参照系包括空间标架和时计

       （《物理学上的时空与物质》4）

物理学上关于时空与物质的基本概念和基本规律

第一章  牛顿力学关于时空的基本概念和基本规律

§1.1  牛顿对时间与空间的观点

§1.2  参照系与坐标系

1.2.1  空间位置的确定与坐标系

1.2.2  时间瞬时的确定与时计

       1.2.3  参照系

       我们讲过，在物理学上确定一个物体（或质点）的位置须要3维空间标架，为了量度出坐标数值，还须要一根校准过的标准尺；这3维空间标架和标准尺，可视为3维空间坐标的物质基础。我们也讲过，在物理学上确定一个事件的瞬时须要时计，时计应是校准过的标准时计，这标准时计可视为1维时间坐标的物质基础。在物理学上，把作为空间参照物体的3维空间标架、标准尺和量度时间的标准时计统称为参照系；研究物理现象时，事件的位置坐标和发生的瞬时就是相对于所选定的参照系来决定的。装备有实验仪器、标准尺和标准时计的实验室就可看为一个参照系，如图（1.3）所示。

        全部时间可由时轴上的几何点来表示；3维空间标架与时轴的结合可称为4维时空标架，4维时空标架可视为4维时空坐标系的物质基础。3维空间标架存在于3维空间之中，人们对空间标架易产生直观的印象；而对时轴则缺乏产生直观的印象的本能。这是由于时轴是时空的第4维，它存在3维空间之外，我们能感觉到的只是存3维空间之内的东西。但运用数学能够证明，可让时轴垂直于3维空间。对这个问题有兴趣的读者可参考文献[2]。如果我们选取3维空间标架的三条标杆互相垂直，则可使时轴与3维空间标架的每条标杆互相垂直；在这种情况下，4维时空标架所对应的是4维时空直角坐标系。

        实验者常在实验室工作，不妨把实验者包括在参照系内，故常可说，某参照系是实验者A的参照系或实验者B的参照系；但实验室中的空间标架、标准尺、标准时计以及实验仪器都是客观的物体，对物理现象所测得的数据当然是客观的结果而肯定不是主观的结果。如果实验仪器是自动化的，在测量阶段实验者不参与也是可以的，故实验结果与实验者的主观意识无关。