如何解釋雙生子佯謬的邏輯問題?

時間 2021-05-05 14:54:13

1樓:離乎

關於這個問題,目前主要有兩種解答的思路。

第一種是計算派的,通過各種數學計算得出來結果。但這裡面有個問題:這種計算得到的結果,其實只是兩個人觀察對方,由於各種客觀因素,如技術不夠,從而造成的資訊的變形不精確。

如尺縮效應,它的本質只是在地面上的觀察者眼裡好像縮了,但實際上它自身並沒有縮,它只是乙個表象上的變形,你幾乎可以把這個現象比喻成是看哈哈鏡。時間效應原理也是一樣的,從相對論的公式出發,不管你怎麼計算,最終得出的結果只能證明在地球弟弟觀察者角度上看到飛船在飛行時的時鐘變慢,但這沒法解釋,為什麼在實際上哥哥的肉體也會變年輕?至於說計算結果證明飛船回到地球時時鐘也確實變慢,個人對此始終是不滿足的,不是說我懷疑這個計算結果,而是我認為這並不能從本質上說清楚問題。

個人贊成第二種思路,在加速受力的過程中,物質的原子振動減慢,從而導致了所謂的時間變慢。在地上的物體因為受到引力更大,也比高處的物體振動減慢——受到引力和飛行加速受力,兩者是等效的。這個現象的本質是受力物體自身的振動減慢。

在日內瓦的核子實驗中,繞空心輪胎高速飛行的u粒子(圓周運動,持續受力)會比靜止的同類壽命長30倍,顯然這是個實際上的壽命延長,而不是什麼它們彼此間的觀察誤差。

所以,高速飛行的哥哥會年輕,是因為加速飛行的受力使他,乃至整個飛船的振動都變慢。美國科幻作家詹姆斯布利什在作品《同一時間》中做了個有趣的假設,超光速飛行的太空人發現自身新陳代謝大幅度減緩,於是狂喜,認為自己可以從此隨心所欲地思考成千上萬年,從而成為人類歷史上最偉大的思想家。但實際上很可能他的思維會和身體一樣變慢,因此使他自己對這種減慢毫無察覺。

總結一下:我們一般所說的時間,實際上等於物體內部運動速度V(如,原子振動),這也就是物理學上「固有時間」的概念,而V由物體的受力F決定。V與F成反比,受力越大,時間越慢。

這也就是為什麼計算派堅持說,哥哥變年輕是因為他在折回的過程中有受力加速的緣故,但他們永遠解釋不清楚,為什麼有了加速就會變年輕。

2樓:wzcddd

有質量的東西無法達到光速

這個問題的前提就是無視上面那一條

當然這並不是說這個問題沒有意義,做出乙個不符合現實的假設而進行推理,也許能夠看到哪些被隱藏在另乙個角度下的東西

對於這個問題,我有個想法

咱分的不需要太細,就到原子,原子本身是有乙個微觀運動的,這個運動是高速的無規律的運動。而作為物體的一部分,原子又會跟隨物體的巨集觀運動而運動,而物體本身的巨集觀變化(例如血液流動,細胞衰老)其實也是由原子的巨集觀運動引起的,而原子的巨集觀運動又是由原子那無規則的微觀運動中出現的部分統一規律產生的(就好像一堆數字與其平均值,數字全體變大,這堆數字的最大值最小值之差沒有變化,但平均數會增大,統一規律就是數字全體共同變大)。那麼假設物體的巨集觀運動達到了原子微觀運動的量級,那麼原子本身那微觀的運動就受影響了了,因為它沒法超過運動速度極限(就好像那堆數字大小有上限,持續增大反而導致這堆數字統一起來了,變成一堆相同的數字),原子的微觀運動被統一了,原本用於產生巨集觀運動的規律被強制覆蓋了,那麼物體就沒有巨集觀上的內部變化了,只剩下乙個整體的巨集觀運動,也就是整體的位置在變,但原子之間相對靜止,物體內部無變化,血液不流動,細胞不衰老,就好像時間變甚至靜止了一樣。

