从逻辑上看,这佯谬并不存在,因为天、|4 地两个参考系的确不对称的。从原则上讲, “地”可以是一个惯性参考系,而“天”却不 能。否则它将一去不复返,兄弟永别了,谁也 不再有机会直接看到对方的年龄。“天”之所 以能返回,必有加速度,这就超出狭义相对论 的理论范围,需要用广义相对论去讨论 广义相对论对上述被看作“佯谬”的效应 是肯定的,认为这种现象能够发生。 用仪器模拟的“孪生子”实验已成为可能 1971年完成了两完全相同的铯原子钟分别向东 和向西绕地球一周的实验
从逻辑上看，这佯谬并不存在，因为天、 地两个参考系的确不对称的。从原则上讲， “地”可以是一个惯性参考系，而“ 天”却不 能。否则它将一去不复返，兄弟永别了，谁也 不再有机会直接看到对方的年龄。“ 天”之所 以能返回，必有加速度，这就超出狭义相对论 的理论范围，需要用广义相对论去讨论。 广义相对论对上述被看作“佯谬”的效应 是肯定的，认为这种现象能够发生。 用仪器模拟的“孪生子”实验已成为可能。 1971 年完成了两完全相同的铯原子钟分别向东 和向西绕地球一周的实验
(1)长度收缩效应 设想“爱因斯坦火车”以097c=29万 公里秒的速度驶过一座长L=580万公里的大 桥。火车从桥的一端驶至另一端时,用置于 桥两端的两只预先对准了的钟来测量,测得 所花费的时间tL=20秒。但用火车上乘客 携带的钟来测量,桥的一端和另一端分别经 过他身边的时间间隔是 =5秒钟。这两个 时间数值的测量与上述反光实验中的时间测 量相雷同。故而在乘客看来,大桥长 L=v145万公里。这种现象称为长度收缩 效应,俗称“动尺变短” 影视资料片:长度收缩
(1) 长度收缩效应 设想“爱因斯坦火车”以v=0.97c =29万 公里/秒的速度驶过一座长L=580万公里的大 桥。火车从桥的一端驶至另一端时，用置于 桥两端的两只预先对准了的钟来测量，测得 所花费的时间t=L/v=20秒。但用火车上乘客 携带的钟来测量，桥的一端和另一端分别经 过他身边的时间间隔是 =5秒钟。这两个 时间数值的测量与上述反光实验中的时间测 量 相 雷 同 。 故 而 在 乘 客 看 来 ， 大桥长 L=V•=145万公里。这种现象称为长度收缩 效应，俗称“动尺变短” 。 影视资料片：长度收缩 t 1 =
本征时间:在静止参考系中测量到的时间 本征长度:在静止参考系测得的物体长度 时间膨胀和长度收缩这两种效应反映了时 空的相对性。 地面参考系里的观察者以为火车上的钟走 慢了;反之,火车乘客以为地面的钟走慢了 同样,乘客以为大桥缩短了,与地面观察 者以为火车缩短了的结论是一样的。 “动尺”总是缩短,“动钟”总是变慢 本征时间和本征长度具有绝对意义
本征时间：在静止参考系中测量到的时间。 本征长度：在静止参考系测得的物体长度。 时间膨胀和长度收缩这两种效应反映了时 空的相对性。 地面参考系里的观察者以为火车上的钟走 慢了；反之，火车乘客以为地面的钟走慢了。 同样，乘客以为大桥缩短了，与地面观察 者以为火车缩短了的结论是一样的。 “动尺”总是缩短， “动钟”总是变慢； 本征时间和本征长度具有绝对意义
(3)同时性的相对性 时间膨胀和长度收缩这两种效应的起因, 其实就在于同时概念的相对性;效应及其起因 都可由洛伦兹变换给出定量的解释 此外,用洛伦兹变换还可说明,具有因果 关系的两个事件的先后次序不可能倒转,总是 因先果后;此即意指时空虽然可变,但相对论 并不违背因果性原理。 影视资料片:相对论、同时的相对性 爱因斯坦录像、爱因斯坦大脑
(3) 同时性的相对性 时间膨胀和长度收缩这两种效应的起因， 其实就在于同时概念的相对性；效应及其起因 都可由洛伦兹变换给出定量的解释。 此外，用洛伦兹变换还可说明，具有因果 关系的两个事件的先后次序不可能倒转，总是 因先果后；此即意指时空虽然可变，但相对论 并不违背因果性原理。 影视资料片： 相对论、同时的相对性、 爱因斯坦录像、爱因斯坦大脑
四维时空空间 1907年,德国数学家闵可夫斯基引入四维 时空空间,使时间和空间结合成一个统一体; 在这个四维空间中建立坐标系,当然有四根相 互正交的坐标轴,三根是空间坐标轴,一根是 时间坐标轴。 爱因斯坦指出:“……世界是一个四维时 空连续区,是最平凡不过的说法。…因为物 理现象的世界是由各个事件组成的,而每个事 件又是由四个数来描述的,这四个数就是三个 空间坐标xz和一个时间坐标t
四维时空空间 1907年，德国数学家闵可夫斯基引入四维 时空空间，使时间和空间结合成一个统一体； 在这个四维空间中建立坐标系，当然有四根相 互正交的坐标轴，三根是空间坐标轴，一根是 时间坐标轴。 爱因斯坦指出：“……世界是一个四维时 空连续区，是最平凡不过的说法。……因为物 理现象的世界是由各个事件组成的，而每个事 件又是由四个数来描述的，这四个数就是三个 空间坐标 x,y,z 和一个时间坐标 t ”