Question

运动的相对性相对论的谬论

当你相对于一个不动的人以接近光速奔跑，根据相对论你的时间会变慢，别人的时间会过得快。
疑问就在这里，因为根据相对论，那个不动的人又以接近光速离开你，那么他得到的效果就跟你一样，
可以详细解释一下？
请大家看看下面的讨论才回答，我希望对大家有启发

Answer 1

这个问题问得很好！
狭义相对论建立在如下的两个基本公设上：

1．物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式。

2．在所有的惯性系中，光在真空中的传播速度中具有相同的值C。

第一个叫做爱因斯坦相对性原理。它是说：如果坐标系K'相对于坐标系K作匀速运动而没有转动，则相对于这两个坐标系所做的任何物理实验，都不可能区分哪个是坐标系K，哪个是坐标系K′。

第二个原理叫光速不变原理，它是说光（在真空中）的速度c是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度。
狭义相对论原本的前提是建立在两个相对匀速运动的参考系之间的。
在匀速运动阶段，你说得非常正确，相对于两人来讲，对方的时间都是慢了。但是变速过程被你忽略了！
要比较两人最终的时间快慢，总要碰面才能比较吧？
要碰面的话，就涉及到一个加速、接近光速运行、减速掉头、回来减速停止的一个过程吧？
以静止的那个人的参考系来看，运动的那个人从出去到回来，整个变速和匀速的运动过程中，运动者始终是动钟，运动者的时间慢，比较好理解。
如果以运动者为静止参考系来看的话，在来回两个中间匀速过程中，与前者是一样的状况，也就是对方是动钟，走得慢。
但是，关键就在于调头。这是引起两者不平衡的关键！！！
以运动者为静止参考系来看的话，假设运动者是静止的，而运动者的调头则可以看作为静止者从运动者屁股后很远的地方突然以“超超光速”跑到运动者的前面很远的地方了。（这里，现实中运动者的速度方向为头，反之为屁股方向）
当然，所谓的超光速是不可能的，它最终反映为两者时间进度的急剧不平衡。而仅此一点，是反向不存在的！！！哈哈哈！
通俗点讲，对运动者而言，静止者确实一开始时间是变慢的，直到匀速运动到调头时，在调头的一瞬间，静止者的时间急剧变快，快到把来回过程中变慢的部分都抵消掉还不止，等他回头跑回去的过程中，静止者的时间又变慢了。
但是，前面说了，来回过程中的慢，都抵不上回头那一瞬间的快。
由此，可见，等到运动者回到静止者的身边，静止者可能都已经老了。而不同参考系得出的结论是一样的！
这个问题搞了我一夜啊！后来终于被我查到了“双生子佯谬”才弄明白。
我只是以比较肤浅的方式表达了一下，真正的数学推导还是比较复杂的。不过从闵氏空间的角度来看的话，应该比较容易理解。
同时，谢谢你，让我也学到了很多！

追问

我觉得即使是不碰面他也有方法知道所比较老，世界上的通讯技术是很发达的。
信息是通过以接近光速的速度（严格上是这样说）传到你哪里，让你比较
现在是讨论的关键是是否可以用两个参考系来看待这个问题，
如果可以的话就是有两个答案，否则
是否要打破相对性来讨论这个问题

追答

我所说的两个参考系的结果是一样的，并不代表结果正好对称相反，而是指采用两个甚至任意参考系来计算的话，结果都是运动者的时间变慢，当然，前提是运动者要回来。如果假设条件只设定了两者相互远离，那么两者的时间将没有可比性，如果一定要比较的话，那么，他们看对方都是变慢了。
这并不打破相对论原理。
具体计算，可以参考“双生子佯谬”，在百度中查一下就可以了。那上面有数学推导公式，来证明这种情况下，时间的变化仍然遵守相对论原理。理解起来可能需要花点功夫。我琢磨了一整夜呢！