這只是我一外行自顧自的猜測,如果是這樣,那麼飛船上的人一旦進入高速狀態,那麼他就被困在裡面了,因為飛船中的一切都相對靜止了,哪怕是原本設定好的程式都跑不動了,也自然沒法回地球了,拜拜了您內。

3樓:

說一下太空人(兄)眼裡地球人(弟)是怎麼動的。正式敘述前強調一點:年齡變化計量的是固有時,即相對於物體靜止的參考係的時間,的變化,計算方法是 ,這裡光速取1。

某物在某刻,或者說某事件,的年齡是絕對的,不依賴於參考係的選擇。

地球觀察者眼中的世界線。紫色是太空人鏡靈的世界線,他在越過B點後取代太空人飛向地球

上圖是相對地球靜止參考係中的世界線。此參考係下地球觀察者沒有位移,世界線是OO';太空人沿x軸正向運動,世界線是OB;鏡靈沿x軸負向向地球運動,世界線是BO',最終與地球人相遇在 O'處。取OO'的中點A。

這一過程中太空人的年齡增益 ,鏡靈的年齡增益 。因而太空人與鏡靈的年齡增益之和小於OO',即地球人的年齡增益。故而地球參考係的觀察結果是返程的太空人(鏡靈) 比地球人年輕。

之前說了,事件的年齡是絕對的,所以站在太空人(鏡靈)的角度也應該得到重逢時自己比地球人年輕的結論。下面就站在太空人於鏡靈的立場上分析地球人的運動。

太空人眼中的世界線。他的觀察到B撇為止,最後一眼看到的是飛馳而過的鏡靈追向地球。

上圖是相對太空人靜止的參考係中的世界線。在洛淪茲變換下,地球參考係中的事件點經歷了如下變換:B->B',A->A',O*->O*'。

太空人自身的世界線是OB',沒有位移,過B'後被鏡靈取代,鏡靈的世界線是B'O*',與地球人的世界線OA'相交於O*'

太空人鏡靈眼中的世界線。他的觀察始於與太空人相遇的B撇撇,終於與地球相遇的O*

上圖是相對鏡靈靜止的參考係中的世界線。在洛淪茲變換下,原地球參考係中的事件點經歷了如下變換:B->B'',A->A'',O->O''。

A''O*與B''O*分別是地球人與鏡靈的世界線。將太空人與鏡靈的記憶整合在一塊,即將世界線OA', O*A'', OB', O*B''畫在一起,並把OB'與B''O* 銜接起來,則有下面這幅圖。

整合太空人與其鏡靈記憶後的世界線。A撇與A撇撇變換自同乙個事件,所以它們有相同的年齡,但分別在太空人與鏡靈的參考係有不同的時空座標。

在太空人-鏡靈的視角下,其自身的世界線是O-(B',B'')-O*而地球人的世界線是O-D-O*。值得注意的是,A'與A''是同乙個事件A分別在太空人與鏡靈參考係中的時空座標,所以,如開頭所述,它們的年齡是一致。於是太空人與鏡靈對處於時空點D處的地球人的年齡產生了分歧。

太空人認為D比A',亦即A,年輕;而鏡靈認為D比A'',亦即A,年邁。所以在發生太空人-鏡靈視角轉換時,處在D點的地球人的年齡瞬間就增長了,以至於最後鏡靈與地球人在O*相遇時還是地球人年邁。

這就是地球觀察者與太空人-鏡靈觀察者的不同:由於參考係發生了改變,太空人與鏡靈在相同時空座標處看到的事件並不相同,因而會觀察到地球人在世界線轉折的那剎那年齡飆公升,其飆公升值自然與太空人-鏡靈的參考係的差異正相關,並且與此差異共同趨於0。而地球觀察者沒有經歷過參考係的變換,自然就不會觀察到太空人-鏡靈的年齡飆公升。

