时间不能完全脱离和独立于空间,而必须和空间结合在起形成所谓时空客体。

们通常经验是可以用三个数或座标去描述空间中位置。譬如,人们可以说屋子里点是离开堵墙7英尺(1英尺=0.3048米),离开另堵墙3英尺(1英尺=0.3048米),并且比地面高5英尺(1英尺=0.3048米)。人们也可以用纬度、经度和海拔来指定该点。人们可以自由地选用任何三个合适坐标,虽然它们只在有限范围内有效。人们不是按照在伦敦皮卡迪里圆环以北和以西多少英里(1英里=1.609公里)以及高于海平面多少英尺(1英尺=0.3048米)来指明月亮位置,而是用离开太阳、离开行星轨道面距离以及月亮与太阳连线和太阳与临近个恒星——例如α-半人马座——连线之夹角来描述之。甚至这些座标对于描写太阳在们星系中位置,或们星系在局部星系群中位置也没有太多用处。事实上,人们可以用族互相交迭坐标碎片来描写整个宇宙。在每碎片中,人们可用不同三个座标集合来指明点位置。

图2.2离开太阳距离(以1012英里,1英里=1.609公里,为单位)

个事件是发生于特定时刻和空间中特定某种东西。这样,人们可以用四个数或座标来确定它,并且座标系选择是任意;人们可以用任何定义好空间座标和个任意时间测量。在相对论中,时间和空间座标没有真正差别,犹如任何两个空间座标没有真正差别

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