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20世纪初,爱因斯坦提出了狭义相对论,扩展了伽利略相对性原理,不仅要求力学规律在不同惯性参考系(惯性系)中具有同样形式,而且要求其他物理规律在不同惯性系中也具有同样的形式。爱因斯坦还假定在不同惯性参考系中单程光速C是不变的。据此,不同惯性系的空间坐标和时间坐标之间不再遵从伽利略变换,而是遵从非齐次洛伦兹变换。根据这类变换,空间说说,尺的长度和时间间隔(即钟的快慢)都不是不变的:高速的):对某一个惯性系同时发生的两个事件,对另一高速运动的惯性系就不是同时发生的。在狭义相对论中,光速是不变量,因而时间–空间间隔(简称时空间隔)亦是不变量;一些惯性系之间,除了对应于时间平移和空间平移不变性的能量守恒和动量守恒之外,还存在时间–空间平移不变性;因而,百度空间,存在能量–动量守恒律。根据这一守恒律,可导出爱因斯坦质量–能量关系式。这个关系在原子物理与原子核物理中极为基本。狭义相对论否定了19世纪光以太的存在,电磁波是电磁场自身的波动。这样场就成为与实物有所不同的物质形式。同时,这也否定了牛顿的空间和时间,空间,并通过光速不变原理把一维时间和三维空间联系起来,成为相互联系的四维时间–空间。H.闵可夫斯基首先发现了这一性质,莫言的个人空间,因而称为闵可夫斯基时空。四维闵可夫斯基时空的几何是度规具有符号差的欧几里得几何,其不变群就是非齐次洛伦兹群。









空间和时间是事物之间的一种次序。空间用以描述物体的位形;时间用以描述事件之间的先后顺序。空间和时间的物理性质主要通过它们与物体运动的各种联系而表现出来。在狭义相对论中,不同惯性系的空间和时间之间遵从洛伦兹变换。


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