双生子佯谬

事实上双生子佯谬并不存在。狭义相对论是关于惯性系之间的时空理论。甲和乙所处的参考系并不都是惯性系，乙是近似的惯性系，乙推论甲比较年轻是正确的；而甲是非惯性系，狭义相对论不适用，甲不能推论乙比较年轻。　　 双生子佯谬乙留在地面等待甲，甲乘飞船作太空旅行，甲所乘坐的飞船在启动、调头、减速降落这些过程的加速、减速，都是相对于乙所在的惯性系而言的，所以这些过程没有什么附加的特殊效应，又因这些过程的时间都很短，所以可以将其忽略；而认为甲及其所乘坐的飞船静止不动，乙在飞离甲及甲所乘坐的飞船时，乙在启动、调头、减速这些过程的加速、减速，是相对于甲所处的非惯性系而言的。按照广义相对论的等效原理，相当于考察乙的运动的参考系中有一个引力场，虽然甲和乙都处在这一引力场中，但因他们在引力场中所处的位置不同，因而引力场对他们的影响也就不同。在乙启动及减速降落时，甲和乙距离较近，他们的引力场势相差不大，引力场对他们时间的流逝的影响也相差不大，所以仍可将这部分较短的时间忽略。而在乙调头时，由于甲和乙的距离非常遥远，这时乙的引力场势远高于甲，它使乙的时间比甲流逝得要快的多，或者反过来说，它使甲的时间比乙流逝得要慢的多。这一影响超过了乙相对于甲匀速运动期间速度v对时间的影响，使乙飞行归来与甲会合时，乙仍然要比甲变老了。　　所以乙调头这一过程在考虑“双生子佯谬”问题时是不能忽略的。运用广义相对论进行计算的结果，可知乙飞行归来与甲会合时，甲仍然是21岁，而乙是92多岁。 1966年用μ子作了一个类似于双生子旅游的实验，让μ子沿一直径为14米的圆环运动再回到出发点，实验结果表明运动的μ子的确比静止的μ子寿命更长。 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详谬。双生子佯谬说明狭义相对论在逻辑自恰性上还存在不完善的地方。 质疑　　相对论诞生后，曾经有一个令人极感兴趣的疑难问题---双生子佯谬。一对双生子A和B，A在地球上，B乘火箭去做星际旅行，经过漫长岁月返回地球。爱因斯坦由相对论断言，二人经历的时间不同，重逢时B将比A年轻。许多人有疑问，认为A看B在运动，B看A也在运动，为什么不能是A比B年轻呢?　　 四维时空中的双生子佯谬示意图相对论认为世界线A的长度就是留在地球上的兄弟A经历的时间，B的长度就是做星际旅行的兄弟B经历的时间，两条线不一样长，也就是说，双胞胎兄弟二人经历了不同长度的时间。哪一个人经历的时间长呢?有人会说直线比曲线短，那A比B经历的时间要短啊。双生子佯谬不是说B比A年轻吗?怎么会反过来呢?其实，并没有反过来，你之所以认为B线比A线长，是上了欧几何的当。我们通常用的几何是欧氏几何，两点之间以直线距离为最短。但在相对论中，四维时空的几何不是欧氏的，而是伪欧氏的。在伪欧氏几何中，斜边的平方等于两条直角边的平方差，两点之间以直线距离为最长。所以曲线B比直线A短，B经历的时间也就比A短。双胞胎中的星际旅行者经历的时间比地球上的同胞兄弟经历的时间短。因此返航会面时，B将比A年轻。双生子佯谬是真实的效应，它可以使宇航员在有生之年到达非常遥远的星系。[2]　　由于地球可近似为惯性系，B要经历加速与减速过程，是变加速运动参考系，真正讨论起来非常复杂，因此这个爱因斯坦早已讨论清楚的问题被许多人误认为相对论是自相矛盾的理论。如果用时空图和世界线的概念讨论此问题就简便多了，只是要用到许多数学知识和公式。在此只是用语言来描述一种最简单的情形。不过只用语言无法更详细说明细节，有兴趣的请参考一些相对论书籍。我们的结论是，无论在哪个参考系中，B都比A年轻。因为B是经过加速的，你看刚开始在地球上，于A的相对速度为0，而后来速度接近光速了（注意是接近）。很明显是变速运动了，所以这样以来就不能说是 “认为A看B在运动，B看A也在运动，为什么不能是A比B年轻呢?”这句话根本就是对相对论错误的理解。而且B的年轻是相对于A的，对于他本人来说是不存在多活多少时间这么一说的。　　为使问题简化，只讨论这种情形，火箭经过极短时间加速到亚光速，飞行一段时间后，用极短时间掉头，又飞行一段时间，用极短时间减速与地球相遇。这样处理的目的是略去加速和减速造成的影响。在地球参考系中很好讨论，火箭始终是动钟，重逢时B比A年轻。在火箭参考系内，地球在匀速过程中是动钟，时间进程比火箭内慢，但最关键的地方是火箭掉头的过程。在掉头过程中，地球由火箭后方很远的地方经过极短的时间划过半个圆周，到达火箭的前方很远的地方。这是一个"超光速"过程，只是这种超光速与相对论并不矛盾，这种"超光速"并不能传递任何信息，不是真正意义上的超光速。如果没有这个掉头过程，火箭与地球就不能相遇，由于不同的参考系没有统一的时间，因此无法比较他们的年龄，只有在他们相遇时才可以比较。火箭掉头后，B不能直接接受A的信息，因为信息传递需要时间。B看到的实际过程是在掉头过程中，地球的时间进度猛地加快了。在B看来，A先是比B年轻，接着在掉头时迅速衰老，返航时，A又比自己衰老的慢了。重逢时，自己仍比A年轻。也就是说，相对论不存在逻辑上的矛盾。

