大家好，今天来为大家解答光锥为什么是45度这个问题的一些问题点，包括为什么有光锥也一样很多人还不知道，因此呢，今天就来为大家分析分析，现在让我们一起来看看吧！如果解决了您的问题，还望您关注下本站哦，谢谢~
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电子的本质是什么由什么构成
构成万物的最小单位
关于“本质”这类终极问题，其实可以没完没了的问下去，所以本质问题可能本身就无解的。因此，咱们就说到目前为止的科学理论，对于“电子的本质”的看法，不在哲学层面上做过分的分析和揣测。
最早问本质问题的人是泰勒斯，他曾说：万物的本源是水。
也就此打开了西方哲学的大门。在西方哲学当中，有一个流派研究万物本源的角度就是去找最小的构成单位。泰勒斯认为是：水，还有的人认为是：火。最后，硬是凑出了水火土气和以太。
但是，被我们记得最深的其实是德谟克利特，他认为世界是由原子和虚空构成的。当然，他更多的是从哲学层面去思考的。他的原子其实和我们现在所说的原子是两码事。
不过，这些探讨至少提供了一条思路，那就是想要知道万物的本源，我们可以从“构成万物的最小单位”入手。
粒子物理标准模型到了18,19世纪，科学家才奠定了以原子为基础的研究范式，但是随着观测技术的发展，科学家发现，原子是可以再分的，原子里有电子和原子核。而对应的原子模型经历许多代的科学家才得以确立。
后来，科学家撞开了原子核，发现原子核内还有质子和中子，于是，他们又试图去撞开质子和中子，可是这一次他们失败了，但是他们发现撞击质子时会有三个散射角度。所以，至少可以确定的是质子还可以再分，内部的粒子被我们叫做夸克。至于是能量不够撞不开，还是某些机制的问题，我们就暂且不提了。
截止于目前，科学家发现，原子根本不配做最小单位，它的内部还有电子和原子核，原子核内部还有质子和中子，然后再往下还有夸克。但你以为这是终点，事实上这确实一个起点。
自打人类搞出了粒子对撞机，就通过粒子对撞机发现了大量的粒子，加起来差不多有100多种。所以，科学家也蒙了，总不能这100多种都是基本粒子吧？
后来，随着理论物理学的发展，加上实验物理学勤勤恳恳地不断迭代实验仪器，最终，他们建立起了一套理论，这套理论是建立在狭义相对论和量子力学的基础之上的，利用“场”和“粒子”的模型取代“力”来解释物质之间的作用，我们也管这个叫做粒子物理标准模型。
这套理论大概可以这么去理解，他们认为，宇宙中存在两种粒子，一种粒子被叫做费米子，这些粒子就是科学家在找的那些不可再分的粒子，也就是构成物质的最小单位，还有一种粒子叫做规范玻色子，这种粒子是物质的粘合剂，把基本粒子连接起来构成物质。其中光子传递电磁相互作用，W和Z玻色子传递弱相互作用，胶子和介子传递强相互作用。至于引力，一直也没有办统一进这套理论。而强相互作用是保证能够构成原子核，而弱力则是保证了电子不会进入到原子核内，保证了原子核的结构稳定。电磁力则保证了原子的结构。
说了这么多，那电子呢？
上图就已经说明了电子的位置，电子属于费米子，也就是，在粒子物理标准模型当中，电子是不可再分的粒子，质量约为0.511MeV/c^2，带电量为-1，自旋为1/2。既然电子是不可再分的，也就不存在说电子是由什么构成的问题了。
最后，我们来总结一下，为了解决万物的本源问题，学者们历经了2000多年，最终在狭义相对论和量子力学的基础上建立了粒子物理标准模型，在这套理论当中有存在两类粒子，一类叫做费米子，它是构成粒子的最小组成单位，一类叫做玻色子，它是用来传递相互作用（也就是我们通常意义上的“力”），是物质的粘合剂。而电子属于费米子，是不可再分的，也就不存在是有什么构成的说法。当然，以上这些看法是基于现在的物理学理论。
光锥为什么是45度
