有這樣一個(gè)問(wèn)題，它是愛(ài)因斯坦相對(duì)論的最大的敵人，困擾了無(wú)數(shù)科學(xué)家。

這個(gè)問(wèn)題就是物理學(xué)界最著名的雙生子佯謬，一對(duì)孿生兄弟的時(shí)間旅行。

時(shí)空旅行

這個(gè)問(wèn)題充分說(shuō)明了參考系的重要性，從而激發(fā)了更多物理理論的完善。

那么，雙生子佯謬究竟在當(dāng)年掀起了怎么樣的風(fēng)暴？

時(shí)空隧道

為什么坐火車看見(jiàn)窗外的景色在向后退？

我們站在地面上一動(dòng)不動(dòng)，其實(shí)一天運(yùn)動(dòng)了8萬(wàn)里，為什么手機(jī)上顯示不出來(lái)？

這一切的現(xiàn)象都來(lái)自于參考系的選擇，這個(gè)世界上不存在絕對(duì)的靜止，任何物質(zhì)都是在運(yùn)動(dòng)的。

那么，既然參考系選得不同，是不是說(shuō)明宇宙中存在不同的時(shí)間系統(tǒng)呢？

早在古代的傳說(shuō)中就有天上一天，地上一年的說(shuō)法。

很長(zhǎng)一段時(shí)間，人們都當(dāng)這個(gè)是假象，并不存在。

傳說(shuō)中的天庭“天上一天，地上一年”

然而在1905年，一個(gè)叫愛(ài)因斯坦的人表示，真的存在“天上一天，地上一年”的情況。

假如神仙們每天都在以光速在天上飛來(lái)飛去，那么他們的一天就相當(dāng)于正常情況下的一年。

這就是根據(jù)他的狹義相對(duì)論而產(chǎn)生的鐘慢效應(yīng)，即一個(gè)物體的速度越快，所感受到的時(shí)間流逝就會(huì)越慢。

此外，狹義相對(duì)論還誕生了時(shí)間膨脹，即質(zhì)量越大的物體它周圍空間的時(shí)間流逝也會(huì)變慢。

我們可以理解為，天庭的質(zhì)量非常大，超過(guò)了凡間，而且神仙們的運(yùn)動(dòng)速度都在光速以上。

神仙們以光速飛行

所以，他們的一天時(shí)間等于普通人的一年。

放眼宇宙，符合這樣條件的地方只有一個(gè)，那就是黑洞。

敢情搞了半天，神仙們住的地方是黑洞？頓時(shí)對(duì)神仙的住所沒(méi)有多大的向往了。

然而，站在神仙的角度來(lái)看人間，就有點(diǎn)像坐火車，人間與他們的飛行方向相反，且速度也是光速，只不過(guò)方向是反的。

宇宙中的黑洞

這樣看下來(lái)，神仙不可能感受到人間的一年，以他們?yōu)閰⒖枷?，人間才是那個(gè)“天庭”。

甚至于，神仙本身相對(duì)于天庭來(lái)說(shuō)是靜止的，人間相對(duì)于它們反而是光速運(yùn)動(dòng)的。

神仙看到的人間，時(shí)間也變慢了。

這聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)匪夷所思，因?yàn)榘凑瘴覀円话闳说南敕ǎ裣蓵?huì)覺(jué)得人間過(guò)得很快，他們吃個(gè)飯的時(shí)間，人間的一對(duì)新人就已經(jīng)走完了結(jié)婚生孩子的一條龍。

或許這就是物理的奇妙之處，總是讓人顛覆世界。

包括愛(ài)因斯坦本人的相對(duì)論，也被人用相似的理論質(zhì)疑過(guò)。

人類發(fā)射的飛行器

雙生子佯謬

1911年，朗之萬(wàn)提出了著名的雙生子佯謬，這位法國(guó)來(lái)的物理學(xué)家質(zhì)疑愛(ài)因斯坦在6年前發(fā)表的狹義相對(duì)論。

他假設(shè)一對(duì)孿生兄弟熊大和熊二，熊大坐上飛船離開(kāi)地球，先通過(guò)加速讓飛船達(dá)到光速，之后進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)。

航程過(guò)半掉頭，以光速返回地球，在距離地球有一定距離的時(shí)候減速，最后降落在地面與熊二匯合。

熊二則留在地球上等待哥哥，等熊大在飛行一年之后回來(lái)，發(fā)現(xiàn)熊二已經(jīng)老了。

雙生子詳謬

乍一看這個(gè)假設(shè)是在對(duì)愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論進(jìn)行注解，然而郎之萬(wàn)說(shuō)到，整件事情可以換一個(gè)角度去看待。

對(duì)于參加飛行的熊大來(lái)說(shuō)，他對(duì)于飛船來(lái)說(shuō)是靜止的，在他看來(lái)，自己的兄弟熊二，是在朝相反的反向運(yùn)動(dòng)。

熊大除了剛開(kāi)始的加速和最后的加速，其他時(shí)候都在以光速勻速直線運(yùn)動(dòng)。

發(fā)生的過(guò)程

在熊大的眼里，熊二才是光速飛行的那個(gè)，他自己是靜止的那個(gè)。

那么，熊二就會(huì)在熊大的眼里會(huì)發(fā)生和之前描述一樣的情況，在會(huì)面的時(shí)候，老的那個(gè)是熊大。

這就產(chǎn)生了一個(gè)說(shuō)不清的問(wèn)題，這兩兄弟，到底誰(shuí)老了？

熊大下飛船的時(shí)候會(huì)覺(jué)得熊二比他年輕，自己老了；熊二見(jiàn)到哥哥的時(shí)候，會(huì)覺(jué)得哥哥更年輕了。

由于無(wú)法證明究竟是誰(shuí)年輕了，誰(shuí)老了，所以才叫做雙生子佯謬。

由此可見(jiàn)，當(dāng)尋找的參照物不同，這個(gè)時(shí)間系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)完全相反的情況。

