close

 

一、測量時間

    我們藉著時鐘與手錶,告訴我們何時應該起床,何時應該就寢,何時應該進餐,何時應該上班或上學,以及何時應該回家。

    人類一直受到時間的控制,季節的變化主宰了狩獵與農耕的方式,晝夜的週期決定了我們何時睡眠,何時清醒,這點在人類歷史上始終沒有改變。

測量空間

    時間與空間的測量方法並不相同。測量時間的「捲尺」好像一直不斷被拉出來,這個「捲尺」的兩端都看不見,看得見的只是那些運動中的「標記」。空間的測量卻不一樣,因為測量空間的尺兩端都能同時看見,大部份的尺也都能自由搬動。

    在時間中前進:時間與空間最大的差別,是我們在時間中只能做單向運動。

二、時間與空間的形狀

    有關時間與空間的的本質,現代的科學觀念奠基於歐幾里德約在西元前300年前整理出的古希臘幾何學。歐氏幾何教導我們如何測量空間中各種區域,這種平面幾何對人類的活動影響深遠,它能應用於地球表面的田地與城市,只要面積不至於太大,不必考慮行星的曲率即可。歐氏幾何也能推廣到底三維空間。時間加入這個幾何圖像是相當晚近的事。

    歐幾里德的「常識」觀念適用於平坦的表面,三角形的幾何則是了解時,空形狀的關鍵。想要找出兩點之間最近的距離,可用一個直角三角形的斜邊將它們連接起來,再用畢氏定理求出這個斜邊長,便於能得到答案。

三、時間與空間的結合

    愛因斯坦於1905年發表的狹義相對論,將時間與空間結合在同一個數學架構中。狹義相對論做出一些古怪的預測,例如運動中的尺會縮短,運動中的鐘會變慢。

    運動的鐘走得慢:狹義相對論所做的奇怪預測之一,就是運動中的鐘所測得的時間會比靜止的鐘測得的慢些。

    空間與時空的對比:如果某人駕車從某處沿直線駛到另一處,里程表所測得的距離將會最短。如果他沿著一個三角形的兩邊抵達目的地,他所經過的距離一定較長。但是在時空中的情形卻不一樣。

 

arrow
arrow
    全站熱搜

    dp059416 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()