为什么闵可夫斯基空间距离公式中时间项有复数单位i( 六 )


“数学英雄”欧拉的天才之作—欧拉公式,为啥被称为宇宙第一公式?欧拉公式对于学习数学的人来说都不会陌生,他被数学家们称为“最美公式”、“上帝创造的公式”,甚至还有人说它是宇宙第一公式 。这个公式不仅蕴含着数学思想,并且还包含了宇宙的哲理,欧拉将最基本的五个常数组在一起,却形成了如此优美的公式 。它可能是让高中生甚至大学生最为头疼的,但是它是每个数学领域的财富 。
数学英雄--莱昂哈德欧拉
欧拉是著名的数学家、自然科学家 。1707年在瑞士出生的欧拉,在13岁就入读了巴塞尔大学,16岁就获得了硕士学位,年轻有为 。
而且他在数学界的成就是无人能及的,每一个数学领域都可以看到欧拉的影子,欧拉也是解析数论的奠基人,就是我们所了解的欧拉公式,建立了数论和分之间的联系,同时欧拉也是历史最多产的数学家,现存的欧拉所留下的数学笔记就要比很多数学家一起写的还多,甚至还有的手稿在意外中丢失,不得不说欧拉是数学界中数一数二的天才 。
欧拉公式--e^iπ+1=0
在这个公式里,都是平日里我们所见的常数,可以说有学习过数学的人见了都不会陌生 。
了解两个超越数:自然对数的底e和圆周率Π,两个单位:虚数单位i和自然数的单位1,还有就是我们最最常见甚至幼儿园小朋友都认识的0,就是这些最为基础且普通的常数,在欧拉的手下成为几个世纪以来最美的发现 。
这个公式不仅仅代表着数学思想,也有欧拉对自然的思考,e代表着自然,Π代表着无限循环的可能,i代表着虚拟的想象,1是万物的起点,0则是万物的终点 。大自然充满着无限的想象,但最后都会回归终点,想必这才是欧拉公式中最想表达的 。
为啥欧拉公式就是宇宙第一公式?
虽然这种说法比较夸大,毕竟宇宙的奥秘我们还有很多没有探索,但是这也说明了在几个世纪中,欧拉带给人们的影响是多么的深刻 。欧拉公式最大的成功就在于,它涉及的方面、领域广泛,它不仅推动了数学的发展,而且让人们有了哲学方面的思考 。更是有数学家高斯曾说:“一个人第一次看到这个公式如果感受不到它的魅力,他不可能时数学家” 。
总之,我们对宇宙的了解是有无限可能的,所以我们现在科技的发展,都是在探索奥秘的路上,在未来的某一天我们可能会看到宇宙的尽头,看到宇宙的终点,那时也许我们也就回归到了最初的起点,看到了一切诞生时的样子 。
什么是闵可夫斯基时空呢?它基本上显示了我们三个空间维度中的一个在x轴上,时间在y轴上(在闵可夫斯基时空中称为t轴或ct轴),通过选定的参参考系观察到 。
这意味着一条直线可以代表对我们来说没有在空间中移动的物体(x轴),而只是在时间中移动(t轴),从这个特定的参照系来看 。水平线是空间中同时发生的事件对于这个参照系,在特定的时间点 。
有了空间轴和时间轴,我们也可以画一条既有空间又有时间的线,它可以代表一个运动中的质点 。这叫做世界线 。闵考夫斯基空间要求光线以45度角移动,所以如果t轴上的1厘米代表一秒,那么x轴上的1厘米就必须代表一光秒 。
因为没有任何物体的速度能超过光速,所以在45度角范围内的一切都代表了过去或未来发生的事件,这些事件能够或可能对我们产生影响 。它之外的一切都不能对我们产生直接影响 。
当我们画一些运动在尊重我们,用一条线在一定的角度,像t”(现在忽略曲线),我们可以任何时候worldline,和查找x和t值,看到它的(平均)速度x / t,因为事件0开始 。对于以这个速度相对于我们运动的物体来说,它自己的同时线不是水平的,而是与它的世界线成相同但相反的角度 。图像中有角度的x'线与世界线t'在事件0处的同时性线一致 。
同时性的t'世界线和x'线也是它自己的时间和空间轴 。两个t上的时间单位的标记的轴和x '的距离单元标记轴得到“拉伸”(相对于x和t),按照曲线代表数量恒定的时间和距离,计算了x2?t2??????√(蓝色)类时表面和t2 x2???????√(白色)spacelike表面 。对于光速,这些计算的结果是时间和距离为零,因为在这个速度下,时间完全膨胀,空间完全收缩 。
在世界线t'上移动的物体通过使用自己的有角度的平行线来测量空间和时间 。例如下面的事件,光在2.2秒的时间内(45度)距离我们2.2光秒,这是从我们观察到的 。对于在ct'线上移动的物体(它并不认为自己在移动:它保持在x'=0)在1秒后发生同样的事件,并且距离他1光秒