麥克斯韋方程組解釋什麼是變換的視角!

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時間速度，當時間的速度變快之後，會出現什麼樣的情況呢？假如我們把時間速度給它固定住，一秒就是一秒，那麼空間速度越快，走的距離就會越遠，但是反過來，如果把空間速度給它固定住，把你的時間速度變得越來越快，其實意味著我們每一格走過的距離，反而會越來越小，這看似就是一個速度恆定為C的單位圓。如果我們想用這個單位圓，搭建一個四維的空間座標系，所謂的四維時空的各種難以理解，只不過是因為人類對於時間的感知，反比於空間。比如說非常經典的一個案例，很多人都說過麥克

斯韋

方程組在伽利略變換下不協變，但是在

洛倫茲

變換下它是協變的，那這句話乍一聽上去非常高大上。再來舉個例子，比如說我站在地球上，而你坐在飛船上，此時的飛船正在繞著地球做著勻速的運動，那我們假設在你的飛船裡面有一個帶著正電的小球，而且除了這個小球以外，你，我，地球，飛船，既不帶電，又不導電，於是我們就有了兩個視角。

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這個繞地飛行的帶電小球，它就是一個電流，當電流出現的時候，一定會有磁場伴隨著出現，但是在你看來你與帶電小球是保持靜止的，雖然地球在繞著你進行運動，但是地球它不帶電，所以在你的世界裡，只有小球產生的電場，根本沒有什麼所謂磁場的存在。但如果我們此時用伽利略變換來解釋的話，這兩個世界是無法相互轉變的，但是換成洛倫茲變換就可以。首先在你的視角里，這個帶電的小球可以被寫成一個4×4的矩陣，這個東西叫做電磁張量，其實就是麥克斯韋方程組，這個ExEy和Ez代表的就是你所感知到的電場，在xyz方向的分量矩陣裡面的其他元素全部為0，那如果此時我們把它進行一個洛倫茲變換，你看旋轉的磁場出現了，而這個就是我站在地球上的視角，在我的視角里面電磁張量顯示的不僅僅有電場，還有旋轉的磁場分量，很顯然我們對於同一個物理現象，出現了完全不同的兩種理解，變換的只有視角，變換的只有分量，但物理現象本身並沒有改變。

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著就是為什麼我們會說，麥克斯韋方程組在洛倫茲變換下，又或者說磁場和電場，本來就是一回事，磁場可以認為是電場的相對論效應，當然例子還有很多，比如說質量和能量，其實也是一回事。所謂的E=mc²也是這麼來的等等。而這些都是源自於時間與空間的結合給我們帶來的提升，在認識了時間與空間的關係之後呢，我們今天的內容就告一段落了。