相对论是错的吗?
虽然相对论早已成为现代物理学的基础之一,但反相的人还是大有人在。有人举了一个例子来反对相对论,既然相对说速度越快时间越慢,速度达到光速时间就停止,那么,光速飞船上受重伤的人岂不是可以一直活着?
可以肯定地说,反对相对论人的都是不理解相对论的。爱因斯坦创立相对论至今已逾百年,经受住了一系列的严苛测试,成为了现代物理学的基础之一。这么多智力超群的物理学家都没有反对的事情,真以为一个简单的例子就能颠覆相对论?
在上述的例子中,其实完全就是误解了相对论。首先,相对论根本就没有说光速飞船上的时间会停止。因为相对论禁止飞船的速度达到光速,不然的话,飞船需要无限多的能量。
其次,相对论所说的飞船速度越快,时间过得越慢,速度趋于光速时间趋于停止,这是静止参照系中的观察者所观测到的结果。飞船上的人根本不会觉得自己的时间变慢了,一切照常进行,他们也会正常衰老。如果在一艘接近光速运动的飞船上,有人受了重伤,结果也会是命不久矣。但在地面上的观察者看来,亚光速飞船上的时间变得很慢,那上面受重伤的人会在很久之后才丧生。因此,两个参照系中的事情不能混为一谈。
历史上,有一个反对相对论的著名佯谬——双生子佯谬,但最后被证明也是错误的。如果地球上有一对双胞胎兄弟,弟弟留在地球上,哥哥乘坐亚光速飞船飞向太空。由于时间膨胀效应,当哥哥回到地球上时,他的弟弟会变得比自己更老。但运动是相对的,对于飞船上的哥哥来说,在地球上的弟弟远离飞船而去,所以弟弟的时间会过得更慢。那么,究竟是谁的时间变慢了呢?
解释这种现象需要用到闵可夫斯基空间的世界线概念或者广义相对论,这里就不展开了。简单来说,飞船从离开地球到回到地球,需要加速、减速掉头、再加速、再减速,所以真正感受到惯性力的是飞船上的观察者,他们才经历了真正的加速,从而时间也就过得比地球上更慢。
爱因斯坦所举的一大堆时间,空间,速度之间的例子,是指在《相对论》这种逻辑思维下,来进行分析和计算。哪怕他举了100万个例子全部都是错的,相对论这个逻辑也不会错!