一“秒”有多远？

著名的《费曼物理教程》第一卷第17章中有两个引人深思的问题：一“秒”有多远？一“米”有多久？

在爱因斯坦的相对论里，没有绝对的空间和绝对的时间。我们平时对时间和空间的变化毫无感觉，认为是绝对的，是因为我们的速度远低于光速。一个在接近光速的宇宙飞船中的人点燃一支雪茄，在外面的人看来，好象是慢动作；可是对飞船里的人来讲，一切都是正常的节奏。在很多物理现象中，相对论是非常必要的。如宇宙射线中有一种粒子叫MUON可以在地表用仪器观测到，可是它们的平均寿命只有2.2微秒。这么短的寿命为什么可以被观测到呢？因为量子物理学家在相对的时间中研究这些粒子。

时间和空间是一个整体，叫做时空。不同的参照系里的时空坐标服从洛伦兹变换，时间坐标的变换和空间坐标有关，而空间坐标的变换又和时间坐标有关。两个事件的间隔不再是片面的相距有多远和相隔有多久，因为多远和多久在不同的参照系里是不一样的，而且是纠缠在一起的。时间本身已不再是一个不变量，不变量是时间坐标乘以光速的平方减去三维空间坐标的平方和，叫时空区间，其单位既可以是“公里”也可以是“光年”。

其实，人们在日常生活中经常用距离形容时间、时间形容距离，例如，到学校有多远？回答可能是：不到10分钟；还要多久回家？还有十几里吧！这比回答“20分钟”更确切，因为交通可能会堵塞。人们对这些太习以为常了，根本就不去想这“科学”还是那“不科学”，能够让人明白就行了，只有那些咬文嚼字、头脑固执的人才去钻研这些东西“对”还是“不对”。