追问

我觉得我不能就此罢休--不好意思我看了资料说在不计引力的情况下，因为飞船有加速返回过程所以地球上的人更老但是难道我不能在返回时，把飞船看做静止，地球做相对于飞船的加速运动，那效果是飞船的人更老，为什么？

追答

你看过了“双生子佯谬”了吗？

追问

首先我都看过了，而且想了两天
第二请你看楼下的回答来思考一下
再者任何研究都是从幼稚的问题启发而来的（我承认我幼稚）但我不无知
我只想弄懂问题而已

Answer 2

这个命题叫做“双生子佯谬”。因为你相对于一个不动的人以接近光速奔跑，是需要从静止加速到接近光速，时间发生了延缓，而不动的人没有加速过程，所以不会发生时间延缓。这需要广义相对论来解释。可以参考双生子佯谬_百度百科

追问

可以说一下吗？谢谢

追答

因为飞船有加速返回过程所以地球上的人更老但是难道我不能在返回时，把飞船看做静止，地球做相对于飞船的加速运动，那效果是飞船的人更老，为什么？
--------因为飞船是加速的非惯性系不能和惯性系地球互换，举个例子，你坐在车上，车加速向前时，是非惯性系，你会受到非惯性力的作用，向后靠；同理急刹车时，会向前冲。而在地面惯性系中的路边行人不会受到这些力的作用，既不会向前冲，也不会向后靠。所以不能把车非惯性系和地面惯性系对调。

追问

请你慢慢研究http://www.docin.com/p-547957761.html
一切参考系都是等效的
飞船的参考系是S是非惯性系
地球的参考系是S1是惯性系
为什么不可以对调

追答

请你慢慢研究广义相对论"一切参考系都是等效的"真正的含义，不要看字面意思乱用。真实含义是非惯性系等效于引力场中的惯性系。

Answer 3

以前的回答http://zhidao.baidu.com/question/360105333.html?oldq=1
还有下面的评论，我加了点东西

追问

可以归纳一下吗，小弟有点笨，最好通俗一点

追答

1 双方互相看对方时间变慢并不会直接产生逻辑矛盾。可以类比一下空间，两个相对运动的人互相看对方，都是自己静止，而别人在运动，这本身不会造成矛盾。换成时间的例子，两个人近光速远离，然后互相用光讯号联系，即使在牛顿力学下，得到的结果也是，比如A60岁时接收到B40岁发出的信号，反过来B60岁时接收到的讯息看见的A也是40岁，在狭义相对论里只不过变成大家看对方都是30岁而已。觉得这样就会产生矛盾只是因为绝对时间的经验，因为这样就存在在某个给定的绝对时刻，两个人到底有多大的问题，但如果你抛弃存在这样一个绝对时间的概念，这里就没有直接的逻辑问题。而真正有问题的是，当两人碰面时，到底哪个更老。
2 在狭义相对论中钟慢尺缩公式可以直接应用的只有在两个惯性参照系之间，而且只是最基本的洛仑兹变换的特例。而两人如果经历了一个互相远离又靠近的过程，则其中必然至少有一个不能作为惯性系看待，而直接套用钟慢尺缩公式。但在狭义相对论中要解释这个变化，只能从参照系角度看，在比如飞船掉头的一瞬间，从飞船上的人来看，可以看作他在瞬间变动了惯性系，在他看来的地球那方面在这瞬间时间飞逝（这是直接由洛仑兹变换而非钟慢尺缩来的），最终回到地球时地球上的人会老。在狭义相对论里也就只能解释到这样了，但是这里告诉你不存在悖论，无论你从哪方面作为参考，最后两人碰面时的年龄都是确定的，不存在其他解。
3 在广义相对论里，可以将两人对等的考虑，此时飞船上的人在加减速过程中等效于受到一个强引力长，而在强引力场中时间会变慢，对地球上的人来说则没有这回事，因此最终结论依然是当两人碰头时地球上的人更老。