光锥的角度为45度，是因为这是它的最大倾斜角度，当光线以大于45度的角度射向光锥时，它将被完全反射回去，无法继续运动。而小于45度的角度则会进入光锥内部并传播，这样保证了光在光锥内部的传播和反射都能够正常进行。此外，光锥角度的大小也是由其设计用途来决定的，因为在许多光学应用中需要准确控制光束的方向性和反射率，45度的角度是一种相对较好的折衷选择。
为什么对于维度, 一二三维度都是在空间上,但是为什么有一种言论四维是时间
为什么对于维度,一二三维度都是在空间上,但是为什么有一种言论四维是时间？
对于三维空间大家肯定不会搞错，因为我们本身就生活在三维空间中，无论什么物体它都会有长宽高三个尺寸，当然我们买房子或者量地皮都会用到一个只有长宽的平方米概念，其实它仍然是建立在三维尺寸上的，这个高度很多时候就约定俗成的省略了！
但低于四维的理解就有些分化，比如有些朋友认为四维是三维上额外增加了一个维度，而时间是独立于这些维度以外的！但也有另一个理论认为三维空间加上时间就成了四维，这两种观点差异非常大，但都是四维空间，大家都傻傻分不清了！
关于欧几里德空间其实欧式空间到三维为止都挺容易理解的，因为欧式空间是构成我们世界观的基础长宽高的删减和延伸，比如可以用如下扩展图来表示：
从零维到四维
从我们熟悉的三维空间出发，删去高度就成了二维，扇区长或者宽就成一维，最后删去长度就成了零维，而三维往上增加一维就成了四维，似乎很简单，但怎么加，加在哪里？这成了个大问题！当然这难不倒我们，我们从最简单的思维开始往上理解：
无数零维的点相加，就成了一维的线！
无数一维的线相加，就成了二维的面！
无数二维的面叠加，就成了三维立体！
四维？？？？？？
无数三维立体叠加，就成了四维超体！
二维的面是三维空间无数切片中的一片，对于二维我们一览无遗，假如在二维空间上还能存在生物的话，我们对它们的操作完全是超脱于理解的，因为它们的生活范围仅限于那个没有厚度的平面，而三维空间中的人类则可以从三维这个额外的维度进入二维平面后离开，再出现在二维平面，这是什么操作？当然是神迹啦，因为二维生命会看到某个物体在二维空间中消失，然后突然出现在另一个位置，这不是神迹吗？
那么三维呢？按此理解，三维空间只是四维立方体的无数切片中的一个，就先三维对二维的神迹操作一样，四维对于三维的操作也是超出我们理解之外的，比如再坚固的保险箱或者监狱，甚至地下核爆掩体，对于我们三维空间中生活的人类来说，那几乎是坚不可摧的，但对于四维，因为他们可以从额外的维度中进入这些区域，并且将物体取走而不需要走三维中长宽高组成的任何一条路径！
可怕吗？
如果真的存在四维空间，且能够在里面生活的生物的话，那将是一件非常可怕的事，但更可怕的是如果这个物种是《环太平洋》中的怪兽的话，那就是末日，因为《环太平洋》中知道它们从太平洋底某个区域爬出来，但现实中我们根本不知道它们会从哪里来，也不知道它们会从哪里消失，所以相比之下，我们宁愿高维度生活的是一群以观察我们为乐的超级文明！
五维空间呢？以此类推，对于欧式高维空间，这是没有限度的，只是我们的脑袋够不够用而已，因为到四维已经都是线条了，五维就全是线条，六维或者七维那就是一个毛线球！
关于闵可夫斯基空间很多朋友可能不太了解闵可夫斯基的四维空间描述方式，但相信各位肯定看到过爱因斯坦狭义相对论中关于光锥的描述，这个有三维空间坐标加上一维时间轴构成的四维空间，跟欧式四维空间差距很大，但事实上比四维空间要好理解得多！
光锥
《三体》中有一句描述我们无奈现状的经典语句“光锥之内是命运”，以你为坐标，画个在这个时间内光速可以到达的区域，超过此区域，任何事件都与你无关，除非时间走到那个光速可以到达你的区域，这就是你的命运，这就是光速屏障，不只是速度，还有我们对于是时空理解的局限。
简单的说比如太阳即使现在熄灭也和我们无关，因为这个事件会光的速与我们产生关系，但这需要时间，它大概需要在8.33分钟之后才能进入我们的光锥之内，我们才能获知到太阳熄灭这个事实！但在科幻小说或者科幻片中的四维空间描述，却不是这样，因为在这个时间轴上，可以前移也可以后退，简单的说闵可夫斯基空间中的时间轴将成为长宽高一样的物理尺度。
