一個事件需要四個數字
假設一隻爆竹炸響。要讓朋友確切知道你指的是哪一次炸響，三個數字還不夠——你必須說出*在哪裡*（前後、左右、上下：三個空間數字）以及*在何時*（一個時間數字）。這一組四個數字——一個統一的何地與何時——就叫做一個事件。一旦你接受「事件總是需要這全部四個數」，你就已經在用愛因斯坦的老師赫爾曼·閔可夫斯基的方式思考了一半。
閔可夫斯基的飛躍：一個舞台，而非兩個
在相對論之前，空間是舞台，時間則是一隻對所有人滴答得一樣快、獨立擺在一旁的鐘。但前面幾課已經顯示，時間和空間會*混在一起*：運動的觀察者對長度、對「事情何時發生」都各執己見。1908 年，閔可夫斯基得出了一個激進的結論：空間與時間根本不是兩樣分開的東西。它們是同一塊統一的四維織物的兩副面孔——我們如今稱之為時空。
你的世界線：你穿越時空所畫出的路徑
下面是最美的回報。在時空裡，你從來不曾真正*靜止*，因為哪怕你坐在椅子上，你也在不停地向前穿過時間。你曾佔據過的每一個「何地與何時」的完整記錄——出生、此刻這一口呼吸、明天的午飯——會在這塊四維織物中描出一條連續的曲線。那條曲線就是你的世界線。一個只是待在原地的粒子也有世界線：一條沿著時間方向筆直向上行進的直線。
time (up = future)
^
| / o firecracker
4 | / worldline of a * (one event:
| / moving object here AND now)
3 | /
| / | worldline of
2 | * | a still object
| / o | (stays put, just
1 | / | rides up in time)
|/ |
+-------------------------------> space (left/right)
0 1 2 3 4
A worldline tilts when the object moves through space;
it stands straight up when the object holds still.- 靜坐不動：你的世界線筆直向上——你穿過時間，卻不穿過空間。
- 勻速行走：你的世界線向一側傾斜——走得越快，傾斜得越多。
- 加速或轉向：你的世界線發生彎曲——加速度表現為線上的一處彎折。
把它打包：四矢量
如果一個事件確實是由四個數構成的單一對象，它就理應被寫成一個對象，而不是四個零散的數。物理學家把時間和三個空間座標打包成一個整體——(ct, x, y, z)——並稱之為四矢量。（我們把時間乘以光速，寫成 ct，好讓這四個分量都帶有相同的單位，比如公尺。）位置、速度、動量和能量都享受這種「四個數」的待遇，正是這一點讓相對論的方程式看起來如此乾淨俐落。
event as a four-vector:
( ct , x , y , z )
| \___ ___/
| v
time the three
(scaled by ordinary
light c) space coords
one tidy package = one point in spacetime