首先让我们来看一个例子。假设我们一家来到了俄国著名的物理学家和天文学家科学家伽莫夫（后移居美国）笔下汤普金斯先生曾经梦游过的城市，在这座城市里由于速度极限（光速）很低，所以相对论效应非常显著。来到这座城市后，我们进了一家瑞士钟表店，每人选了自己喜欢的一块表并要求营业员把三块表的时间调成一致。随后，我们来到了一家游乐园，其中一个游乐项目是乘坐光速飞车，其实飞车的速度并没有达到光速。我站在起点A处，帮儿子把安全带系牢，儿子高兴地坐在A点的光速飞车里。我妻子站在终点B处，A与B之间的距离为L。车马上要出发了，我下意识地对了一下自己和儿子的表，时间一分一秒都不差。抬头再看终点处妻子的表，我发现妻子的表比我的表慢了一些。来不及多想车已经象离弦的箭一样冲了出去。我突然发现儿子的表越走越慢，当然是相对我的表而言，最后到达终点时与我妻子的表一致了。看来瑞士表的质量也不怎么样，我打算玩完回去后把表给退了。在回来的路上我看了一眼妻子和儿子的表，奇怪！怎么我们的表显示的时间分秒不差，我明明看见他们俩的表比我的慢了呀！我把我的发现告诉了我的妻子，她说她也觉得挺奇怪的，但是与我所说的现象稍有些不同。儿子在起点时，她发现我和儿子的手表都比她的表慢了，但当儿子乘坐飞车向她驶来时，儿子的表却变得越来越快，最后到达终点时竟与她的表一致了。这时候儿子也加入了我们的谈话，他告诉了我他的发现，他是这样描述的，在起点处他发现爸爸的表跟他的表时间是一致的，妈妈的表走得比他的慢，当车运动起来后，爸爸的表变慢了而妈妈的表比原来快了，最后当他到达终点时妈妈的表与他的表又一致了。从上面这个例子中，我们看到由于三个人所处的状态不同，得出的结论也大相径庭。但都有一个共同的特点，就是每个人都是以他本人的时间为基准作出判断的。我们知道光速是有限的，光在空间运行是需要时间的。当所研究的对象涉及到空间大尺度范围或当物体运动的速度大到可以与光速相提并论时，光通过空间两点所需的时间就不能不考虑进来，这样通常在小尺度低速度情况下被认为是同时发生的两个事件就不能再认为是同时的了。爱因斯坦也正是从时间的同时性入手，提出了狭义相对论。在我们生活的宇宙中，时间是非物质的量，它是为了描述物体运动而人为引进的一个物理概念。经典物理对时间是这样定义的“绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着，而且由于其本性而在均匀地，与任何其他外界事物无关地流逝着”。这一定义在研究空间小尺度范围或低速运动的物体时，无疑是正确的，因为它暗含这样一个概念即时间的同时性是绝对。但在研究空间大尺度范围或高速运动的物体时，这一定义是否仍然有效，取决于对时间的同时性是如何定义的，同时还要看空间两点两个事件发生的时间是如何记录的。

近似来看，这是狭义相对论的范畴，引力的影响甚小。地球上的观者要显老，在宇宙中溜达的那位要年轻，这是因为地球上的观者世界线在闵氏度规衡量下（长度即是其固有时，他经历的时间）要比在宇宙中的观者长，所以他要年老。根本原因是在宇宙中的观者一去一回要加速，这是绝对的

事实上双生子佯谬并不存在。狭义相对论是关于惯性系之间的时空理论。甲和乙所处的参考系并不都是惯性系，乙是近似的惯性系，乙推论甲比较年轻是正确的；而甲是非惯性系，狭义相对论不适用，甲不能推论乙比较年轻。其实根据广义相对论，或者甚至勿须用广义相对论，设想一个甲相对乙作变速运动的特殊过程：很快加速-匀速-很快减速然后反向很快加速-匀速-很快减速，按照狭义相对论，仔细考虑其中的时间延缓和同时性的相对性，可以得出无论从甲或乙分析，结论是相同的，都是飞船上的甲要比乙更年轻。乙留在地面等待甲，甲乘飞船作太空旅行，甲所乘坐的飞船在启动、调头、减速降落这些过程的加速、减速，都是相对于乙所在的惯性系而言的，所以这些过程没有什么附加的特殊效应，又因这些过程的时间都很短，所以可以将其忽略；而认为甲及其所乘坐的飞船静止不动，乙在飞离甲及甲所乘坐的飞船时，乙在启动、调头、减速这些过程的加速、减速，是相对于甲所处的非惯性系而言的。按照广义相对论的等效原理，相当于考察乙的运动的参考系中有一个引力场，虽然甲和乙都处在这一引力场中，但因他们在引力场中所处的位置不同，因而引力场对他们的影响也就不同。在乙启动及减速降落时，甲和乙距离较近，他们的引力场势相差不大，引力场对他们时间的流逝的影响也相差不大，所以仍可将这部分较短的时间忽略。而在乙调头时，由于甲和乙的距离非常遥远，这时乙的引力场势远高于甲，它使乙的时间比甲流逝得要快的多，或者反过来说，它使甲的时间比乙流逝得要慢的多。这一影响超过了乙相对于甲匀速运动期间速度v对时间的影响，使乙飞行归来与甲会合时，乙仍然要比甲变老了。所以乙调头这一过程在考虑“双生子佯谬”问题时是不能忽略的。运用广义相对论进行计算的结果，可知乙飞行归来与甲会合时，甲仍然是21岁，而乙是90多岁。 1966年用μ子作了一个类似于双生子旅游的实验，让μ子沿一直径为14米的圆环运动再回到出发点，实验结果表明运动的μ子的确比静止的μ子寿命更长。

