四維時空英文解釋翻譯、四維時空的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 four dimensional space-time

分詞翻譯：

四的英語翻譯：

four
【醫】 quadri-; Quat; quattuor; tetra-

維的英語翻譯：

dimension; maintain; preserve; thought; tie up
【化】 dimension

時空的英語翻譯：

space-time
【化】 space-time

專業解析

四維時空 (sì wéi shí kōng) 是物理學，特别是相對論中的核心概念。從漢英詞典角度看，其标準英譯為"four-dimensional spacetime" 或"space-time continuum"。它并非簡單地将三維空間與一維時間相加，而是将時間和空間視為一個不可分割的整體實體。

1. 核心定義與結構

概念：四維時空是一個統一的連續體，描述宇宙中所有事件發生的位置。它由三個空間維度（通常标記為長、寬、高，即 x, y, z）和一個時間維度（通常标記為 t）構成。
關鍵突破：這一概念源于愛因斯坦的狹義相對論（1905年）和廣義相對論（1915年），徹底改變了牛頓力學中絕對空間和絕對時間的觀念。在相對論中，空間距離和時間間隔的測量不再是絕對的，而是依賴于觀察者的運動狀态。
闵可夫斯基時空：數學家赫爾曼·闵可夫斯基為愛因斯坦的理論提供了優美的幾何表述（1908年），将時空描繪成一個四維流形（闵可夫斯基時空）。在這個流形中，時空間隔（而非單獨的空間距離或時間間隔）是絕對的。其度規通常表示為： $$ ds = -cdt + dx + dy + dz $$ 其中 (c) 是光速，負號體現了時間維度與空間維度的本質區别。

2. 物理意義與影響

統一性：任何物理事件都必須用四個坐标（x, y, z, t）來精确定位。物體的運動軌迹在這個四維空間中形成一條曲線（世界線）。
相對性原理的體現：狹義相對論的核心——光速不變原理和物理定律在所有慣性參考系中形式相同——要求時間和空間必須作為一個整體來考慮。不同運動狀态的觀察者對同一事件的空間間隔和時間間隔測量結果不同（尺縮效應、鐘慢效應），但他們對四維時空間隔的測量結果是一緻的。
引力幾何化：在廣義相對論中，物質和能量的存在會彎曲其周圍的四維時空結構，引力被解釋為物體在彎曲時空中沿測地線（四維時空中的“直線”）運動的自然結果。行星繞太陽運動、光線在引力場中彎曲等現象都是時空彎曲的體現。

3. 應用與驗證

現代物理基石：四維時空概念是理解宇宙學（大爆炸理論、黑洞）、高能粒子物理、全球定位系統（GPS必須考慮相對論效應進行精确授時和定位）等現代科技的基礎。
實驗支持：無數實驗，從粒子加速器中的粒子壽命延長到水星近日點的進動，再到引力波的直接探測，都強有力地證實了基于四維時空的相對論預言。

4. 漢英詞典對照與延伸

“維” (wéi)：對應英文 "dimension"，指獨立的方向或參數。
“時空” (shí kōng)：對應英文 "spacetime"，是 "space"（空間）和 "time"（時間）的合成詞，強調其統一性。
相關術語：
- 世界線 (world line)：物體在四維時空中的運動軌迹。
- 光錐 (light cone)：四維時空中界定事件因果關系的結構。
- 時空曲率 (spacetime curvature)：廣義相對論中描述引力場強度的幾何量。

權威參考來源：

愛因斯坦，《論動體的電動力學》(1905) - 狹義相對論奠基論文： https://www.fourmilab.ch/etexts/einstein/specrel/www/ (原始文獻)
闵可夫斯基，《空間與時間》(1908) - 四維時空幾何表述： https://www.minkowskiinstitute.org/mip/MinkowskiFreemiumMIP.pdf (原始文獻)
《斯坦福哲學百科全書》- "時空"詞條： https://plato.stanford.edu/entries/spacetime/ (權威概念解析)
NASA《宇宙101：大爆炸理論》： https://wmap.gsfc.nasa.gov/universe/bb_cosmo.html (宇宙學應用實例)
APS Physics - 相對論主題： https://www.aps.org/programs/outreach/history/historicfigures/einstein.cfm (物理學會背景與影響介紹)

網絡擴展解釋

四維時空是物理學中描述宇宙結構的基礎概念，結合了三維空間和一維時間，形成統一的時空連續體。以下是詳細解釋：

1.基本定義

四維時空由三個空間維度（長、寬、高）和一個時間維度組成，通常用坐标 $(x, y, z, t)$ 表示。愛因斯坦在相對論中提出，時空不可分割，時間與空間通過“此消彼長”的關系相互關聯，例如高速運動或強引力場中，時間流逝和空間距離會發生變化。

2.時空的統一性

闵可夫斯基時空：四維時空的數學模型，由數學家闵可夫斯基提出，也被稱為“(3+1)維時空”。
相對論基礎：在相對論中，時空被視為動态的整體，物質和能量的分布會彎曲時空結構，進而影響物體的運動（如引力效應）。

3.與四維空間的區别

四維空間：純數學概念，指四個空間維度，與時間無關，人類無法直接感知。
四維時空：物理學術語，強調時間作為第四維度與空間的結合，是現實世界的真實結構。

4.人類感知的局限性

人類作為三維空間生物，隻能通過時間流動間接體驗第四維。類比螞蟻難以理解三維物體的消失（如食物被拿起），人類同樣難以直觀想象四維時空的全貌。

5.科學意義

四維時空是研究宇宙演化、粒子運動等的基礎框架。例如，天文學中星系的分布、物理學中高速粒子的行為均需通過四維時空模型分析。

如需進一步了解數學表述或相對論中的具體應用，中的公式推導及案例。