有人说:“人生几何?何必拼命学几何?学了几何有何用?不学几何奈我何?”
老梁说:“不学几何,无奈你何。一提相对论,保证差得多,概念一出错,理解难深刻。若想砍柴快,劝君把刀磨!”
这里的“磨刀”自然是指学习几何。狭义相对论的背景时空是闵氏时空,其对应的闵氏几何自然成为剖析狭义相对论的重要工具。
废话不多说,直接进入主题,先来一些基础概念,如下:
1、 时空图
时空图是由时间坐标t,和空间坐标x组成,但空间应该是三维的,用数学上的笛卡尔坐标系表示的话,应该是x,y,z,而整个时空用坐标表示的话,记为{t,x,y,z},一般把时间维t放在第一。而画在图上时,三个空间维只画成一个x。因为顶多只能画出三个维度,而时间维又必须显示出来,所以干脆就把三个空间维压缩成一维,还是用x表示。这种处理,正好对应于洛伦茨变换中的y'=y,z'=z的情况,即只讨论x轴方向上的运动,默认在y,z轴方向上无相对运动。时空图如下图1
老梁说:“不学几何,无奈你何。一提相对论,保证差得多,概念一出错,理解难深刻。若想砍柴快,劝君把刀磨!”
这里的“磨刀”自然是指学习几何。狭义相对论的背景时空是闵氏时空,其对应的闵氏几何自然成为剖析狭义相对论的重要工具。
废话不多说,直接进入主题,先来一些基础概念,如下:
1、 时空图
时空图是由时间坐标t,和空间坐标x组成,但空间应该是三维的,用数学上的笛卡尔坐标系表示的话,应该是x,y,z,而整个时空用坐标表示的话,记为{t,x,y,z},一般把时间维t放在第一。而画在图上时,三个空间维只画成一个x。因为顶多只能画出三个维度,而时间维又必须显示出来,所以干脆就把三个空间维压缩成一维,还是用x表示。这种处理,正好对应于洛伦茨变换中的y'=y,z'=z的情况,即只讨论x轴方向上的运动,默认在y,z轴方向上无相对运动。时空图如下图1