在开始介绍闵可夫斯基空间前，我想介绍几个相对论中伟大的预言和天马行空般的想法。
我们已经知道，相对论中时间和空间密不可分，物质本身会影响他的时空特性。我用床单和小球来描述爱因斯坦的理论。
1.一个没有物质存在的时空，他将是平坦的。
可以想像你撑起一张床单四角，床单是平坦的。
2.然而，当一个质量出现，例如宇宙中出现太阳，太阳的质量很大，他会使周围的时空发生扭曲，变得不再平坦。
当你把一个篮球放在刚刚撑起四角的床单上，床单会下陷，这就是平坦的床单被扭曲了，变成了一个不规则，下陷的曲面。
3.因此，当没有质量时，根据牛顿经典力学，没有引力存在，任何物体将静止或保持匀速运动.
在平坦床单上放置一个乒乓球，他不会滚动因为床单是平的。
4. 太阳的出现扭曲了时空，导致地球会受到太阳的引力作用
将篮球，乒乓球都放在床单上，乒乓球会靠近篮球，即篮球对乒乓球有了引力。这显然是因为篮球使床单凹陷了，小球会滚进去。
因此我们总结而言，引力的存在是因为一个大质量扭曲了时空，使得时空不再平坦，今儿时他周围的其他物体产生了力的作用。
因此我们现在知道，引力是时空扭曲而产生的。那我们现在考虑一个简单到不能再简单的问题，我们抛出一个小球，小球将沿着抛物线运动。可实际上，如果小球抛出的速度足够快，快到相对论效应不可以忽略，他走的将不是抛物线，而是一个弧线。抛体只受重力，即只受地球的引力，即小球应该在地球质量导致时空弯曲，产生的曲面时空中运动。这条弧线称之为测地线geodesic。我们现在讨论测地线的产生。
考虑空间 S^2 ,一个单位球的球面，他是个弯曲的，非欧空间。在欧氏空间中两点见直线距离最短，然而在球上两点的最短距离，应该是他们所在大圆构成的圆弧，因为弯曲的球面上两点直接连线在球内部，显然不在S^2 上。因此这也解释了为什么地球受到力后不是直直的撞向太阳，而是绕其旋转，就是因为环绕是太阳周围时空中的最短路径。
那我们该用一种什么空间来描述相对论这种四维空间中的运动呢？
我们从光钟实验入手。
经洛伦兹变换可以得到
我们发现静止的钟 \Delta x = \Delta y = \Delta z = 0 ,沿着x轴运动的钟 \Delta x \ne0,\, \Delta y = \Delta z = 0
欧氏空间中， (\Delta s)^2 = \Delta x^2 + \Delta y^2 +\Delta z^2 ,换到其他欧氏空间中只需改一下基底即可， (\Delta s)^2是一个不变的量。因此从上述等式中我们也可以发现一个不变的量 (\Delta s)^2 =-(c\Delta t)^2+ \Delta x^2 + \Delta y^2 +\Delta z^2 ,即空间间隔减去时间间隔为四维时空中不变的量。我们称 (\Delta s)^2 为时空间隔。
我们可以对(\Delta s)^2进行分类，
若 (\Delta s)^2>0 ,我们称这个时空间隔是类快的
若(\Delta s)^2<0 ,我们称这个时空间隔是类时的
若 (\Delta s)^2= 0 ,我们称这个时空间隔是类光的
在x-ct图像中画出光的世界线(光的图像),向前向后画出了一个锥形区域，成为光锥
我们发现，在光锥内部，(\Delta s)^2<0，两个事件是类时的，他们之间的间隔以光速足够达到，因此可以是相关联的，而光锥外部，(\Delta s)^2>0，两个事件间隔光速达不到，即二者必定没有因果关系。(\Delta s)^2= 0时，即物体以光速运动，他没有时空间隔，因为此时时间膨胀到无穷大，长度收缩到无穷小，时间，空间对该物体都没有任何意义，因此，光速是宇宙中速度的上限。如果真有超光速的存在，则将其称为tachyons速子，但是至今仍未发现。
对空间中任意一点P做光锥，上方的光锥称为未来光锥，是P可影响的事件，下方为过去光锥，是可影响P的事件，光锥外的事件与P必然无因果关系。
因此我们重新审视相对论中同时性的定义，可以发现，如果两个事件是类空的，那么他们有先后顺序且绝对，因为二者没有因果关系，不可能相互影响。如果两个事件是类时的，那么他们没有先后顺序可言，在不同的参考系中可能得到不同的结果，但无论什么参考系中，因果关系一定，即两个类时事件先后顺序相对，因果关系绝对。
地球上的人向宇宙飞船发出信号要求其返航，地球参考系的人认为是先发出信号，宇宙飞船才收到信号。然而在飞船参考系，由于飞船也在运动，信号需要追赶飞船，飞船上的人会发现先收到了信号，过会儿才发现地球上发出了信号，可以发现，不管什么参考系中因果关系是绝对的，即地球不发出信号，宇宙飞船不可能收到，但先后顺序相对，取决于观测者所在的参考系。 |
