相對論關於速度和時間不對應的問題？

1樓：李德甲

運動導致時間變慢其實只是乙個數學的誤會，跟實際的物理沒關係。

最簡單的一點：時鐘度量的時間才是時間不是麼？這是時間的定義啊。

可時鐘度量出來是1，你用數學公式計算出來是2，就說時鐘變慢了，這不本末倒置麼?

這是根本的一點，先了解這點，下邊再來解釋，運動導致時間變慢這個說法是哪來的。

物理上，把時空視為類似地球表面的乙個幾何物件，每個事件作為這個幾何物件上的乙個點。乙個鐘錶從A運動到B，就對應這個幾何物件上的一條線。

然後很巧合的是，計算物理上的鐘錶時間變化，數學上完全類似計算地球表面的一條曲線長度，多像呢？看下邊2個數學式子：

所以，不管物理上的時間多麼複雜，數學上，就把時間當成曲線長度看就可以了。

但這裡有個點很關鍵：dx只是平面直角座標系的座標，積分才是曲線的長度。你願意的話，可以用極座標系，也可以用自己規定的任意座標系，結果都是可以的，dx只是乙個數學工具，積分出來的長度才是具有幾何意義的數值。

類似，dt並不是人們理解的時間，積分出來的那個才是普通人所理解的時間。這裡最麻煩的點，就是dt名字上也叫時間，這就糊塗了。

實際上，dt類似地球的經緯度座標，只是用來計算時間的乙個數學工具而已。

如果用直角座標系，容易知道任意曲線的長度定然大於等於橫座標x的變化數值。

類似，鐘錶時間的變化數值，定然是小於等於t座標的變化數值。

因為2類完全不同的時間都叫時間，最後很荒唐的結果就是：你的時間總比我的時間小，我的時間總比你的時間小。

其真實的內容是這個樣子：

按照愛因斯坦對時空座標系的選擇方案，我的t座標數值總比你的鐘錶數值大，你的t座標數值總比我的鐘錶數值大。

這裡核心的是2個點：

1、t僅僅是乙個數學座標罷了，名字上雖然叫時間，但這個時間沒有物理意義，僅僅是乙個類似經緯度座標的數值。

2、t即便作為數學工具，也僅僅是在愛因斯坦構造時空座標系這個意義下的。但前邊說了，直角座標系有無數種選擇，不用直角座標系還可以用極座標系，不用極座標系，還可以用各種你自己定義的座標系，不同的數值都是用來計算唯一的那個有真實意義的幾何物件的。

時空也不一定非得用愛因斯坦那個座標系的。

最後需要說一下的是，鐘錶的時間既然類似曲線的長度，那麼不同的鐘錶自然不會同步。就像兩輛汽車沿不同的路徑運動，里程表變化數值是不一樣的。電影《星際穿越》表述的也僅僅是這個意思：

時鐘不同步，而不是運動導致變慢。

再詳細點，就得從牛頓那時候講起了。

牛頓時代，時間是乙個外部事物的概念。什麼叫外部事物呢？類似溫度，類似海拔，你用溫度計去測量，用海拔測量儀去測量的時候，數值變化僅僅和外部所處的位置有關，而與溫度計，與海拔測量儀無關。

這背後，自然是因為，溫度場和引力勢場都是外部的事物。

此時，時間之於鐘錶，就類似於溫度之於溫度計，類似於海拔之於海拔測量儀。

而相對論時代，時間是乙個內部事物的概念。什麼叫內部事物呢？類似汽車里程，你用汽車里程表去測量汽車的里程變化，這個數值取決於里程表自身的運動，而不是取決於外部的某個東西。

現在的時間概念，就類似汽車的里程。兩個時鐘沿著不同的時空路徑運動，讀數變化取決於鐘錶的實際運動。

2樓：Luyoung

這個問題不錯。

當你明白牛頓第二定律在伽利略參考係中不成立的時候，這個問題迎刃而解。

詳細請看

3樓：木瓜

學習相對論第一步是先廢除絕對化的觀點，站在相對的角度。不是「到底誰的時間慢了」，是在某一方看來，對方慢了。根本沒有絕對時間，也沒有宇宙基準。