認識論概述/時空測量裝置
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一根剛性尺或羅盤，可以透過與其他距離比較來測量其兩端之間的距離。因此，剛性尺是測量長度或空間間隔的裝置。重要的是，尺子是剛性的，因此測量到的距離始終相同。時空測量裝置可以根據相同的模型設計。一個簡單的時鐘就是這樣的裝置。它允許指向兩個始終間隔相同時間的事件。也可以使用固定在同一剛性支架上的兩個時鐘，每個時鐘用於指向某個事件。如果觸發兩個時鐘的裝置是規律的，那麼指向的兩個事件之間的時空間隔始終可以相同。這些裝置可以像剛性尺可以測量空間一樣，測量時空。
如果一個間隔位於一個有質量的物質點的路徑上，則該間隔是類時的。如果它位於真空中的光線路徑上，則它就是類光的。所有其他間隔都是類空的。當一個間隔是類空的時，總是存在一個慣性系，其兩端是同時發生的事件。時空測量裝置測量三種類型的間隔。單個時鐘足以測量類時間隔。固定在剛性尺上的兩個時鐘，經適當同步後，可以測量類空或類光間隔。
該理論可以為所有時空間隔（類時、類光和類空）或更準確地說為它們的平方分配一個實數。尤其是類時間隔都等於零，因此彼此相等。這在先驗上令人驚訝。例如，這意味著光子發射到 3 米遠的地方被接收之間的時空間隔，與它發射到 3 光年遠的地方被接收之間的間隔相等，就好像前進的光子從未離開過它的起點。這不是奇蹟嗎？
時空測量裝置和時鐘的減速可以幫助我們理解這個違反直覺的結果。想象一下，一顆火箭發射到距地球 3 光年的恆星方向。從火箭的角度來看，一個光子從火箭的後部發射出來，並在 3 米遠的前部被接收，因此只有不到一秒的時間。但由於時鐘的減速，從火箭的角度來看不到一秒的時間，從地球的角度來看可以持續三年，前提是火箭足夠快。同一個時空裝置測量了 3 光年的類光間隔和 3 米的類光間隔。因此，它確立了它們的相等性。