基本介紹
- 中文名：世界線
- 外文名：World line
- 提出者：阿爾伯特·愛因斯坦
- 提出時間：1905年
簡介,物理學用法,構成,流行文化,世界線和時間機器,
簡介
世界線（英語：World line）是美國物理學家阿爾伯特·愛因斯坦於其1905年論文《論動體的電動力學》中提及的概念。他將時間和空間合稱為四維時空，粒子在四維時空中的運動軌跡即為世界線。在物理學上，世界線是物體穿越四維時空唯一的路徑，因加入時間維度而有別於力學上的“軌道”或“路徑”。
物理學用法
在物理學上，世界線是時空中某物體的歷史所組成的事件序列，事件的發生與其前後演變可用四維坐標標示。世界線是時空中的特殊曲線，線上的每個點都能標出物體在那個時間的時空位置。舉例來說，地球的公轉軌道是宇宙中一個近乎圓形的三維封閉曲線，地球每年都會轉回同一個點，但時間卻不一樣。地球的世界線會在四維時空中循環（像彈簧的形狀那樣沿螺旋式軌跡延伸），而不會回到同一點上。
時空是稱為“事件”的“點”，與標有事件的持續、穩定坐標系之集合。四維時空的每個事件都有三個空間維度和一個時間維度，在數學上這稱為流形。若將此概念套用於高階空間，為了方便在平面上作圖，其中兩個空間維度會被省略。每個事件都是閔可夫斯基圖上的一個點，圖上的坐標系縱坐標為時間軸，橫坐標為空間軸。粒子在閔可夫斯基圖上的連續軌跡即為世界線。
構成
不僅粒子的歷史可以構成世界線，一些人為定義的“東西”的歷史也可以構成世界線，比如說影子和光斑。這些點雖然不是真正的粒子，但它們是由真實的粒子來決定的，因此它們的“歷史”也構成世界線。
流行文化
5pb.發行的遊戲《命運石之門》講述了在世界線之間跳動的故事。同一公司的科學ADV系列也使用了這個概念。
世界線和時間機器
當然，“世界線”並不能禁止我們回到過去，如果能夠造出時間機器，我們還是能夠回到過去的，但即使我們能自由地穿梭時空，也只能沿著既定的軌跡。還有一種說法是，當我們回到過去，為了避免時間悖論的產生，我們有可能成為過去歷史的旁觀者，對過去發生的一切，我們只能觀看，而無法干預。但是這些僅僅是猜測而已。
如果有關“世界線”的命題成立，那么，所有有關時間機器和時間旅行的因果反常的討論，就只能作為有趣的科幻小說或自相矛盾的廢話，必須從嚴肅的物理學研究中排除掉了。
但並沒有任何理論證明了時間機器不存在，甚至有理論支持時間機器的存在，但如果時間機器真的能夠存在，它會導致時間悖論的產生，對於世界的發展與改變，也是件非常嚴重的事。
