世界线

粒子在四维时空中的运动轨迹
世界线(World line)是美国物理学家 阿尔伯特·爱因斯坦于其1905年论文《论动体的电动力学》中提及的概念。他将时间和空间合称为四维时空,粒子在四维时空中的运动轨迹即为世界线。一切物体都由粒子构成,如果我们能够描述粒子在任何时刻的位置,我们就描述了物体的全部“历史”。想象一个由空间的三维加上时间的一维共同构成的四维空间。由于一个粒子在任何时刻只能处于一个特定的位置,它的全部“历史”在这个四维空间中是一条连续的曲线,这就是“世界线”。一个物体的世界线是构成它的所有粒子的世界线的集合。

概念

在物理学上,世界线是物体穿越四维时空唯一的路径,因加入时间维度而有别于力学上的“轨道”或“路径”。
“世界线”意味着所有粒子的历史已经给定,再也不会被改变。事件一旦发生,即表明身体上的每一个原子的世界线都已经固定,无论我们再做什么都不会重新改变(事实上我们所做的仍然是固定的)。
闵可夫斯基图中,物体的整个生命史可表示为一根蜿蜒的线,即世界线。世界线永远从过去走向未来(在标准闵可夫斯基图中‘指向纸面上方’),而通过空间的运动则用线的左右摆动方式来表示。但这根线必须永远保持在其自身的未来光锥内,这对应着空间运动速率低于光速。在弦理论中,基本弦和环扫出世界线的二维对应物,即称为世界膜的时空径迹;于是世界膜的相互作用方式被认为决定了基本粒子