一个事件需要四个数字
假设一只爆竹炸响。要让朋友确切知道你指的是哪一次炸响，三个数字还不够——你必须说出*在哪里*（前后、左右、上下：三个空间数字）以及*在何时*（一个时间数字）。这一组四个数字——一个统一的何地与何时——就叫做一个事件。一旦你接受「事件总是需要这全部四个数」，你就已经在用爱因斯坦的老师赫尔曼·闵可夫斯基的方式思考了一半。
闵可夫斯基的飞跃：一个舞台，而非两个
在相对论之前，空间是舞台，时间则是一只对所有人滴答得一样快、独立摆在一旁的钟。但前面几课已经显示，时间和空间会*混在一起*：运动的观察者对长度、对「事情何时发生」都各执己见。1908 年，闵可夫斯基得出了一个激进的结论：空间与时间根本不是两样分开的东西。它们是同一块统一的四维织物的两副面孔——我们如今称之为时空。
你的世界线：你穿越时空所画出的路径
下面是最美的回报。在时空里，你从来不曾真正*静止*，因为哪怕你坐在椅子上，你也在不停地向前穿过时间。你曾占据过的每一个「何地与何时」的完整记录——出生、此刻这一口呼吸、明天的午饭——会在这块四维织物中描出一条连续的曲线。那条曲线就是你的世界线。一个只是待在原地的粒子也有世界线：一条沿着时间方向笔直向上行进的直线。
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.- 静坐不动：你的世界线笔直向上——你穿过时间，却不穿过空间。
- 匀速行走：你的世界线向一侧倾斜——走得越快，倾斜得越多。
- 加速或转向：你的世界线发生弯曲——加速度表现为线上的一处弯折。
把它打包：四矢量
如果一个事件确实是由四个数构成的单一对象，它就理应被写成一个对象，而不是四个零散的数。物理学家把时间和三个空间坐标打包成一个整体——(ct, x, y, z)——并称之为四矢量。（我们把时间乘以光速，写成 ct，好让这四个分量都带有相同的单位，比如米。）位置、速度、动量和能量都享受这种「四个数」的待遇，正是这一点让相对论的方程看起来如此干净利落。
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