時空變換的意義

在物理學中，有兩種時空變換，伽利略變換和洛倫次變換。為什麼要研究時空變換？意義是什麼？

由於有了運動，一切變成了可能。物理學其實是運動的科學，研究靜止的東西，沒意義。一切物體的運動，構成了這樣的物理學世界。

可是如何著手去分析，解釋這些現象，需要一些原理的支配和想像。這裡的最根本的原理就是運動的相對性原理。

沒有參考系，就不能分析運動。這是開始研究物理運動的開始，參考系的提出，就是運動相對性原理的體現。時空變換就是在研究物體相對於不同物體運動的規律。這樣的規律，是我們人類認識自然最為根本的思想。為什麼是這樣？

伽利略的經典物理學時空變換，是建立在絕對時空觀上的運動相對性原理上的。

洛倫次變換是建立在光速不變原理基礎上的運動相對性原理。

也就是說，伽利略變換是單純的相對性原理，固定的運動幾何背景，永恆的時間流逝。但是洛倫次變換不一樣，是建立在光速不變基礎上的時空變換。相對論之所以給人們的時間，空間觀念帶來深刻變革，不是「相對性原理」，而是光速不變原理上的相對性原理。想要否定相對性原理是不可能的，因為這是人類認識自然的最根本的思想，脫離了這個思想，就不可能有物理學的誕生。

那麼在選擇參考系時，就需要分類，我們需要什麼樣的參考系去闡述我們的時空變換，是慣性參考系還是非慣性參考系？

其實，慣性參考系是最根本的，最普遍的，最能體現變換意義的，同時又是最簡單的參考系。因此，不論是伽利略變換，還是洛倫次變換，都是建立在慣性參考系基礎上的時空變換。

總結: 時空變換就是研究物體在不同慣性參考系下的運動規律的性質，這種性質是用變換描述出，其實反應了我們的時空觀念。而時空觀念是人類思想最深刻的東西。
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