詳謬的解釋

那么這個(gè)雙生子詳謬真的能證明愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論有錯(cuò)嗎？

其實(shí)愛(ài)因斯坦在創(chuàng)立相對(duì)論的時(shí)候就考慮過(guò)這個(gè)問(wèn)題。

熊大經(jīng)歷了加速、減速的階段，是變加速運(yùn)動(dòng)參考系，而地球則近似于慣性系。

不同參考系比較本身就沒(méi)有意義，如果要辨別誰(shuí)更年輕，那么需要將兩兄弟放入同一個(gè)參考系。

不同空間的地球

熊大有加速、勻速和減速三個(gè)階段，他的世界線是兩點(diǎn)之間一條曲線。

熊二只有靜止，那么他的世界線是兩點(diǎn)之間一條直線。

看起來(lái)熊大的世界線更長(zhǎng)，這樣他的年齡會(huì)更大，可是此刻兩者在一個(gè)參考系，會(huì)出現(xiàn)“非歐體系”，即一切歐幾里得的空間世界將不復(fù)存在，出現(xiàn)兩點(diǎn)之間線段最大的情況。

最終熊大還是要年輕于自己的弟弟熊二。

雙生子的時(shí)間線

愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論并不適用于宏觀情況下，因?yàn)榇蟛糠治矬w在宏觀中的質(zhì)量、速度都沒(méi)有達(dá)到時(shí)間膨脹的程度。

也就是說(shuō)，只有在太空中存在時(shí)間膨脹、鐘慢效應(yīng)等。

1971年，人類試圖復(fù)刻雙生子詳謬，于是科學(xué)家用四臺(tái)銫原子鐘參與了實(shí)驗(yàn)。

他們將其中一臺(tái)放在天文館，剩下的原子鐘參與環(huán)球飛行，分別向東和向西。

銫原子鐘

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，向東的銫原子鐘與停留在原地的銫原子鐘之間相差了59納秒。

而向西那個(gè)更離譜，出現(xiàn)了273納秒的時(shí)差。

最后的結(jié)果沒(méi)有證明雙生子詳謬，也無(wú)法證明狹義相對(duì)論，只能證明宏觀的時(shí)間，不會(huì)發(fā)生這兩種情況。

因此，雙生子詳謬最終只能被稱為“詳謬”，而不是“悖論”。

只能說(shuō)，運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)有太多了，我們很多人被地球的慣性系束縛了思維，無(wú)法想象這之外的運(yùn)動(dòng)。

慣性系只是其中的一種，在宇宙中的運(yùn)動(dòng)多種多樣。

宇宙的運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)比我們想象的多

如果雙生子詳謬照進(jìn)現(xiàn)實(shí)

如果一定要追究雙生子詳謬，可能很多電視劇都沒(méi)辦法演下去。

達(dá)到光速就可以進(jìn)入時(shí)空隧道，進(jìn)行穿越時(shí)空或者時(shí)空旅行。

按照影視劇上的說(shuō)法，主角穿越回來(lái)后，似乎一切都沒(méi)有發(fā)生改變，他或者她在過(guò)去很長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)歷，在現(xiàn)實(shí)中只是在醫(yī)院里昏迷了一陣子。

那么回來(lái)的主角到底是老了，還是更年輕了？

影視劇里的時(shí)空隧道

大部分影視劇里都是維持原樣，沒(méi)有老也沒(méi)有年輕。因?yàn)槿绻且m結(jié)年齡，電視劇恐怕就會(huì)變成科幻片，最后引發(fā)劇烈的討論。

只不過(guò)討論的焦點(diǎn)不是電視劇本身的內(nèi)容，而是這個(gè)編劇的物理水平。

未來(lái)，如果人類突破光速旅行實(shí)現(xiàn)星際自由穿梭，那么宇宙很有可能不是我們現(xiàn)在看到的這個(gè)樣子，更不是我們能夠預(yù)測(cè)到的。

只能說(shuō)，愛(ài)因斯坦的理論太過(guò)于超前，還沒(méi)有任何實(shí)質(zhì)性的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證他的學(xué)說(shuō)。

科學(xué)巨匠愛(ài)因斯坦

他的相對(duì)論也是唯一沒(méi)有實(shí)驗(yàn)作為依據(jù)的結(jié)論。

以至于很多人認(rèn)為愛(ài)因斯坦是外星人，他的思維不是地球人能理解的，這些相對(duì)論，或許是外星人借愛(ài)因斯坦之口幫助人類提高文明的level，早日與宇宙文明接軌。

物理學(xué)界一直認(rèn)為，沒(méi)有愛(ài)因斯坦人類會(huì)落后至少50年，可想而知他的巨大作用，稱呼他為“文明巨匠”都可以。

人類的科技

人類可以用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證愛(ài)因斯坦的學(xué)說(shuō)之時(shí)，就是人類文明實(shí)現(xiàn)突破之際。

來(lái)源：宇宙解碼