Одним из “парадоксов” специальной теории относительности для большинства людей является то, что длины и время сокращаются, причем взаимно. То есть, для наблюдателя А в одной системе сокращаются длины и время в системе В, которая движется относительно А. То же самое справедливо и для наблюдателя системы В.
Между тем, взаимное сокращение длин можно наблюдать и в классическом случае, то есть, в обычной жизни.
Ниже пример как меняется видимая длина метрового отрезка при его повороте относительно другого.
Каждый отрезок виден эквивалентно имеет координаты на оси другого отрезка меньше (в данном случае 687 мм), чем он есть на самом деле.
Мы к этому привыкли и наш мозг вводит поправку на размер, если имеет дополнительную информацию.
В этом легко убедиться с помощью Луны. Когда Луна находится низко над горизонтом она для нашего мозга имеет значительно больший размер, чем когда она находится высоко в небе. Между тем, в реальности, Луна имеет одинаковый видимый размер, в чем легко убедиться если посмотреть на нее через колечко на вытянутой руке – и над горизонтом и высоко в небе Луна будет иметь одинаковый размер относительно колечка.
Таким образом, в нашем обычном мире размеры (координаты) при поворотах системы отсчета изменяются, причем взаимно.
В релятивистом же случае происходит поворот в четырехмерном пространстве, только в этом повороте участвует координата времени.
Это четырех мерный поворот в пространстве Минковского. От “обычного” четырехмерного пространства оно отличается тем, что в “обычном” четырех мерном пространстве при поворотах сохраняется длина l2 =x2 + y2 + z2 + p2 , где p – 4-я пространственная координата, а в пространстве Минковского длина L2 =x2 + y2 + z2 + t2 не сохраняется, но сохраняется интервал s2 = t2– x2 – y2 – z2, причем, в общем случае, квадрат интервала может быть и отрицательной величиной!
Интересно, что, как и в классической физике, где введение действия и постулированние его минимальности позволяет сформулировать всю классическую физику и даже получить математический аппарат для квантовой, достаточно запостулировать сохранение интервала и из этого будет следовать не только вся специальная теория относительности, но и уравнения электромагнитного поля!