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世界线、世界面、世界体积即为线四维时空中的路径(三维空间中的一个空间维度无法表示,已省略)

世界线(英语:World line)是德国数学家赫尔曼·闵可夫斯基于其1908年论文《空间与时间》中提及的概念。

他将时间和空间合称为四维时空粒子在四维时空中的运动轨迹即为世界线。

在物理学上,世界线是物体穿越四维时空唯一的路径,因加入时间维度而有别于力学上的“轨道”或“路径”。

物理学用法

在物理学上,世界线是时空中某物体的历史所组成的事件序列,事件的发生与其前后演变可用四维坐标标示。

世界线是时空中的特殊曲线,线上的每个点都能标出物体在那个时间的时空位置。

举例来说,地球的公转轨道是宇宙中一个近乎圆形的三维封闭曲线,地球每年都会转回同一个点,但时间却不一样。

地球的世界线会在四维时空中循环(像弹簧的形状那样沿螺旋式轨迹延伸),而不会回到同一点上。

时空是称为“事件”的“点”,与标有事件的持续、稳定坐标系之集合。

四维时空的每个事件都有三个空间维度和一个时间维度,在数学上这称为流形

若将此概念应用于高阶空间,为了方便在平面上作图,其中两个空间维度会被省略。每个事件都是闵可夫斯基图上的一个点,图上的坐标系纵坐标为时间轴,横坐标为空间轴。

粒子在闵可夫斯基图上的连续轨迹,即为世界线。

流行文化

5pb.”发行的游戏《命运石之门》讲述了在世界线之间跳动的故事,该公司的科学ADV系列也使用了这个概念。

另见

参考文献

  1. ^ 施华强. 〈愛因斯坦的時空觀〉. 《科学发展》 (台北市: 行政院国家科学委员会). 2005, 0 (395): 20–27 (中文(台湾)).



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