P．朗之万，双生子佯谬是一个有关狭义相对论的思想实验。内容是这样的：有一对双生兄弟，其中一个跨上一宇宙飞船作长程太空旅行，而另一个则留在地球。结果当旅行者回到地球后，我们发现他比他留在地球的兄弟更年青。这个结果是由狭义相对论所推测出的（移动时钟的时间膨胀现象），而且是能够透过实验来验证：我们能够探测到于大气层上层产生的μ介子。如果没有时间膨胀，那些μ介子在未到达地面之前就已经衰变了。

双生子佯谬解释为：不同惯性系中，绝对同时无意义。就象相隔300万公里，我看到你的钟比我的慢10秒，你看到我的钟比你的慢10秒，如果你不相信光的传播需要时间，你就会认为这个非常矛盾。由于地球可近似为惯性系，甲要经历加速与减速过程，是变加速运动参考系，真正讨论起来非常复杂，因此这个爱因斯坦早已讨论清楚的问题，被许多人误认为相对论是自相矛盾的理论。如果用时空图和世界线的概念讨论此问题就简便多了，只是要用到许多数学知识和公式。在此只是用语言来描述一种最简单的情形。不过只用语言无法更详细说明细节，有兴趣的请参考一些相对论书籍。我们的结论是，无论在哪个参考系中，甲都比乙年轻。因为甲是经过加速的，你看刚开始在地球上，于乙的相对速度为0，而后来速度接近光速了（注意是接近）。为使问题简化，只讨论这种情形，火箭经过极短时间加速到亚光速，飞行一段时间后，用极短时间调头，又飞行一段时间，用极短时间减速与地球相遇。这样处理的目的是略去加速和减速造成的影响。在地球参考系中很好讨论，火箭始终是动钟，重逢时甲比乙年轻。在掉头过程中，地球由火箭后方很远的地方经过极短的时间划过半个圆周，到达火箭的前方很远的地方。这是一个"超光速"过程。只是这种超光速与相对论并不矛盾，这种"超光速"并不能传递任何信息，不是真正意义上的超光速。如果没有这个掉头过程，火箭与地球就不能相遇，由于不同的参考系没有统一的时间，因此无法比较他们的年龄，只有在他们相遇时才可以比较。扩展资料：有一对双生兄弟，其中一个跨上一宇宙飞船作接近光速的长程太空旅行，而另一个则留在地球。结果当旅行者回到地球后，我们发现他比他留在地球的兄弟更年轻。这个结果是由狭义相对论所推测出的（移动时钟的时间膨胀现象），而且是能够透过实验来验证：我们能够探测到于大气层上层产生的μ介子。如果没有时间膨胀，那些μ介子在到达地面之前就已经衰变了。火箭掉头后，甲不能直接接受乙的信息，因为信息传递需要时间。甲看到的实际过程是在掉头过程中，地球的时间进度猛地加快了。在甲看来，乙先是比甲年轻，接着在掉头时迅速衰老，返航时，乙又比自己衰老的慢了。重逢时，自己仍比乙年轻。也就是说，相对论不存在逻辑上的矛盾。参考资料来源：百度百科-双生子佯谬

如果用c表示光速，v表示在宇宙间飞行的速度，^表示幂，t表示地球时间，T表示那个感受到过程中有加速度的那个人(也就是在宇宙飞行的那个人)的时间的话：T=t*(1-v^2/c^2)^(1/2)

你知道时间坐标是虚数，应该知道虚数单位 i 的平方等于 -1 吧在正常的欧式空间内，若两点的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2)，则AB两点间的距离应为d=根号下[(x1-x2)平方+(y1-y2)平方]然而在闵氏时空内（为简单，只讨论1+1维，即空间一维 x 和时间一维 t ），时间的坐标为虚数，因此，对于一个时空点A，若它的空间坐标为 x ，时间为 t ，则它在闵氏时空内的坐标实际应该写成(x,ict)，这里若取光速c=1，则应是(x, i t)，因此，在闵氏时空内求两点的距离时，依然用公式d=根号下[(x1-x2)平方+(y1-y2)平方]但此时由于纵坐标时间带有虚数单位 i ，因此，上式变为d=根号下[(x1-x2)平方+( i t1- i t2)平方]=根号下[(x1-x2)平方-(t1-t2)平方]注意此时两个平方项中间的加号变成减号了，因此会出现两点之间线段最长的“反常”具体的数学证明很麻烦。

