狭义相对论的问题
爱因斯坦说，快速运动的空间尺子会缩短，所用的数学公式是洛仑兹变换，那么时间变慢，用的是什么数学数学公式来转换的呢？如果没有，仅仅是定性地说时间变慢，那么这样的空间转换就不完整了，因此我要问的问题是：有没有具体的数学公式来表示时间变慢和空间运动速度之间的具体关系呢？ 展开
说高速运动的系统上时间会变慢只是形象的表达相对的时间关系，并不是完全从理论上的表达。
我们知道用放大镜看物体时看到的是放大了的影像，但是我们经常说物体被放大了。其实物体还是那么大，只是看上去大了。相对看到的现象而言，反而应该说物体变小了。
我们在用放大镜观察物体时可以一会用放大镜一会不用，可以互相对比。但是我们观测遥远的天体时我们无法一会用光一会不用光。我们只有一种文式来观察。因此“真实”情况就只能靠计算来得知了。
从洛伦兹变换的推导以及我们日常的经验和常识可知，事实上无论速度多快，那是对方的事，我们的时间和长度都不会受影响。比如不会因为我们旁边有飞机飞过而改变我们的时间和长度。
我们看一个非常简单的例子：
一个人坐在路边椅子上看书：
相对椅子他的速度是0，
相对路上的行人他的速度可能是1.3米/秒
相对路上的汽车他的速度可能是13米/秒
相对天上的飞机他的速度可能是130米/秒
相对飞行的炮弹他的速度可能是1300米/秒
相对太空的飞船他的速度可能是13000米/秒
相对掠过的流星他的速度可能是130000米/秒
……
事实上他有无穷多种速度，要是他的时间会随速度改变，那他应该如何变？听谁的？
相对观测者来说，因为速度的原因造成了观测结果的偏差，也就是说高速运动的系统观测我们的时间会变快。同样的，我们观测到的高速运动的系统上的时间也会变快。相观于我们的观测结果而言，是对方的时间要比观测结果慢。
在讨论相对论问题时一定要有清淅的概念，正确的理解各种结论的真实意义。
当然有的时候一些表达是带有习惯性的表达，不过不要因为表达的方式而改变了概念。
比如我们常说物体被放大了，不要以为真的是物体变大了。这只是我们看到的现象。
同样的，说时间变慢了也不是说真的时间变慢了，而是时间变得比观测结果慢，事实上是观测结果变快。
上面是洛伦兹变换的推导模型：
一光子钟上的光子在AB间往复运动（相当于钟摆），A相对O以速度v运动，在A与O重合时刚好光子由A射向B，在A看来，光子的路程是ct' ，在O看来光子的路程是 ct ，并且在t 时间内A移动了vt 的距离。
根据勾股定理得知三个长度的关系是(ct')²＋(vt)²＝(ct)²
解出t'来就得到：t'＝t√(1－v²/c²)
解出t 来就得到：t＝t'/√(1－v²/c²)
单从公式上看，好像是只要速度＞0，t'＜t。但是造成别忘了速度是相对的，我看你的速度是v，你看我的速度一定也是v。那该谁的时间变呢？
显然，从模型图上看就发现，无论速度v是多少，对ct' 都不会有任何影响。
对于A来说，自己是静止的，是O在以速度v向右移动，O的运动快慢与A有什么关系呢？
就像前面看书的人，有没有飞机飞过关他什么事？
另外感觉应该纠正一下，高速运动的系统上时间会变慢并不是爱因斯坦首先说出来的，而是他的理论发表后人们提出的指责中的一条，“天啊，简直不敢相信，高速运动的物体上的时间竟然变慢了！”，后来爱因斯坦说：要是以观测的结果为标准，可以这么说。再后来爱因斯坦又说，我们发音只能以我们的观测结果为唯一的依据，因此我们必须承认观测结果是真实的。这样就变成了爱因斯坦也认可了上面的说法。
此外双生子悖论的成因就是因为这种说法混淆了真实时间与观测结果的真实关系所引起的。
我们观测遥远的天体时我们无法一会用光一会不用光。我们只有一种文式来观察。因此“真实”情况就只能靠计算来得知了。
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不错我们观测遥远的天体时只能用光线，可是爱因斯坦说什么所谓同时指的是同时接收到两个事件的光线是同时，照这种说法当我们看到数千光年的星云爆炸和眼前有人打开电灯所发出的光线时，能够说它们是同时发生的吗？
这就是看站在什么角度上说了。
相对论中的基本思路是一切以观察到的现象为准。即不论事实是什么，看到是什么就是什么。
唯一与这个思想相悖的表述就是对时间的表述，说“高速运动的系统时间变慢”。原因就是因为人们的固有思维总认为我们测量到的时间不变。与这个表述相对应的就是遥远的天体发的光以我们看到的时间为发生时间。
我们对比一下：t'＝t√(1－v²/c²)；m＝m0√(1－v²/c²)，t'是运动物体上的时间，m是运动物体的质量。同样的公式，同样是观测结果比实际值大，但对于时间就说是变慢（实际值变小）了，对于质量就说变大（实际值变小）了。对时间说的是实际值与观测值比，对质量说的是观测值与实际值比。
其实如果把表达规则统一起来，要么就说高速运动的物体的质量变小，要么就得说高速度运动的系统上的时间变快。不过反正意思理解了，怎么表达无所谓，公式不变就行了。这仅仅是习惯表述与数学表达之间的分歧。
我们明明知道高速运动的系统上的时间没变，但是还是习惯上说变慢了，我们明明知道质量没变还是说质量变大了，同样的，我们明明知道遥远天体发来的光是过去的，但还是说它是现在的，因为数学计算必须依据观测值，真实值是要计算的值。
比如我们必须真实的用某时某分某秒观测到的值来推算真实时间，如果我们因为明白那不是现在的事而不知道用什么时间作为基准，那就无法进行任何计算了。
因为相对论与经典物理学的参照物不同，所以在讨论相对论时经常会发生这类的表达矛盾。
就像我们在解题时可能会假设河水静止河岸移动，虽然心时明白这样的假设是正确的，但是还是会偶然说河水在流动一样。但是在解题过程中不能一会河水的速度是0一会又变成v。必须始终保证与前提一致。
相对论以光为参照速度，经典物理学以以太为参照系。光相对以太的速度恒定不变，但是不能像假设河水静止一样假设光静止，那样会让所有的研究对象带上一个初始的光速。因此只能设光速为一个恒定的值。
以光速不变为前提那就必须始终坚持光速恒定不变，不能有的时候会变有的时候不变。虽然表达时会偶尔站在另外的角度，但是只要的计算时不会变就行了。
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1905年10月，德国《物理年鉴》杂志刊登了一篇《关于运动物体的电动力学》的论文，它宣告了狭义相对论假说的问世。正是这篇看似很普通的论文，建立了全新的时空观念，并向明显简单的同时性观念提出了挑战。我们知道由爱因斯坦狭义相对论可以得出运动的物体存在时间膨胀效应。在1911年4月波隆哲学大会上，法国物理学家P．朗之万用双生子实验来质疑狭义相对论的时间膨胀效应，设想的实验是这样的：一对双胞胎，一个留在地球上，另一个乘坐火箭到太空旅行。飞行速度接近光速，在太空旅行的双胞胎中的一人回到地球时只不过两岁，而他的兄弟早已死去了，因为地球上已经过了200年了。
这就是著名的双生子佯谬。
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