追问

我觉得我不能就此罢休--不好意思
我看了资料说在不计引力的情况下，因为飞船有加速返回过程所以地球上的人更老
但是难道我不能在返回时，把飞船看做静止，地球做相对于飞船的加速运动，
那效果是飞船的人更老，为什么？

追答

不能，简单说就是因为这两个参照系对于其他物体的运动描述是不一样的。你也可以认为，这和宇宙中其他物体的运动有关。你如果只看他们两个似乎是一样的，但考虑整个宇宙就不一样了。

在惯性系中，一个不受力的粒子将做匀速直线运动，各种物体运动规律也很“简单”。对地球上的人来说，他将看到，宇宙中其他的物体的运动始终很“简单”。而对于飞船上的人来说，在掉头那瞬间，他将看到宇宙中其他事物运动变得很“异常”。所以后者你可以认为当时受一个强引力场而前者不行。

追问

首先先感谢一下你
接着我要说加速场和引力场等价
所以我看做飞船是静止的，地球在加速远动，引力场在增大
效果也是等效的，地球人看宇宙也很异常啊

追答

是你对其他物体的描述，这个不会因为你认为哪个处在引力场而有变化，而是客观存在的。
比如在地球上的人来看，他会始终看到A星云以速度v1远离，B星云以速度v2远离....而 A星云和B星云可能在完全反方向八竿子打不着的地方
而对飞船上的来说，在掉头前，他会始终看到A星云速度u1,B星云速度u2...然后在掉头瞬间，他会突然发现A星云速度变成u1‘，B星云速度变成了u2'...他能看见的宇宙中其他“所有”物体突然在没受外力的情况下运动方式发生了改变，更进一步的说，u1和u1'，u2和u2..'会满足同样的函数关系。而对于地球上的人来说，他就只会看到某艘飞船在那时候运动发生了变化，而日月星辰的运动和以前完全一样。
所谓加速度和引力场等效，这只是广义相对论用来解释这个问题的一个通俗说法，稍微说清楚一点，这里的加速度是指的”和宇宙中大部分物体之间的加速度“而不是”地球和飞船之间的加速度“。
另外，所谓惯性系和非惯性系等价，是在下面这个意义上的：在牛顿力学或狭义相对论中，力学规律（比如F=ma）只在惯性系成立，对于非惯性系里，力学规律的描述只能从某个惯性系变换过来而不具备基本意义；而在广义相对论中，没有惯性系一说（但还是有某些参照系会接近惯性系），在任何一个参照系中都可以根据测量(比如上面的例子里对星云A,B的观测)，给出适合于该参照系的力学规律，任何一个参照系中的力学规律都是同样“基本”或同样“不基本”的，在这个意义上所有参照系等价，但不代表所有参照系中的结果可以机械照搬。比如这里正因为两个参照系对星云A,B的测量结果不一样，所以这两个参照系适用的力学规律形式并不一样，结果自然也就不能照搬。楼上对惯性系和非惯性系的解说没有问题。

追问

通过你帮我解说，我终于明白了，真心谢谢，接下来我的追问你只要在评价里面回答就可以了
（不想你消耗5财富值）
在飞船离开地球加速的一瞬间他会突然发现A星云速度变成u1‘，B星云速度变成了u2'...
也就是说他从加速到匀速，他将看到宇宙中其他事物运动变得很“异常”
这就是说，你只要加速不返回同样会产生：他将看到宇宙中其他事物运动变得很“异常”这个效果，所以说他不返回一样看到地球人比他老

追答

是的，但是这种说法本质上还是有绝对时间的意味在里面。回到最开始的那个情况，两个人互相用光信号联系，比如说匀速运动情况下，两人互相在60岁时接收到对方30岁发出的信号，在飞船加速运动的情况下，就会变成，地球上的人在60岁时收到对方30岁的信号，而飞船上的人将在比如50岁时就收到地球上的人30岁的信号，如果不返回的情况下只有这个事实是不变的，而问当飞船上的人50岁时地球上的人到底多少岁这件事严格说并没有意义。

Answer 4

就是这山望着那山高。