你好 你的问题问的很好 不过 我想你现在就算找到了答案 过不久 答案也会失效的 给你一段文字 你参考下 】很遗憾 我偏科 高考考砸了 不能继续深造 能力就那么多 不过写的东西还是有借鉴价值的 至少我是这么觉得的 如果你认同我的看法 就顶起吧对相对论的评论：（我不敢说绝对，但我要说的是相对论很可能是一个错误的理论，目前没人推翻他，但也没人可以证明他。而且，觉得他的观点是错的人也不是一个两个，确实有很多很多人反对的。） 先说下相对论，它以光速不变原理和狭义相对论原理作为两条基本公设：一是光速不变原理，及在任何惯性系中，真空中的光速C 都相同；二是相对性原理 ，即在任何惯性参考系中，自然规律都相同。 说得简单点，爱因斯坦说过光速是不可超过的，还提：①出物体的长度在运动时比静止时的短，②运动物体的质量比静止物体的大，③运动的时钟比静止的慢，从而说“运动的时间比静止的慢” 。 上面就提到了 长度，质量，时间。 长度暂且不说，就说质量和时间，在初中和高中，所学的物理包括了声光热电力。。。可以说是对物理的轮廓有了个大致的了解，其实物理就是学常识并对常识进行解释的一门学科，现实生活中很多奇妙的东西在物理的解释下视乎都变的十分简单。说到常识，时间，质量 这两个在常识中就是不变的，爱因斯坦一个重要的贡献 质能方程E=MC^2 视乎是把质量和能量结合到了一起，但这却仅仅说明的在质量转化为能量时的质量亏损，却没办法解释物体在获得动能之后质量也遵循这个公式，但爱因斯坦也提出了另一个公式高速运动物体质量公式m=m。/(1-v^2/c^2)^0.5 同时也提出高速运动时的时间 长度的公式。然而，这个公式的来源，具体怎么来的，我不是很确定，但根据高三教科书上说描述的，以及爱因斯坦《相对论》上粗略描述的，都是高速列车的试验，（即一个人在告诉行驶的列车上，用光照车顶的镜子再反射回来。这里我们设车高X，车速为C，当然爱因斯坦没设，不过设了方便计算。 这样 车上人看到的光走过长度为2X，车下人看到光所走的路程为2√2X），这时候就有了一个歧义，光速究竟是C还是2√2C呢。 但爱因斯坦却提出了一个匪夷所思的观点，就是车上的时间慢了就是说时间也变成2√2t了这样保证了光速不变这个原理。 但是这其中不是很荒谬么。爱因斯坦的这个推断就是讲明了光所走的路线是2√2X但时间也是2√2t 所以光速不变。问题就处在这里，能这样改的吗，为了说明光速不变，竟把时间给改了。众所周知，时间是不变的，就算车上的钟走得慢，但时间任然不变，不能说表走慢了时间就要慢下来吧，只有表走慢或走快，但说看着表说表没错是时间错了，不是很荒谬吗？这只是其中一点，第二点，也是更重要的。爱因斯坦的这么多公式都是基于一个高速列车的实验，但那个实验的结果真会想爱因斯坦预测的那样吗？ 我想不见得。首先，高速列车在现实中想实现，估计近100年时不可能的了，所以想证明那个不很困难的，因此，推翻他是很难的。但可以根据常理去推断他的。 关于光速不变，还有一个实验比较可行，就是在运动的物体上和静止的物体上测光的传播时间，结果是说明光不会被影响，然而，实验的载体速度也是很有限的，加上有误差，所以有些东西我还无法描述，但就算光速不受载体的影响，那有能说明什么呢？也无法说明前面的高速物体质量，时间 长度 公式是对的。单单是高速列车实验的结果，这个作为爱因斯坦推断出公式的实验，这个在常人看来理所当然的实验，然到真的就是对的吗？我不觉得他是对的，并且我也有自己的观点，我是觉得还有其他答案，我想还会有很多人有他们自己的答案，在这个实验里，我们会找到无数个可能的结果，每个结果都有不同的答案，那么这么多答案，难道真是爱因斯坦说的那个是对的吗？我想，没有实际试验前，谁都没权利说自己是对的，但我知道，通过光速不受载体运动与否的影响与列车的实验，两个实验就形成鲜明的对比，也就是说，如果光不受载体运动的影响那么高速列车的实验就有很大的可能是错的。总之，如果高速列车的实验会产生其他的现象，那么之前的实验就都错了，高速运动物体的质量就不符合那个公式，而任何物体不可超过光速这一理论也就错了。然而现在还有个说法，说如果可以超过光速，就可以穿越时光，回到过去，或是到未来去，我觉得，爱因斯坦这只是作为说明光速不可超过的 而作出的一个比喻，可以说是一个玩笑话。但有些人却把这句话炒得沸沸扬扬的，更是荒谬之极。就算有物体超过光速了，就算哪国发明出超光速火箭或是飞船，那又怎么到过去去呢？你昨天杀了只鸡，坐上火箭鸡就活了吗？ 到未来 更是不可能的。我是很自信的 爱因斯坦 的结论一定会被推翻 只要有一天 飞船的速度能到达0.5C 甚至0.1C都有可能推翻

