第7章 空间和时间(2)[第1页/共4页]

如果人们忽视引力效应，正如爱因斯坦和庞加莱在1905年那样做的，人们就获得了称为狭义相对论的实际。

没有需求引入以太的看法，正如迈克耳孙-莫雷尝试显现的那样，以太的存在是不管如何检测不到的。但是，相对论迫使我们从底子上窜改了我们的时候和空间看法。我们必须接管，时候不能完整脱分开和独立于空间，而必须和空间连络在一起构成所谓的时空的客体。

爱因斯坦提出了反动性的思惟，即引力不像其他种类的力，它只不过是时空不是平坦的这一究竟的成果，而早先人们假定时空是平坦的。在时空中的质量和能量的漫衍使它曲折或“翘曲”。像地球如许的物体并非因为称为引力的力使之沿着曲折轨道活动，相反，它沿着曲折空间中最靠近于直线途径的东西活动，这个东西称为测地线。一根测地线是邻近两点之间最短（或最长）的途径。比方，地球的大要是个曲折的二维空间。地球上的测地线称为大圆，是两点之间比来的路。因为测地线是两个机场之间的最短程，这恰是领航员叫飞翔员飞翔的航路。

光芒也必须在时空中遵守测地线。时空是曲折的究竟再次意味着，光芒在空间中看起来不是沿着直线行进。如许，广义相对论预言光芒必须被引力场折弯。比方，实际预言，因为太阳的质量的原因，太阳近处的点的光锥会向内略微弯折。这表白，从悠远恒星收回的刚好通过太阳四周的光芒会被偏折很小的角度，对于地球上的察看者而言，这恒星仿佛位于分歧的位置。当然，如果从恒星来的光芒老是在靠太阳很近的处所穿过，则我们就无从辩白，是光芒被偏折了，还是该恒星实际上就在我们看到的处所。但是，因为地球环绕着太阳公转，分歧的恒星显得从太阳前面通过，并且它们的光芒遭到偏折。以是，相对于其他恒星而言，它们窜改了表观的位置。

我们凡是的经历是能够用3个数或坐标去描述空间中的一点的位置。比方，人们能够说屋子里的一点分开一堵墙7英尺（1英尺=0.3048米），分开另一堵墙3英尺，并且比空中高5英尺。或者人们也能够用必然的纬度、经度和海拔来指定该点。人们能够自在地选用任何3个合适的坐标，固然它们只在有限的范围内有效。人们不是遵循在伦敦皮卡迪里广场以北和以西多少英里以及高于海平面多少英尺来指明玉轮的位置，取而代之，人们可用分开太阳、分开行星轨道面的间隔以及玉轮与太阳的连线和太阳与邻近的一个恒星――比方半人马座α――连线之夹角来描述它的位置。乃至这些坐标对于描述太阳在我们星系中的位置，或我们星系在本星系群中的位置也没有太多用处。究竟上，人们可遵循一组相互交叠的坐标碎片来描述全部宇宙。在每一碎片中，人们可用分歧的三个坐标的调集来指明点的位置。

一个事件是在特定时候和在空间中特定的一点产生的某件事。如许，人们能够用4个数或坐标来指定它。再说一遍，坐标系的挑选是肆意的；人们能够利用任何3个定义好的空间坐标和任何时候测度。在相对论中，在时候和空间坐标之间没有真正的不同，如同在任何两个空间坐标之间没有真正的不同一样。人们能够挑选一组新的坐标，比如说，第一个空间坐标是1日的第一和第二空间坐标的组合。比方，测量地球上一点的位置不消在伦敦皮卡迪里广场以北和以西的里数，而是用在它的东北和西北的里数。