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四维空间的意义(第2页)

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因此,闵可夫斯基认为四维空间才是“真实的”

,不同的描述仅仅是同一真实事物的不同图景。

我们可以联想到三维空间和二维空间之间的关系:若一个三维世界的房屋是“真实的存在”

,那么从不同角度拍摄的房屋的照片——即三维房屋的二维投影——是绝不能代表真实本身的,而只是从不同角度对真实的描述而已。

当然,这里的“真实”

与上一段中提到的“真实”

含义不同,后者只用来形容看得见摸得到的日常事物。

而在闵可夫斯基的演讲中,“真实”

意味着“对经验的最简单的理论表述”

在其他意义上,“真实”

却是“以最普通、日常的语言对经验的最直接的表达”

运动是四维空间中的曲线,这一思想是爱因斯坦万有引力理论的出发点。

当没有重力和其他任何力时,运动是平直的四维空间中的一条直线。

爱因斯坦假设,如果只有重力,而没有其他力的作用,空间将被弯曲,然而物体的运动轨迹仍然是空间中最简单的曲线。

弯曲空间中没有直线,其两点之间距离最短的连线——测地线——是弯曲空间里最简单的曲线,这就是物体的运动轨迹。

因此,粒子在重力作用下的运动可表示为四维弯曲空间中的测地线,空间的曲率取决于产生引力场的质量分布。

因此,爱因斯坦的广义相对论(geheoryofrelativity)由两组定理组成:

1.场方程(Thefieldlaws),用来描述质量如何引起空间的弯曲。

2.运动定律(Thelawsofmotion),描述在曲率已知的弯曲空间中,怎样获得测地线,从而获得物质粒子和光在其中的运动。

爱因斯坦的新理论是恩斯特·马赫设想的实现。

通过空间中存在的物质体,人们可以计算出空间的曲率,从而进一步计算物体的运动。

牛顿假设物体的惯性是由于在绝对空间中,物体具有保持其运动状态不变的趋势。

而根据爱因斯坦的理论,这并不是真相。

物体的惯性是由于其周围的质量体的影响,即马赫所提出的固定的星星的影响。

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