如果考虑到时空也可能发生突变 (当然既然时空结构是以物质为背景的,时空突变当然是以物质运动为背景的,也就是说物质运动发生了突变),那么类时与类空之间的对称性就可能通过突变的临界面加以联系,而物质的类时和类空态就可归结为时空突变的两种可能结果。那么我们是否可能建立起这样的时空结构:这种新的时空结构能否包容全部狭义相对论,甚至是全部现有的物理理论呢?
首先让我们来考虑同时性和时序的定义:爱因斯坦在他的第一篇关于狭义相对论的文章中,关于同时性是这样叙述的:“设在‘A时间’t A从A发出一道光射向B,它在‘B时间’t B又从B被反射向A,而在‘A时间’t′A回到A处。如果从A发射到B接收的时间间隔等于从B反射回向A并到达A的时间间隔,那么两只钟按照定义是同步的。”
“根据经验,我们把光在真空中的传递速度当作一个普适常数”。
“要点是,我们用静止坐标系中的钟来定义时间;由于它从属于静止坐标系,我们把这样定义的时间叫做 ‘静系时间’”。
这样,爱因斯坦完成了他在该文中关于同时性的定义。注意,这里他并没有考虑这个定义的适用条件,更没有考虑时序。我们看来,时序的讨论或许是更基本的。这里让我们遵循爱因斯坦的上述思路,可以进行时序的讨论。
我们可以通过下面的图形来说明这种时序 “颠倒”的意义:
说明时序相对性的时空图
上图中A点表示某惯性系中一个相对静止的观测者,B表示以不同速度运动物体的出发点,图面上左边的三条线分别表示B点相对静止和分别以亚光速接近和远离A运动的情形,由A分别于ta1和ta2发出的两束光到达B并由B返回A的时间总是先发射的先回到A点;相反由B发出的跨入图面右边区域的第四条线,表示了超光速运动,由A发出的两束光线总是先发出的后由B返回A,而后发出的反而总是先返回到A点。这就是我们提出的当人们用光线作为工具,对超光速客体进行观测时,必然出现的时序的相对性。
如果我们以上的分析是正确的,那么,超光速运动就没有任何理由被排斥在大自然可能出现的可能运动之外。为此我们的时空结构必须给超光速运动留下它的应有位置。
一种特殊的芬斯勒时空结构恰好可以实现这个任务。数学家将这个几何度规称为Berwold度规。它具有时间和空间间隔的四次形式。其突变的临界面,恰好是物理上的光锥。
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