双生子问题可以这样解释：第一句话：假设A停在一点，B对A做加速，匀速，减速，调方向，加速，匀速，减速，最后会和。第二句话：从B的角度看，A做反方向的上述运动。第三句话：运动是相对的，所以上面两种情况都成立。结论是A觉得自己更老，B也觉得自己更老。悖论出现。这里我提出的关键问题是，两者运动并不相对。也就是说这里有一个绝对的运动概念。第一句话，很好理解，B做了各种运动，A不动。第二句话，就A，B做探讨。B在加速和减速时会受到强大的惯性力（不好意思我要用牛顿的力学知识来解释），B必须做工克服这种惯性力，使飞船加速上去或减速下来。但是A完全不需要做这些事情，A自身不会受到任何惯性力的作用。虽然A相对B的眼睛里看到的也是做反方向的加速，匀速，减速，调方向，加速，匀速，减速，最后会和这些运动。但是区别就在于我说的，是否会收到惯性力的作用。结论是A不会，B会。有人说要去掉加速和减速的影响，比如绕着很大直径的星球飞一圈，超大的圆周路程会近似为直线，这样就可以不考虑方向问题，只会去考虑匀速问题。这样的假设我认为本身就是错误的。再大的圆周路程只不过是在无限分割加速和减速运动罢了。加速和减速运动是开启和关闭时间变慢大门的两个动作，匀速运动是实现时间变慢的过程（即，走过的路程越长，时间变慢效应越厉害）。所以，大家在讨论不仅双生子问题时，还有别的空间运动关系时，要思考谁受惯性力问题，谁必须做工的问题。另外我要说明的一点是，不通过做工，想要加速，减速是不存在的，所以为了要达到亚光速的匀速，必须有一方需要做工。我一直以为尺子收缩理论是胡扯，这个理论只是光速不变理论的衍生物，狭义相对论里，我认为空间是绝对的，不存在变长变短问题，只不过是从B坐标系来说的时间变慢了，按照s=vt，从B的坐标系角度认为s变短了。我们考虑两个及以上目标相对关系的时候不可能像有些人说的那样，不引入一个公平的因素，就是绝对坐标这个东西，否则无法比较，仅就AB两个坐标系给与互相的看法，各自的出结论来自洽是不对的。路程可长可短究其原因还是自身速度与光速比较的快慢。如果我们站在C这个绝对静止的坐标系里看A和B，注意，此时的A和C在同一静止坐标系里。就会很好理解B对于空间的误解了。B确实走过了比他运动时认为更长的距离，即实际的绝对距离。所以我认为有相对运动关系的绝对空间坐标系是存在的。为了说明我这个理论可以见以下例子，也是成立的。如果AB相对于C同时做反方向的加匀减速运动，那么他们回到C点时，AB两个人会相同的年轻，C会相对于AB变老。所以我这里提出的观点是：绝对运动坐标可以有条件的存在，即在目标物之间存在互相静止的情况。这是一个工具，可以更好地解决问题。2. 只有光速不变原理引起的时间膨胀效应，不存在尺寸变长变短的问题，这只是个衍生品，地位不能和时间膨胀平等，只能是时间膨胀的下一级理论工具而已。3. 运动没有相对性，是绝对的（这个是我的理论的最大挑战）。其中我引入的最大的新观点就是做工问题，并由做工问题引到的谁受惯性力的对象问题。即不受惯性力影响的那个对象可以作为绝对运动坐标的原点。希望大家可以提出例子来对我的理论提出挑战！

就算没有四维封闭空间，相对论也没办法解释双生子悖论，至少是我没看到合理的解释。如果双生子一直是匀速远离永远不再见，那么用相对论同时的相对性和通讯不能超光速还可以勉强解释，但是一旦他们掉头回来再相遇就会出现解释困难。有用时空图（狭义相对论）解释的，那个解释很不严谨，混淆了悖论和效应的概念，认为效应不明显就可以忽略，殊不知就算A看B比自己慢0.00000000001秒，同时B看A也比自己慢，这也是悖论，和效应不明显就可以忽略完全是两码事，就算解释者强行混淆悖论和效应的概念，我也可以设计一个完全对称情形来驳斥这种解法（详细见我的分享——一个有趣的思想实验来说明时空图对双生子悖论（双生子佯谬）的解释是错误的 - 知乎专栏）。还有用广义相对论解释的更像是在搪塞。一上来就说“一旦有加速度狭义相对论就自动失效了”，且不说有加速度也可以用微积分和时间膨胀公式计算悖论仍然存在，就单这句话就可以说明狭义相对论是错的。狭义相对论否定了以太，认为一切运动都是一个物体相对于另一个物体的，但是按照这种说法宇宙中根本就定义不了任何一个绝对的惯性系，因为定义了地球的一点，地球是绕着太阳转的，旋转是有加速度的，定义太阳系的一点，太阳又是绕着银河系的质心旋转的，这说明如果承认“狭义相对论只适用于惯性系”，那么就得承认狭义相对论天然就是失效的，不能解释现实中的任何问题，是毫无意义的。 如果你非要定义一个绝对的惯性系，那么以太又出来了，这和狭义相对论的基本假设又矛盾。

