時間是向量嗎
在經典力學中,時間是純量
在狹義相對論中,座標時是4-時空向量的一個分量,固有時是一個純量
在廣義相對論中,時空座標不是向量,是彎曲空間到閔氏空間的區域性同胚,所以座標時也不是4-向量的分量,但固有時仍是純量。
座標時是觀測者建立的局域座標對運動物體的時空曲線的度量,而固有時是運動物體時空曲線的長度。
題主的問題在於認定“向量(向量)是有長度和方向的量”,實際上這個定義太初等了,連騙高中生我覺得都有點過分。
首先純量也是可以有大小和方向的,方向可以用正負號表示:
有方向的純量包括:電流、電勢、時刻
沒有方向的純量包括:能量、溫度、質量
甚至有的純量可以根據需要決定是否有方向:體積
還有一些物理量可以根據需要成為純量或者向量:面積
實際上向量和純量的根本區別在於:
純量可以定義乘法,並且滿足一系列規律,純量與向量可以相乘得到向量,向量不能定義乘法,或者定義的乘法不滿足純量乘法的一些好的性質。
這些性質包括:封閉性、交換律、結合律、有單位元、除0以外都可逆……
所以究極的定義在這裡:
定義1:
設G是一個集合,在G上定義一個運算cdot,它把任意兩個G中的元素對映為一個G中的元素,這個運算滿足:
1、任何a,b,cin G,滿足(acdot b)cdot c=acdot(bcdot c)
2、存在單位元ein G,使得任意ain G
都有ecdot a=acdot e=a
3、任何ain G,存在逆元a^{-1}in G,滿足acdot a^{-1}=a^{-1}cdot a=e
那麼G叫做一個群。
如果這個運算還滿足交換率,即任意a,bin G都有acdot b=bcdot a,這個群叫做一個阿貝爾群。
定義2:
設F是一個集合,在F上定義兩個運算,一個叫加法記作+,一個叫乘法記作cdot,滿足:
1、F關於加法構成一個阿貝爾群,加法單位元記作0
2、F中所有非0元素關於乘法構成一個阿貝爾群,乘法單位元記作1
3、乘法與加法滿足分配律acdot (b+c)=acdot b+acdot c
那麼F叫做一個域。
定義3:
設F是一個域,V關於加法+構成一個阿貝爾群,定義一個數乘運算Ftimes Vrightarrow V,滿足任意a,bin FX,Yin V
1、a(X+Y)=aX+aY
2、(a+b)X=aX+bX
3、a(bX)=(ab)X
4、1X=X
那麼V稱為F上的一個線性空間,F中的元素稱為純量,V中的元素稱為向量(向量)。
時間不是向量。
向量(英語:vector,物理、工程等也稱作向量)是數學、物理學和工程科學等多個自然科學中的基本概念。指一個同時具有大小和方向,且滿足平行四邊形法則的幾何物件。
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