物理学 14-4狭义相对论的时空观 第五版 事实上,早在1905年爱因斯坦在他的第一篇关于相对 论的论文中,就已经阐明了飞船上的甲比地球上的乙年轻 的观点。遗憾的是,这一观点并未为同时代的物理学者所 普遍接受。近几十年来,随着相对论的理论和有关实验的 不断深入理解和探索,对所谓“孪生子佯谬”问题的认识 也已逐步趋于一致:“孪生子佯谬”并不存在,确切地说, 应该称为“孪生子效应”。理由如下: 1、根据狭义相对论对参考系的约定,甲不能给出乙比 甲年轻的结论。狭义相对论是关于惯性参考系的理论,甲 要回到出发点必须有变速运动过程,如果甲的飞船是作匀 速直线运动的惯性系,则不可能在回到出发点,它一定是 有去无回,若是转了一个圈子回来,相对乙的惯性系,甲 是在作变速运动,不是惯性系,狭义相对论的结论对甲不 适用,因而甲是得不出来乙比甲年轻的结论的。 第十四章相对论 16/46
第十四章 相对论 物理学 第五版 14-4 狭义相对论的时空观 16/46 事实上，早在1905年爱因斯坦在他的第一篇关于相对 论的论文中，就已经阐明了飞船上的甲比地球上的乙年轻 的观点。遗憾的是，这一观点并未为同时代的物理学者所 普遍接受。近几十年来，随着相对论的理论和有关实验的 不断深入理解和探索，对所谓“孪生子佯谬”问题的认识 也已逐步趋于一致：“孪生子佯谬”并不存在，确切地说， 应该称为“孪生子效应”。理由如下： 1、根据狭义相对论对参考系的约定，甲不能给出乙比 甲年轻的结论。狭义相对论是关于惯性参考系的理论，甲 要回到出发点必须有变速运动过程，如果甲的飞船是作匀 速直线运动的惯性系，则不可能在回到出发点，它一定是 有去无回，若是转了一个圈子回来，相对乙的惯性系，甲 是在作变速运动，不是惯性系，狭义相对论的结论对甲不 适用，因而甲是得不出来乙比甲年轻的结论的
物理学 14-4狭义相对论的时空观 第五版 2、根据狭义相对论的时间膨胀和同时的相对 性,可以得出甲比乙年轻的结论。设想一个甲相对 乙作变速运动的加速-匀速减速,然后反向加速 匀速再减速的过程,使甲最终与乙处于相同的 惯性系,可以进行比较。运用狹义相对论的时间膨 胀和同时的相对性,分析甲所经历的几个不同惯性 系,假定从一个惯性系进入另一个惯性系时的加速 过程极短,不难得出结论:不论是从甲来预测还是 从乙来预测,都是飞船上的甲要年轻些。根据广义 相对论,得出的结论相同。 综合上述讨论,可以得出结论总结为:谁相对 于整个宇宙作更多的变速运动,谁就更年轻,谁也 活得更长久。 第十四章相对论 17/46
第十四章 相对论 物理学 第五版 14-4 狭义相对论的时空观 17/46 2、根据狭义相对论的时间膨胀和同时的相对 性，可以得出甲比乙年轻的结论。设想一个甲相对 乙作变速运动的加速---匀速---减速，然后反向加速 ---匀速---再减速的过程，使甲最终与乙处于相同的 惯性系，可以进行比较。运用狭义相对论的时间膨 胀和同时的相对性，分析甲所经历的几个不同惯性 系，假定从一个惯性系进入另一个惯性系时的加速 过程极短，不难得出结论：不论是从甲来预测还是 从乙来预测，都是飞船上的甲要年轻些。根据广义 相对论，得出的结论相同。 综合上述讨论，可以得出结论总结为：谁相对 于整个宇宙作更多的变速运动，谁就更年轻，谁也 活得更长久