第六十七章 狄拉克奖章 (第1/5页)
“大家看这个图，假设坐标系中横坐标x轴代表的是三维空间的物理坐标，y轴代表时间轴，那么一开始的时候哥哥和弟弟都在地球上，他们都位于x轴上的一个点，假设就是这个p点！”
“当哥哥乘坐飞船离开地球的时候，弟弟和地球都没有动，他们仅在时间轴上运动，所以可以过p点画一条平行于y轴的直线，取p＇点是两兄弟相遇的点，那么弟弟所经历的时间线（世界线）就是pp＇这条直线。”
见台下的众人都认真地听着，周晨接下去道：“由于哥哥是先远离地球，然后又回到地球，所以他的时间线是一条由p点出发，向x轴（空间坐标）的正方向弯曲，最后又回到p＇点的弧线！”
“那么大家可以看出来了，弟弟经历的时间线是pp＇这条直线，而哥哥经历的时间线则是pp＇这条弧线，很多人应该会认为直线肯定要比弧线短，其实不然！”
“这是因为凡是涉及到时间的四维时空都是伪欧几里得几何，时间那一项的符号跟空间是相反的，所以在没有时间全是空间的坐标中要用加号，而一旦涉及到时间，前面就要加一个负号，所以在伪欧时空中，pp＇这条看起来更长的弧线实际上才是短程线，它比pp＇这条直线要更短！”
“至于刚才那位学生问为什么要采用伪欧时空，那是因为我们讨论的是四维时空，它是由三维空间加一个时间轴构成的，它与单纯的四维空间有很大的相似度，不过其中一维（时间维度）采用的是虚数。那么有人会问，我直接把时间作为第四维而不引入虚数单位行不行？”
“当然可以！只不过这样的话，洛伦兹变换阵就只是个普通的四阶方阵，在这样的系统中，经典力学定义的速度、力、动量就都不具有洛伦兹变换下的协变性了，对它们的计算会变得无从下手。”
“所以我们引入了虚数维度，这样一来，由这个新系统定义的四维速度、四维动量等等对洛伦兹变换就具有了协变性，就人们的审美习惯来说，也肯定更喜欢对称
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