狹義相對論對牛頓運動第一、第三定律的修改

4維時-空中的4維勻速直線運動在3維空間的表現就是：或者保持靜止或者作3維勻速直線運動。

4）、牛頓運動第三定律的修改

牛頓原先對運動第三定律的表述是：每個作用總有一個大小相等而方向相反的反作用，或者說，兩個物體的相互作用總是大小相等而方向相反的。

牛頓運動第三定律符合超距作用的觀點。所謂超距作用，是指在相隔一段距離的兩個物體(質點)之間所存在的直接、瞬時之相互作用，這種作用不需要媒質傳遞，也不需要傳遞時間。牛頓的引力定律曾被看作是超距作用的典範，由於這個引力定律在解釋太陽系內星體的運動獲得極大的成功,使超距作用觀點在物理學中一度處於主導地位。麥克斯韋電磁理論以及赫茲電磁波實驗的成就使得物理學逐漸建立了場的理論和接觸作用的觀點。愛因斯坦的狹義相對論確立了嶄新的時空觀，並指出了真空中的光速是一切物理作用傳播速度的極限，從而在整個物理學中排除了瞬時超距作用的可能性。

場的理論的核心思想是認為，一方面，物質存在的形式或者全為粒子、或者全為場、或者粒子與場同存；另一方面，認為粒子之間的相互作用可以這樣來解釋：物質粒子可在其周圍產生某種場（如電磁場、弱相互作用場、強相互作用場、引力場等），場又對處於場內的另一物質粒子施加力的作用。物質粒子所受到場的作用力僅由該粒子所在處的場之狀態決定，與場在其他位置的狀態無關。牛頓力學主要研究全為粒子的物質存在形式，全為場的物質存在形式留在以後介紹，現在我們來研究粒子與場同存的物質存在形式，這是狹義相對論的一個重要內容。

狹義相對論認為，物質粒子與場之間存在相互作用力，這種相互作用力只發生在場與物質粒子相接觸之處，可稱為接觸相互作用。這種相互作用力是成對的，場有力作用在物質粒子上，物質粒子也有力作用在場上，這一對力互為作用和反作用，並且它們總是大小相等而方向相反，作用在同一點的。換句話說，這一對相互力符合牛頓運動第三定律的要求。因之在狹義相對論中，可把運動第三定律修改為：物質粒子與作用場之間的相互作用總是大小相等而方向相反的。下一節我們即將介紹，應用這個修改的運動第三定律可以導出狹義相對論中的能量-動量守恆定律。

根據狹義相對論中的能量-動量守恆定律可知，當物質粒子與作用場之間出現相互作用時，必然存在能量、動量的傳遞。以後本書還要介紹量子場論的一些結論，例如，場在量子化後可出現粒子，因而可把能量、動量的傳遞解釋為粒子（如光子、膠子等）的傳遞。這樣我們對圖（4.1）就可作下述理解：