假设有两个完全一样的钟被放置在AB两地。我们可采用中点对钟法将两地的钟校准。我们说发生在AB两地的两个事件是同时的，如果AB两地的钟所指示的时间是一样的话。这个结论暗含有这样一个条件即在AB两地分别有两个观察者记录本地事件发生的时间，然后再将两个时间进行对比，判断这两个事件是否是同时发生的，判断的结果与AB两地的位置无关。从这个意义上说时间的同时性是绝对的。我们再看另一种情况，我们仍采用同样的方法将AB两地的钟校准。从A点观察AB两地同时发生的两个事件，得到的结论是A地的事件先于B地的事件，相差的时间与两地之间的距离有关。同理，从B点观察AB两地同时发生的两个事件，得到的结论则是B地的事件先于A地的事件。按照这个结论，时间的同时性又是相对的。所以说时间的同时性是相对的还是绝对的完全取决于时间是如何测量的。狭义相对论所涉及的是后一种情况。1971年，美国海军天文台把四台铯原子钟装上飞机从华盛顿出发，分别向东和向西作环球飞行。结果发现，向东飞行的铯钟与停放在该天文台的铯钟之间读数相差59纳秒，向西飞行时，这一差值为273纳秒。虽然在这次试验中没有扣除地球引力所造成的影响，但测量结果表明，“双生儿佯谬”是确实存在的。 疑问？貌似根据这个实验结论是不能证明双生子佯谬的，这个悖论的核心表达是 A > B的同时也存在B > A。在不怀疑实验过程的正确性前提下，只出现了A > B 这一种情况，而没有出现B>A的情况，也没有解释根据理论推导出的逻辑谬论跟实际结论之间如何修正来达到一致。相对论认为世界线A的长度就是留在地球上的兄弟A经历的时间，B的长度就是做星际旅行的兄弟B经历的时间，两条线不一样长，也就是说，双胞胎兄弟二人经历了不同长度的时间。哪一个人经历的时间长呢?有人会说直线比曲线短，那A比B经历的时间要短啊。双生子佯谬不是说B比A年轻吗?怎么会反过来呢?其实，并没有反过来，你之所以认为B线比A线长，是上了欧氏几何的当。我们通常用的几何是欧氏几何，两点之间以线段距离为最短。但在相对论中，四维时空的几何不是欧氏的，而是伪欧氏的。在伪欧氏几何中，斜边的平方等于两条直角边的平方差，两点之间以直线距离为最长。所以曲线B比直线A短，B经历的时间也就比A短。双胞胎中的星际旅行者经历的时间比地球上的同胞兄弟经历的时间短。因此返航会面时，B将比A年轻。双生子佯谬是真实的效应，它可以使宇航员在有生之年到达非常遥远的星系。 运动物体的情况又如何呢？假设有一枚火箭从A点运动到B点。火箭上装有校对好的时钟。我们仍采用中点对钟法在AB两点之间A1、A2、A3．．．放置一系列校对好的时钟，并在A1、A2、A3．．．的每一个位置上都设有一个观察员记录火箭经过的时间。一切就绪火箭出发了。在A点的观察员立刻发现火箭上的钟变得越来越慢了，时间变慢的速度与火箭的速度有关。而据A1、A2、A3．．．的观察员报告，火箭在通过他们所在的位置时，火箭上钟的指示与本地钟的指示是一样的。而在B点观察员则发现，在火箭未出发前，火箭上钟的指示已经比B点的时间慢了一些，但随着火箭逐渐接近，火箭上的时钟却变得越来越快，当到达B点时竟然与B点的时钟是一样的。如果在火箭里也有一个观察员，他会得到这样的结论即当火箭运动起来后，A点的钟变慢了，B点的钟变快了而沿途所经过的钟所指示的时间与火箭上的时间是一致的。在上面的例子中，火箭相对于A和B的运动方向是不同的，所以从A点和B点观察的结果也应是不同的，相对于A点时间是变慢了，相对于B点时间是变快了。时间是变快了还是变慢了取决于观察者与被观察的物体之间的距离是增加还是减少了，变快变慢的速度与两个物体之间的相对运动速度有关。

设想有两个孪生兄弟甲和乙，甲乘飞船作太空旅行，乙留在地面等待甲。甲所乘坐的飞船在极短的时间内加速到速度v（速度v接近光速c）。然后飞船以速度v作匀速直线飞行，飞船飞行很长一段时间后，迅速调头并继续以速度v作匀速直线飞行。回到地面时紧急减速、降落，并与一直在地面上的乙会合。甲只在启动、调头、减速降落的三段时间内有加速度，其余的绝大部分时间都在作匀速直线飞行，处于狭义相对论适用的惯性系。太空飞行期间所度过的时间。则当甲作高速太空旅行，返回时会发现乙比甲变老了。 如果飞船速度非常接近光速c，相对论效应就会非常明显，如若v = 0.9999c ，则T=70.71τ。即如在这一对孪生兄弟20岁时，甲乘飞船作太空飞行，甲认为飞行时间只有一年，在其返回地面时，甲只有21岁，但他却发现乙却成了90多岁的老人了，亦即乙比甲年老了许多。但是，以上情形还可以换另一个角度来考察。即对于乘坐太空飞船的甲来说，甲在飞船上静止不动，甲看到乙在极短的时间内朝相反的方向加速到速度v，然后乙以速度v作匀速直线飞行，乙飞行很长一段时间后，迅速调头并继续以速度v作匀速直线飞行，在与甲会合时紧急减速。在甲看来，乙只在启动、调头、减速的三段时间内有加速度，其余的绝大部分时间都在作匀速直线飞行、亦处于狭义相对论适用的惯性系。因此，在甲看来，如果略去乙启动、调头、减速这三段时间（因这三段时间相对很短），在乙离开飞船期间，乙所度过的时间τ与甲所度过的时间T也应存在前述关系（狭义相对论一般将相对于静止系统作匀速直线运动的系统内静止的钟所走过的时间记为τ，称为该系统的原时） 这样，在甲乙会面时，甲比乙变老了。即如乙作匀速直线飞行的速度为v = 0.9999c ，在乙飞离甲一年后与甲会面时，乙只有21岁，但他却发现甲却成了90多岁的老人了，亦即甲比乙年老了许多。可见，从不同的角度分析其结论是不同的，而且是相互矛盾的。究竟是乙比甲年老了许多还是甲比乙年老了许多？还是两者都错了，二人应该一样年轻？这个命题就叫做“双生子佯谬”。

