2. 闵可夫斯基四维空间(“世界”)
〔补充第17节〕
如果我们引用虚量 代替t 作为时间变量,我们就能够更加简单地表述洛伦兹变换的特性。据此,如果我们引入
对带撇号的坐标系K′ 也采取同样的方式,那么为洛伦兹变换公式所恒等地满足的必要条件可以表示为:
亦即通过上述“坐标”的选用,(11a)就变换为这个方程。
我们从(12)看到,虚值时间坐标x 4 与空间坐标x 1 ,x 2 ,x 3 是以完全相同的方式进入这个变换条件中的。正是由于这个事实,所以按照相对论来说,“时间”x 4 应与空间坐标x 1 ,x 2 ,x 3 以同等形式进入自然定律中去。
用“坐标”x 1 ,x 2 ,x 3 ,x 4 描述的四维连续区,闵可夫斯基称之为“世界”,他并且把代表某一事件的点称作“世界点”。这样,三维空间中发生的“事件”按照物理学的说法就成为四维“世界”的一个“存在”。
这个四维“世界”与(欧几里得)解析几何学的三维“空间”很近似。如果我们在这个“空间”引入一个具有同一原点的新的笛卡尔坐标系(x′ 1 ,x′ 2 ,x′ 3 ),那么x′ 1 ,x′ 2 ,x′ 3 就是x 1 ,x 2 ,x 3 的线性齐次函数,并且恒等地满足方程
这个方程与(12)完全类似。我们可以在形式上把闵可夫斯基“世界”看作(具有虚值时间坐标的)四维欧几里得空间;洛伦兹变换相当于坐标系在四维“世界”中的“转动”。