愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論徹底改變了人類(lèi)對(duì)時(shí)空的傳統(tǒng)認(rèn)知,它告訴我們,時(shí)空并不是絕對(duì)不變的,而是相對(duì)的。狹義相對(duì)論中有一個(gè)著名的效應(yīng)“時(shí)間膨脹效應(yīng)”(鐘慢效應(yīng)),強(qiáng)調(diào)速度越快,時(shí)間就越慢。
不過(guò),對(duì)于時(shí)間膨脹效應(yīng),很多人并不能真正體會(huì)到時(shí)間到底如何膨脹了,因此會(huì)陷入“僅從字面去理解時(shí)間膨脹”的尷尬局面。
首先,任何飛船都不可能達(dá)到光速的,狹義相對(duì)論早就表明了這點(diǎn):靜質(zhì)量不為零的物體都不可能達(dá)到或者超越光速。有一個(gè)公式很明顯說(shuō)明了這一點(diǎn),質(zhì)增公式:
其中m0代表物體的靜質(zhì)量。從公式中可以看出,當(dāng)物體的速度V無(wú)限接近光速時(shí),公式中的分母就越接近0,m就會(huì)變得無(wú)限大,以至于我們需要無(wú)限多的能量才能驅(qū)動(dòng)物體繼續(xù)加速,整個(gè)宇宙的能量都不夠用,這顯然是不可能的。
那么,既然不能光速飛行,這里就假設(shè)非常接近光速的情況。
當(dāng)飛船的速度非常接近光速時(shí),對(duì)于地球上的我們來(lái)講,飛船上的時(shí)間確實(shí)變慢了,速度越快,飛船上的時(shí)間就越慢。
在我們眼里,飛船上的一切動(dòng)作都是慢動(dòng)作,就像電影中的慢動(dòng)作回放那樣。平時(shí)我們打個(gè)噴嚏也就3秒鐘左右時(shí)間,但飛船上的人打個(gè)噴嚏可能需要幾分鐘甚至更長(zhǎng)時(shí)間(取決于飛船到底有多接近光速)。
但是飛船里的人并不會(huì)覺(jué)得時(shí)間變慢了,他自我感覺(jué)打個(gè)噴嚏仍舊需要3秒鐘左右的時(shí)間。同時(shí),由于速度是相對(duì)的,在他看來(lái),地球上的我們的時(shí)間反而變慢了(到底誰(shuí)的時(shí)間變慢了呢?這里就牽扯到“雙生子佯謬”,結(jié)果就是飛船上的人時(shí)間變慢了(前提是飛船必須重返地球才能體現(xiàn)出來(lái)),至于為什么,之前的文章有講過(guò),這里不再詳述)。
這就是所謂的“時(shí)間膨脹效應(yīng)”。飛船上的人與地球上的人都觀測(cè)到對(duì)方的時(shí)間變慢了,這并不矛盾,因?yàn)樗麄兌际且宰约簽?span id="qlo5p11" class="wpcom_tag_link">參照系衡量對(duì)方的,不同的參照系沒(méi)有可比性,進(jìn)行對(duì)比的結(jié)果也沒(méi)有意義,雙方必須回到同一參照系進(jìn)行對(duì)比才有意義(也就是飛船必須回到地球的原因)。
所以說(shuō),所謂的時(shí)間靜止,其實(shí)是相對(duì)的,在不同的參照系之間進(jìn)行的對(duì)比。對(duì)于自身而言,自己的本征時(shí)間(自己感受到的時(shí)間)是沒(méi)有什么變化的。
具體來(lái)說(shuō),在地球上你能活80歲,在亞光速飛船上你也只能活80歲左右,飛船上的你時(shí)間變慢只是相對(duì)其他參照系而言(比如說(shuō)地球)。你可以通過(guò)地球上的人變老來(lái)襯托自己的年輕,比如說(shuō)駕駛亞光速飛船飛行一段時(shí)間后重返地球,你會(huì)發(fā)現(xiàn)地球上的人都變老了,對(duì)比之下,你就相當(dāng)于變年輕了!