解读“双生子佯谬”,解读一点也不违反爱因斯坦的双生相对论!
1、佯谬因解读“双生子佯谬”,点也一点也不违反爱因斯坦的不违相对论。在1905年的反爱科学天地里,爱因斯坦的相对《论动体的电动力学》横空出世,标志着狭义相对论的解读诞生。
2、双生然而,佯谬因对于那些浸淫于牛顿经典力学框架中的点也物理学者们,要完全摒弃旧观念并接纳这个颠覆性的不违新理论,无疑是反爱一大挑战。即便是相对到了1911年,即狭义相对论提出后的解读第六个年头,物理学巨擘保罗·朗之万在一场研讨会上抛出这样的疑问:。
3、依据狭义相对论,移动中的物体感觉时间的流逝比静止物体慢。设想一对孪生兄弟,兄长搭乘火箭离境,执行一次星际之旅,且火箭以近光速飞驰。兄长返回地球时,两兄弟的年龄将呈现何种差异。对弟弟而言,由于兄长处于运动状态,他认为返回时兄长会显得更年轻。
4、而兄长则因运动的相对性,认为弟弟亦在高速运动,故而弟弟应当比自己更年轻。这便是双生子佯谬的核心困惑。暂时不论谁对谁错,关键是兄长的太空之旅并非永无止境,终有一日两兄弟会再度重逢,因此实际情况只可能出现一种结果,那究竟是兄长更年轻还是弟弟更年轻。实际上,这问题本不该成问题,但在狭义相对论问世的第六个年头,仍有不少人对这理论不甚了解。
5、甚至,双生子佯谬的争辩竟延绵至爱因斯坦辞世之后,至今仍有学者以此为话题。学者们尚且如此,对于普罗大众而言,双生子佯谬更是令人困惑,直至今日,网上仍有人借此试图“推翻”狭义相对论。那么,前文所述的“双生子佯谬”为何不应成为问题。答案其实很简单,狭义相对论的前提是各惯性系平等。
解读“双生子佯谬”,一点也不违反爱因斯坦的相对论!
1、而兄长的太空旅行不可避免地涉及加速和减速过程,因此他与弟弟之间不再属于惯性系平等之关系。既然问题中包含了非惯性系,那么得出“双方互相看着对方,都觉得对方比自己年轻”的结论自然就不可能。言外之意,若过程中两人始终处于惯性系不变,则上述结论方可成立,然而,许多人对此解释并不满意。
2、实际上上文就是对双生子佯谬的阐释,但他们认为由于运动的相对性,在兄长眼中,弟弟同样构成一个非惯性系,亦经历着加速和减速。对那些不太熟悉相对论的人而言,这一反驳似乎颇具说服力,仿佛问题又回到了原点,成了一个无解的矛盾。
3、但实际上,这只是从牛顿力学角度出发的误解。此处所谓的对等加速度,其实仅限于三维空间的加速度。
4、换言之,兄长认为弟弟有加速度,但这只是种错觉,因为对弟弟本人而言,他并未感受到任何类似“推背感”的体验,为避免误解,你可以想象弟弟身处太空中,或忽略地球质量,以免对广义相对论中等效原理的误解造成不信任,而弟弟认为兄长有加速度,却是实实在在的,因此兄长清晰地意识到自己正处在一个加速飞行的器具中。加速度的问题得到解决,那么是否所有的疑问都已消散。事实并非如此。
5、尽管到目前为止,我们似乎给出了问题的定性答案:兄长比弟弟年轻。但许多人对于这一答案的来源却产生了误解,他们将加速度与广义相对论中的等效原理联系起来。而关于等效原理,一个通俗的解释是:加速度与引力场效果相当。