狭义相对论的原理

如果你想用最基本的术语来描述我们所知的宇宙，你可以说它由一些属性组成。我们对这些性质都很熟悉——事实上，我们对它们太熟悉了，以至于完全把它们当作理所当然的事。然而，在狭义相对论下，这些特性中的许多都以意想不到的方式表现出来!让我们回顾一下宇宙的基本属性，以便我们对它们有更清楚的认识。

空间

空间是我们所观察到和发生的一切事物的三维表象。空间允许物体在左/右、上/下和前/后方向有长度。

时间

时间是第四个维度。在日常生活中，时间是我们用来测量空间事件进程的工具。但时间是更重要的东西。是的，我们把时间当作一种“工具”，但时间对于我们的物质存在是必不可少的。空间和时间在描述事件时是不能明确区分的。因此，空间和时间以一种共生的方式编织在一起。在我们的物质世界里，只有一个没有另一个没有意义。如果是多余的，没有空间，时间对我们来说就没有意义，没有时间，空间对我们来说就没有意义。这种相互依赖被称为时空连续体。这意味着在我们的宇宙中发生的任何事情都是空间和时间的事件。 In Special Relativity, spacetime does not require the notion of a universal time component. The time component for events that are viewed by people in motion with respect to each other will be different. As you will see later, spacetime is the death of the concept of simultaneity.

事

物质最基本的定义是任何占据空间的东西。任何你能看见、摸到或通过外力移动的物体都是物质。大多数人可能还记得在学校里，物质是由数以百万计的紧密排列的原子组成的。例如，水是化合物H2O，意思是两个氢原子和一个氧原子结合形成一个水分子。

为了充分理解物质，我们来看看原子。现在人们普遍认为，原子是由三种粒子构成的，即中子、质子和电子。中子和质子在原子核(原子的中心)中，而电子位于原子核周围的壳层中。中子是重粒子，但它们不带电荷——它们是中性的。质子也是重粒子，它们带正电荷。电子是轻粒子，它们带负电荷。在考虑每个原子中这些粒子的数量时，会产生许多重要的特征。例如，一个原子的质子数将决定原子在元素周期表上的位置，它将决定原子在物理宇宙中的行为。(见题为“核辐射如何工作”的文章以便进一步讨论原子和亚原子粒子。)

运动

任何在空间中改变其位置的物体都被称为运动物体。正如您稍后将看到的，考虑“运动”允许或导致一些非常有趣的概念。

下一节我们将讨论质量和能量。