比如《星际穿越》中马修·麦康纳饰演的库珀掉入了卡冈图雅黑洞，但在这个黑洞的奇点处却是一个闵可夫斯基的四维时空，无巧不成书的是它的投影正在库伯家的书房，库伯可以在这条时间轴上上下移动，看到这个房间的过去和未来，对于库伯来说，这个房间就像一本书一样，可以翻到任何时候去观看，但却无法干涉这个空间，所幸的是上帝关上了所有门和窗的同时，留了引力干涉一条缝，使得库伯可以像鬼魂一样引起那个房间的各种动静。
这就是墨菲很少呆在书房的原因，因为书房闹鬼，但最终库伯在大火烧了他们家房子之前将关键信息传递给了墨菲，得以解出引力场方程，将大批人类克服引力送上土星轨道上建造好的巨型空间站！有朋友认为这个库伯所在的空间是一个五维空间，但其实就是一个闵可夫斯基空间而已！
关于弦理论的二十六维空间当然在这些四维空间的描述中，无疑弦理论也是一个，最早期的弦理论要求时空是二十六维的，当然这个维度实在有点多，但在1971年时施瓦茨和雷蒙等人合作，将超对称”的思想引入了弦理论，把原来需要26维的弦论简化到只需要10维！从二十六维弦理论降到只有十维的超弦理论！
超弦理论认为，任何粒子都不是一个基本粒子所谓的点，而是开放或者闭合的一条弦，当它们以不同方式振动时就成了我们所熟悉的各种粒子，比如光子电子甚至引力子！所以我们生活在一个十维时空中，不过有6个维度是蜷缩起来的！另外四个维度就是我们的三维空间加上一维时间！
而我们所谓的那个基本粒子，就是一个蜷缩了六维空间的“球”！
超弦理论中的四维空间，应该就是闵可夫斯基中时间为一维的空间，但这个时间维度是单向的，我们无法移动，只能随着时间的流逝而逐渐发生！而在欧式空间中时间，则无论在哪个维度来看时间都是独立存在的，它不属于其中一维，时间的流逝对于空间维度结构没有关系，但对于空间存在的意义有关系！
在地球上用什么方式可以看到黄道为什么
笔者虽然是数学老师，但也是天文爱好者，对回答这个问题很感兴趣，谈一下自己看法，不当之处，留言点评探索。
什么是黄道我们古代常说的“黄道吉日”就是指的黄道！所谓“黄道吉日”，就是太阳对地球的影响有利于人类生存的日子或时间节点。亦称“光道”。
古人想象的太阳周年运行的轨道。即地球绕日公转的轨道平面与天球相交的大圆。大约公元前八十年左右，我国有了明确的黄道概念，而且进行了以黄道为基本大圆的天体位置量度。
《后汉书.律历志中》引汉石申《星经》：“黄道规牵牛初直斗二十度，去极二十五度（应为一百十五度）。”
《汉书·天文志》：“日有中道，月有九行。中道者，黄道，一曰光道。光道北至东井，去北极近；南至牵牛，去北极远；东至角，西至娄，去极中。夏至至于东井，北近极，故晷短；立八尺之表，而晷景（影）长尺五寸八分。冬至至于牵牛，远极，故晷长；立八尺之表，而晷景长丈三尺一寸四分。春秋分日至娄、角、去极中，而晷中；立八尺之表，而晷景长七尺三寸六分。此日去极远近之差，晷景长短之制也。去极远近难知，要以晷景。晷景者，所以知日之南北也。”
《新五代史·司天考一》：“黄道者，日轨也。其半在赤道内，半在赤道外，去极二十四度。”
在地上测太阳日影，则得日照杆影二十四节气太极图。
图日照杆影二十四节气太极图
图天空“8”的日行迹+地上日影“太极图”
所以，我们最终会得到这样一副图：天上的“8”字日行迹图和地上日影“太极图”，当然了，实际上太阳一年的运动周期，导致出现的同步天象远不止这些，但是这两者是最明显的天文迹象了！
在地球上用什么方式可以看到黄道我们以“二十四节气”和“黄道十二宫”为例，看黄道、赤道的观测范围：
图黄道和赤道
十二星次，因为二十四节气根据太阳在黄道不同的视位置定的。古人把黄道附近一周天平分为星纪、玄枵等十二次，太阳运行到某次就叫某某某节气（实际上二十四节气表示地球在围绕太阳公转的轨道上的二十四个不同的位置。十二次对应十二宫。）
