四维时间简介

摘要：本文以实验论证时间是四维的。

关键词：多普勒移动 虚数三维 氢的极随射线管

时间是一个即简单又复杂的问题，大多数人认为时间是一维的，而且只有一维，其实时间是四维的。我从上个世纪八十年代一直论证到今天，论文写得很长，

图-1

公式太多，人们没有兴趣阅览。现在我简单点、通俗一些介绍四维时间。

四维时间见图-1，t₀时间叫原时，就是我们手上带的表所指示的时间，C是光波的速度，它是个常数，或者说是个不变量。这里讲的是光波速度，不是光粒子速度，光波速度在任何情况下都是30万公里/秒。光粒子的速度是可变的，光粒子通过不同的光媒介和不同强度引力场的速度是不同的。人们有时把光粒子的

速度当成光速是错误概念。

单一的时间不能作为维，维是数学概念，只有线才能成维，ct₀就成了线X_1，2，3就是空间三维，加上虚数i就成了时间另三维，或者叫虚数三维。

四维时间的实验：

氢的极随射线实验[1]

在氢的极随射线管中，电极放电产生的氢离子（H₂⁺和H₃⁺）被强电场加速、准直，形成快速运动的氢离子束（氢的极随射线），这种快速运动的氢离子束被作为运动光源，将它们发射的光谱线频率与静止氢的光谱线频率进行比较，可以得到谱线的多普勒移动。

图-2

设极随射线向前的直接进入光谱仪的光线的波长是l，它比静止氢的光谱线的波长l₀要小一些（蓝移），而向相反方向（向后）发射的光线的波长要大一些（红移）。

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因为波长的倒数是频率，频率的倒数是时间，因为ίX_1，2，3 = ίct₀ ·b/（1-u²/c²）^1/2 其中：，

我们有：

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用图-3表示：

图-3

在图-3中时间或波长的倒数就是频率，当θ角大于π/2时，

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3式就是多普勒频移公式，θ角小于π/2时，紫移。

发光体远离我们而去，红移。

时间iX_1，2，3的方向指向物体运动方向，ict₀的方向指向物体。

现在我们知道时间是四维的[2]

在经典物理学中有：

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其中t₀是原时，就是观测者手中的钟指示的时间。R是三维空间X_1，2，3

C是光波在任何情况下都不变的速度，C = 30万公里/秒。

t的单位是秒，t₀原时的单位是秒， 的单位还是秒。在数学中同名数相加您说4式是几维时间？ 绝对不是一维的，更不是时间只有一维。

在数学中，“维”是对长度而言，不能写成X、Y、Z、t，必须把时间变成长度。

把4式换成：

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其中：是虚数。

t₀原时的方向指向观测物，ίx_1，2，3的方向是观测物的运动方向。

四维时间的最有力的实验证明是多普勒频移效应。

结论：

时间是四维的。

作者简介：

张树润 男 生于1938年11月，现为上海卢鹤绂格物研究所的研究员，北京相对论研究联谊会的会员，北京相对论研究联谊会聘任专家。

参考资料：

[1]狭义相对论实验基础 张元仲

[2]论证十维空间（3） 张树润

[3]l论证四维时间 张树润

（修订稿日期：2008-3-18）