爱因斯坦的《论动体的电动力学》仔细看，才能有一部分人真正看懂，相对论是讲接近光速运动，会看到什么现象的，而不是追寻物理本质的。俄国著名的物理学家和天文学家科学家理解正确。双生子佯谬本来就不存在，根据爱因斯坦推导，得到的结论是远离的钟看起来变慢，也许爱因斯坦没有想明白，也没讲明白，但我们不应看不明白。

双生子佯谬（佯谬指看上去是一个错误，但实际上不是）是已经经过实验证实的真理。爱因斯坦早在90年前就给出了解释。你看到的这个解释不好，说的非常不清楚，里面还有错误。B掉头时不会发现地球时间猛然增快这种情况。双生子佯谬最让人迷惑的一点就是：地球和火箭上的两个人地位是相同的，把地球换成火箭，火箭换成地球，和原来是一样的，怎么会产生不一样的结果呢？这是因为地球是惯性系，而火箭是非惯性系，注意，只有自始至终速度一致，才能被视为惯性系，即使忽略掉头时间，火箭也不是惯性系。惯性系具有“优越性”，惯性系内的人，他用动钟变慢理论计算自己和对方的时间都是有效的，非惯性系内的人，他只能计算自己的时间，用动钟变慢计算其他人时间是错误的、无效的。也就是说，实际上，双生子通过自己对对方的观察，会同时得出对方年轻的结论。但火箭上的那个，由于是非惯性系，他的计时是错误的。也就是说，动钟变慢的公式只能用在惯性系，不能用在非惯性系，否则会得到错误的结果。这就是双生子佯谬中不对称性产生的原因。至于为什么地球是惯性系、火箭是非惯性系而不是反过来，这要用马赫原理来解释，是因为地球相对于整个宇宙来说加速度小。有的人是这么想的：把火箭掉头前后分开考虑，这样就都是惯性系了。然后他就认为：在火箭掉头前后，在火箭上的B看来，A都比他年轻，加起来也肯定年轻了。这是错误的，因为前后两个惯性系不同，不能相加。具体原因涉及到同时的相对性。在地球上的A看来，火箭出发到火箭掉头的时间，加上火箭掉头到火箭返回的时间，就是A的年龄，这显然是正确的；A用动钟变慢原理，计算B看待这两段时间的长度，加起来，作为B的年龄，这也是正确的，因为A始终在一个惯性系里。B也想这样做，他把地球出发到地球掉头的时间，加上地球掉头到地球返回的时间，作为自己的年龄，这也没错；但他也用动钟变慢原理，计算A看待这两个时间段的长度，加起来作为A的年龄，结果他错了，因为在B掉头前后两个惯性系中，地球掉头是两个事件，这两个事件在B看来是同时发生的，但在A看来不是同时发生的，所以这两个时间加起来，不是A的年龄。是不是有点绕？用计算来说明吧。比如火箭从地球上2000年出发，以0.6倍光速（动钟缩短系数为0.8）运动，经历了25年（运动了15光年）后掉头，于2050年返回，所以A那时50岁，这些时间都是地球上的A看到的；A根据动钟变慢原理，推测B根据自己的时钟，2020年掉头，2040年返回，B更年轻，B根据自己的体验证实了A的计算。现在看火箭上的B怎样认为：B认为自己一直没动，2000年A出发，以0.6倍光速反向运动，2020年掉头，2040年返回，此时自己40岁；B在A掉头的时候更换了一个惯性系，在这两个惯性系里，都有A掉头这个事件，这两个事件不是一个事件，但全部发生在2020年，所以可以相加得到自己40岁的结论；但由于B学过相对论，他根据洛伦兹变换算出，A变换到自己的参考系时，会认为两个事件一个发生在2016年，一个发生在2034年，这样，两个16年（2000-2016和2034-2050）并不能相加得到A的年龄，A实际上50岁。我给出的是狭义相对论的解释，广义相对论另有解释。相对论重要的两个概念是“事件”和“同时的相对性”，理解这两个概念，是相对论学习的要点。动钟变慢和动尺缩短在处理复杂问题时很不直观，用好洛伦兹变换才是不出错的保证。