4樓:馬揚

其實是不是有兩個雙胞胎,乙個在飛船乙個在地球上,這個對於邏輯問題的出現真的重要嗎?如果你們實在繞不開那我重新設計個情況吧。

在深空中有兩艘飛船,同一型號,幾乎一毛一樣。飛船上分別有兩個人a和b,他們以方向相反速度相同飛行。在光速飛行一年後,又同時掉頭飛回起點。

那這兩年的光速飛行是誰的時間變慢了?別說同時變慢,哪來的第三個觀察者。

5樓:風慢慢慢吹

時間和空間是一體的

在加速到很遠的地方以後,二者都認為對方比自己年輕,但是再返回地球時,又是乙個完全相反的過程。(假設看到的是地球上和宇宙飛船上的鐘錶)

所以不同空間時間也不同

6樓:

你的主要問題出在這句:「在b看來,都是地球和a經過了一次加速減速的光速飛行」。這句話是錯的。慣性系和非慣性係不平等,非慣性係是可以區分出來的。

b在加減速的時候,是能感受到自己受力的,並且b可以看到飛船內的所有物體一起跟著受力,在沒有加速度的時候本應該失重的物體,在加減速的時候會被壓在飛船的艙壁上,並且可以根據這個受力的大小和方向,得出具體的加速度的大小和方向。

這時候b看地球和a,會發現a的受力關係沒有發生任何變化,a還是輕輕鬆鬆地在地球表面生活。假如加速的是地球和a,那麼a應該會受到一股強大的力量,不會維持原本的樣子站立在地上。

所以,b可以得知,加速的是自己,而不是地球和a。同理,地球上的a也能得知,加速的是b而不是地球和自己。

根據廣義相對論,引力和加速度等效,受引力或加速度更大的一方時間變慢。在加減速的時候,b受力比a大,所以b時間更慢,無論從誰看都是b更慢。

另外,也可以用不涉及加減速的方式來思考這個問題,但是這樣的話就不能是同乙個人從地球出發再返回了,必須中途換乙個年齡一樣的人。因為不進行加減速的話是乙個人是不能直接突然跳上另一艘飛船的。

假設這樣的情形:

A在地球上不動,這時有一艘飛船以很快的速度從A身邊擦身而過,這個瞬間飛船上有乙個人B,發現A的年齡正好和B一樣大。

B在飛船上遠去,B會覺得A衰老速度比自己慢,A比自己年輕。

一段時間之後,B的飛船與另一艘前往地球的飛船擦身而過,這一瞬間,B發現擦身而過的這艘飛船上有個人正好和自己年齡一樣,就叫這個人B2吧。

然後B會發現,B2和自己的相對速度更大,B2衰老比A更慢,B2到達地球的時候,B2會比A更年輕。

矛盾解決。A會發現B2比A年輕,B也會發現B2比A年輕,B2自己感覺自己生來就比A年輕。

7樓:張冠偉

雙生子佯謬,之所以被稱為「佯謬」,就是因為這個問題已經被解決了。

我能看出來你的問題是糾結於參考係不平權的問題。但是在這個例子中,兩個參考係真的是不一樣的。

從力的角度而言,飛船經過了受力階段,而地球是正常的;

從參考係的角度而言,飛船不再是慣性系,而地球可以預設按照慣性系分析;

從人的角度而言,飛船上的人會經歷一段要命的加減速體驗,而地球上的人幸福得多(想象一下汽車火車飛機輪船電梯等等的起步以及停止階段)。

對於飛船而言,這種單方面的加減速體驗,導致了它與地球不再相同,飛船上面的人會年輕一些。

(或許這是一種對於痛苦體驗的補償吧^_^)

8樓:Crazy Dave

飛船要加速,就得有加速度,就不屬於慣性系,而相對論中有一條:一切物理定律在一切慣性系中都相同。所以非慣性係中不能按照慣性系中的定律計算,我的知識水平有限,只能解釋到這種程度了。

關於雙生子佯謬,該如何解釋更清楚呢?求大牛解釋

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