苍蝇的世界线是螺旋上升的一条曲线,不是测地线

来源: 2010-06-10 10:04:15 [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读:

。在运动学上,如果一个苍蝇绕着一个静坐在凳子上的人的脑袋打转,牛顿时代的看法是,苍蝇与该人的地位是平等的,因为在苍蝇看来,人是在绕着自己在打转。但事情远非那样简单,在人和苍蝇这个系统的背景下,有一个Minkowski惯性系,这个参考系中,人的世界线是一条测地线,而
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苍蝇的世界线是螺旋上升的一条曲线,不是测地线。通俗地讲,在四维时空里看来,苍蝇和人,不具有同等的地位。在时空图中,人的世界线是直线,是Minkowski背景时空上的测地线。而苍蝇的世界线是螺旋线。到了这里,一个新奇的世界已经展开。时间这个维度被加了进来,一个四维的参考系,显得比三维的参考系要多了一些新颖的东西。“世界线”这个词语,变成狭义相对论中最时髦的词语之一。


“世界线”这个名词是由G·伽莫夫创造并定义的。究竟什么是“世界线”?我们知道,一切物体都是由粒子构成的,如果我们能够描述粒子在任何时刻的位置,我们就描述了物体的全部“历史”。想象一个由空间的三维加上时间的一维共同构成的四维空间。由于一个粒子在任何时刻只能处于一个特定的位置,它的全部“历史”在这个四维空间中是一条连续的曲线,这就是“世界线”。一个物体的世界线是构成它的所有粒子的世界线的集合。   “世界线”意味着所有粒子的历史已经给定,再也不会被改变。事件一旦发生,即表明身体上的每一个原子的世界线都已经固定,无论我们再做什么都不会重新改变。即使那个不及格的孩子能够再次回到考场,他所能做的也只有重复错误,再考一个59分;即使你能够预先知道下周会挨老板骂,你到时候还是会在预定的时间犯预定的错误,那顿骂是无论如何免不了的。   物体在时空中经过的路径。在闵可夫斯基图中,物体的整个生命史可表示为一根蜿蜒的线,即世界线。世界线永远从过去走向未来(在标准闵可夫斯基图中‘指向纸面上方’),而通过空间的运动则用线的左右摆动方式来表示。但这根线必须永远保持在其自身的未来光锥内,这对应着空间运动速率低于光速。在弦理论中,基本弦和环扫出世界线的二维对应物,即称为世界膜的时空径迹;于是世界膜的相互作用方式被认为决定了基本粒子