日期：2014-12-05 18:27:04
　　空间收缩
　　μ子的故事还远未结束，让我们再来做个更为有趣的思想实验。欢迎来到微观世界：现在，你将作为一名特派观察员，以同μ子一致的速率并肩飞翔。假设该微粒的延缓因子γ=40，则可以预期：寿命为1.5微秒的μ子衰变之前能够在空间穿行的平均距离约为1.5*10^-6*40*3.0*10^8=18000。18000米——这距离足够它穿透平流层啦。但此时，陪伴在μ子身边的你相对于μ子而言却处于不折不扣的静止状态，所以，在你眼里，μ子的寿命依然只有原初的1.5微秒。而这段时间内，即使开足马力全速狂奔，它也只能冲出450米。

　　跟随粒子遨游的你，亲眼看到它飞行了450米之后就化作碎片；而静立在地球表面的接收器却实实在在地捕捉到了这群自万米高空飘落凡间的精灵。450米与18000米，μ子是如何瞒天过海、幻影移行——游走于两组观察者之间，把那17550米的差距隐藏得滴水不漏？
　　秘密就隐藏在我们对距离的定义里，如同时间一样，牛顿体系中空间作为一种客观实在被赋予了绝对标尺；既然绝对时间已被摒弃，不妨再大胆一点儿，让空间也自由呼吸，会是怎样一番景象呢？如此一来，在你与μ子的超高速世界，空间将沿着你们前进的方向发生收缩！也就是说，地面观测者眼中的18000米，在你们的量尺下，距离缩短为：18000/40=450米——刚刚好够半衰期为1.5微秒的μ子走完生命的全程。

　　在接近光速的μ子一方，不仅空间本身（注意，空间仅只“运动方向的空间”，与运动不相平行的各方并不受其影响，此时空间已不再各向同性；所以，运动状态下，三维空间不是被缩小了，而是被压扁了），包括μ子、μ子身旁的你、你的视野、你用于测距的量尺、你脑海中长度单位“米”的概念……空间中所有的一切，统统都被压缩于无形。于是，相对静止状态下的18000米，就这样魔术般地化作了450米，你俩轻轻松松就可跨越这段距离。但同时，尽管在处于参照系的旁观者眼中，μ子原本“提溜圆”的完美身形惨遭挤压，成了一粒滑稽的“橄榄球”，你却丝毫觉察不到——因为你自个儿也在随之形变。

　　再一次：两个视界，两组测量值，没有谁比谁更准确。“客观”一词，也许并不像你想象中那么客观，而空间也并不像古典体系中描述得那么单一；只是，同时间一样，在宏观、低速的情形之下，此类奇妙的法则难以大显身手。
　　日期：2014-12-05 18:35:27
　　时空初相逢
　　夫天地者万物之逆旅也，
　　光阴者百代之过客也。

　　而浮生若梦，
　　为欢几何？
　　就连仗剑天涯的李大侠面对深广而绵长的时与空，也不禁慨叹起人生的飘渺。而李白这句肺腑之言，恰恰道出了数千年来人类文化中对时间与空间的界定，二者就像两条永不相交的平行线，从亘古一直延伸到未来……虽然前文在介绍牛顿体系时常常用到“绝对时空”一词，但那其实不过是将“绝对时间”与“绝对空间”两个抽象概念简单地打包到一块；在《原理》一书中，时间与空间就像两位孤傲的君王，虽然从未敢忘却彼方的存在，却始终独守在各自的天地、不曾越雷池半步。

　　直到1905年狭义相对论的问世，才首次将时间与空间联系到了一起——γ不仅是时间的“延缓因子”，同时也是空间的“收缩因子”——当一物体相对另一参照系高速运动时，运动系统的时间被拉长了；与此同时，沿着运动方向伸展的空间却依照相同的比例被缩短了！
　　也就是说，如果把空间与时间看做一个整体，那么，运动物体所处的整个时空相较于原先静止状态下，乘了一个γ因子，又除了一个γ因子，一增一减——γ*(1/γ)=1——其乘积依然保持恒定。不论惯性系的运动状态发生怎样的变化，也不论变化之后的时空是何等的扭曲，在旁观者眼中，总有一恒定的状态量在背后牢牢掌控着这一切！
　　现在，让我们去把那神秘的状态量给找出来。遵照伽利略前辈的嘱托：寻找“不变性”最直观的方式莫过于借助直角坐标系。
　　如图，空间中的任意两点A与B，它们之间的距离的为：
　　l^2=(xA-xB)^2+(yA-yB)^2+(zA-zB)^2
　　你可以动手计算一下，不论x、y、z三轴线如何旋转、原点如何滑移……线段AB的长度l将始终保持不变。
　　把同样的思路引入爱因斯坦时空坐标。假想宇宙间存在一种不稳定微粒——姑且称它δ子吧——其半衰期恰好等于1秒钟；再者，为了叙述方便，暂且把三维空间去掉两维，这样一来，横坐标表示δ子在一维空间中滑翔的距离；而纵坐标则表示δ子的寿命。如图可知：静止时，δ子恰落在t=1秒处；随着运动速率的加快，δ子所拥有的时间逐渐延长；而随着δ子获得的“额外时间”不断增多，其运动轨迹也在逐渐伸长。

　　那么，传说中固若金汤的“魔鬼第三量”藏在哪里呢？沿用伽利略的方法，首先，在坐标系中标定“方差”。时间的平方自然是t^2；但由于δ子运动时空间发生了收缩，因此距离的平方x^2之前必须带上一个负号。再者，为了统一前后单位，需要把时间换算成长度——别忘了两者之间暗藏着一条坚实的纽带：光速c——所以还需把t乘上c,最终得到：
　　(ct)^2-x^2=γ^2-(v/c)^2*γ^2=γ^2（1-v^2/c^2）
　　带入γ的定义式，即：
　　(ct)^2-x^2=1/（1-v^2/c^2）*（1-v^2/c^2）=1
　　(ct)^2-x^2——时空坐标的平方差，又一个珍贵的常量，于万般变化中找寻不变，这才是物理学的灵魂所在。事实上，这一全新的时空理论刚刚诞生时，其缔造者爱因斯坦非常不赞同学界将它命名为“相对论”。不可思议的时空伸缩，其实是为了同一个目标：保证其方差(ct)^2-x^2始终唯一（注：在此例中，由于半衰期选了个特殊值：1秒，因此差值是真正的为“1”；若换做其他值，最终的结果也一定是常数）。所以，相对论从本质上来说，应该叫做“绝对论”才对。