图西方黄道十二宫天象轨道、二十四节气图
（黄线为黄道，红线为赤道）
通过上图，我们可以看到西方黄道十二宫分布在“黄线”的环形轨道上，黄道十二星座位于中国“二十四节气”周围，图中的红线为天赤道（即地球赤道投影），春分点的测定需要黄道和天赤道的升交点才能观察到。
图黄道十二宫，黄道赤道图
在上图中，我们可以看到，由于西方的“黄道坐标系”上空没有天赤道，也就没有天赤道的星座，自然无法测得“春分点”，而黄道十二宫的“黄经0度”是以春分点开始的。
图十二宫在天球上运动动态图
从这个动态图中可以看到黄道十二宫沿着黄道转动，在没有天球-赤道坐标系统的时候，西方是怎么绘制出全天空星象图的？！
古代如何测“冬至、春秋分、夏至”呢？
中国古代是知道“黄道”概念的，虽然，中国是“赤道坐标系”，但因为观测“二分二至”就必然会知道“黄道”，“冬至点”的测定对于历法起始相当重要，不可能不知道，在中国西周时期已经有“二至”、“二分”，这四个节气已经对四季作了初步的划分！
但，奇怪的是，西方使用的“黄道坐标系”，为什么却没有在历法当中使用“二十四节气”，尤其是“二分二至”，不知道这个概念，怎么知道四季？怎么定历法？怎么会有“黄道”，甚至是“黄道坐标系”？不由得想问“黄道坐标系”真的是西方发明的吗？！
由于地球的自转轴(地轴)与其公转的轨道面成66°34′的倾斜。地球的自转同它公转之间的这种关系，天文学和地理学上通常用它的余角(23°26′)，即赤道面与轨道面的交角来表示。
可是，这个交角现实中很难测得，怎么办呢？
所以，我们需要“天球赤道坐标系”，其实，前面已经提到了，现在再说一遍。
简单的说，把天空想象成一个假想的大球，我们看到的天体都是这个大球上的投影，这个大球叫天球。地球公转轨道在天球上的投影就是黄道，在地球上看去，就是太阳在天空中要经过的圆；天赤道就是地球赤道在天球上的投影；白道就是月球在天空中运行轨迹在天球上的投影。
图天赤道就是地球赤道在天球上的投影
因此，将地球赤道投影在天球上，通过观察太阳与天赤道的相对位置来推算太阳与地赤道的相对关系。这样就能观测到冬至、春秋分、夏至。
图朔望月、春秋分、夏冬至、黄赤白道图
所以，这个地球的地轴与公转轨道面的倾斜，在地心天球上，则表现为黄道与天赤道的交角，并被称为黄赤交角，又称“黄赤大距”。不过，遗憾的是只有中纬度地区才能观察到地球有“倾角”这一现象呢！
一点感慨中国古代天文学，在星占、命理、医学等中都有相应描述，常有人说中医是玄学，其理论不可捉摸，这就是对中国传统的无知。
而古代天文学的知识，在今天太少人知道了，明末顾炎武说：“三代以上，人人皆知天文.‘七月流火’，农夫之辞也；‘三星在天’，妇人之语也；‘月离于毕’，戍卒之作也；‘龙尾伏辰’，儿童之谣也。后世文人学土，有问之而茫然不知者矣，”(《日知录》卷三十)。正因为如此，现在的很多中国人才不能理解中国的文化！
如果懂得中国古代基本的天文学知识，也就对很多中国文化能够有所理解了。方能知晓古人并不愚蠢，懂得古人的时空观念，也正是长期对天象的观测，才能发出“天人合一”这样的声音！
星空和日月是古人认识宇宙的唯一手段，这一点上东方西方是有非常多相通点的，比如国外有黄道十二宫，中国有十二地支，中国有日晷，国外有Sundial，这种相似点不胜枚举，都是源于对相同的客观现象的观察。但不得不提的是，当西方能够将发展机械而获得的精确计时系统与其发展玻璃而获得的望远镜结合的时候（机械与玻璃都是源于教会修建主教堂的需求，钟楼与彩色窗户），在天体的认识上就将东方甩在了身后。
参考文献：1.舞天玄姬，中国古代“天人合一”与日行迹（黄道）；黄道、赤道的观测范围
文章到此结束，如果本次分享的光锥为什么是45度和为什么有光锥的问题解决了您的问题，那么我们由衷的感到高兴！