我们详细剖析了“双生子佯谬”的过程，这一期我们换一个视角来分析“双生子佯谬”。为了照顾没看前面几篇文章的朋友，这里我再讲下“双生子佯谬”含义：一对双胞胎兄弟，哥哥坐飞船去外太空耍下回来后，哥哥和弟弟谁更年轻？如果您已经看了前面2期文章，那么会知道答案：哥哥更年轻。但是上一期我们是以哥哥的视角来分析的，如果以弟弟的视角来分析，会不会得出结论：弟弟更年轻？如果换了一个视角，就得出矛盾的结论，那只能说明狭义相对论错了。不过遗憾的告诉你，如果以弟弟为视角来看，依然会得出结论：哥哥更年轻。因为狭义相对论中，造成的各种“时间膨胀”效应，虽然也是相对的，会因参考系变化而变化，但是当大家回到相同参考系下，这种效应最终的结果，应该是一致的才对。所以说狭义相对论，多次谈到的“效应”也是相对，并不是说所有事物都是相对。整个过程哥哥分为多个阶段，弟弟只有一个阶段，因为弟弟一直静止于地面。哥哥首先加速离开，然后匀速直线运动，快到达外太空星球前开始减速，然后到达外太空静止，之后反向加速，然后做匀速直线运动，快到地球时开始减速，最终回到地球。上一期我们从哥哥视角分析，下面我们从弟弟视角来分析：1、哥哥和弟弟静止地面：由于两兄弟处于相同参考系，所以大家时间流逝一样速度，这一回合的时间，弟弟PK哥哥打平。2、哥哥加速离开弟弟：由于哥哥处于加速度的非惯性系，此时相对论效应要看兄弟间的距离和哥哥的受力方向。如果你看了我往期讲解的关于“处于非惯性系如何分析相对论的时间效应”，你应该得出结论：哥哥的时间变快，因为哥哥受力指向外太空星球，但是由于兄弟间距离很短，因为哥哥才刚离开不久，所以相对论效应不明显，这个回合弟弟输了，但是只输一点点。3、哥哥做匀速直线运动：根据狭义相对论，运动物体时间会变慢，所以哥哥时间变慢，弟弟赢了这回合4、哥哥做减速运动：此时哥哥处于非惯性系，看哥哥受力是指向弟弟，且兄弟间距离非常远，相对论效应很显著，所以哥哥时间会变得非常慢、超级慢，弟弟赢了这回合。5、哥哥到达外星球静止：由于假设外星球和地球相对静止，所以哥哥和弟弟再次处于相同参考系下，兄弟间时间流逝速度一致，这回合打平。6、哥哥反向加速离开外星球：此时哥哥处于非惯性系，兄弟间距离很远，哥哥受力指向弟弟，得出结论：哥哥时间变得非常慢、超级慢，弟弟赢了这回合。7、哥哥做匀速直线运动：根据狭义相对论，运动物体时间变慢，所以哥哥时间变慢，弟弟赢了这回合。8、哥哥做减速运动：此时哥哥处于非惯性系，兄弟间距离很近，所以相对论效应不明显，由于哥哥受力指向外太空，所以哥哥时间变快，但是只变快点点，这回合弟弟输了，输了一点点9、哥哥回到地球和弟弟一起：此时兄弟处于相同参考系，时间流逝速度一致，打平。分析到此：弟弟是4胜3平2负，表面看弟弟总体赢了，弟弟时间过得更快，应该是哥哥更年轻？但是每为了严谨性，必须程根据狭义相对论和洛伦兹变换公式，把每个过用微积分定量的算出来，你会发现，最终的确是弟弟赢了。所以弟弟的时间比哥哥快，哥哥回到地球后，哥哥感觉过了2年，弟弟也许已经过了20年了。最终得出结论：哥哥更年轻。

双生子佯谬简单解释如下。根据爱因斯坦的意思，不同惯性系中，绝对同时无意义。就象相隔300万公里，我看到你的钟比我的慢10秒，你看到我的钟比你的慢10秒，如果你不相信光的传播需要时间，你就会认为这个非常矛盾。同理，在不同的惯性系中，哥认为弟比自己年轻，弟认为哥比自己年轻，这也是的确存在却又不容易理解的，只有兄弟俩走到一起才能比较到底谁更年轻。互相高速远离的兄弟俩都认为对方比自己年轻是成立的。

实上双生子佯谬并不存在。狭义相对论是关于惯性系之间的时空理论。甲和乙所处的参考系并不都是惯性系，乙是近似的惯性系，乙推论甲比较年轻是正确的；而甲是非惯性系，狭义相对论不适用，甲不能推论乙比较年轻。其实根据广义相对论，或者甚至勿须用广义相对论，设想一个甲相对乙作变速运动的特殊过程：很快加速-匀速-很快减速然后反向很快加速-匀速-很快减速，按照狭义相对论，仔细考虑其中的时间延缓和同时性的相对性，可以得出无论从甲或乙分析，结论是相同的，都是飞船上的甲要比乙更年轻。乙留在地面等待甲，甲乘飞船作太空旅行，甲所乘坐的飞船在启动、调头、减速降落这些过程的加速、减速，都是相对于乙所在的惯性系而言的，所以这些过程没有什么附加的特殊效应，又因这些过程的时间都很短，所以可以将其忽略；而认为甲及其所乘坐的飞船静止不动，乙在飞离甲及甲所乘坐的飞船时，乙在启动、调头、减速这些过程的加速、减速，是相对于甲所处的非惯性系而言的。按照广义相对论的等效原理，相当于考察乙的运动的参考系中有一个引力场，虽然甲和乙都处在这一引力场中，但因他们在引力场中所处的位置不同，因而引力场对他们的影响也就不同。在乙启动及减速降落时，甲和乙距离较近，他们的引力场势相差不大，引力场对他们时间的流逝的影响也相差不大，所以仍可将这部分较短的时间忽略。而在乙调头时，由于甲和乙的距离非常遥远，这时乙的引力场势远高于甲，它使乙的时间比甲流逝得要快的多，或者反过来说，它使甲的时间比乙流逝得要慢的多。这一影响超过了乙相对于甲匀速运动期间速度v对时间的影响，使乙飞行归来与甲会合时，乙仍然要比甲变老了。所以乙调头这一过程在考虑“双生子佯谬”问题时是不能忽略的。运用广义相对论进行计算的结果，可知乙飞行归来与甲会合时，甲仍然是21岁，而乙是90多岁。 1966年用μ子作了一个类似于双生子旅游的实验，让μ子沿一直径为14米的圆环运动再回到出发点，实验结果表明运动的μ子的确比静止的μ子寿命更长。

唉，楼上没有一个答对的。所谓双生子佯谬，是指根据狭义相对论，在相对运动的两个参考系看来对方都应该更年轻，那么飞船回到地球后，到底谁更年轻？相对运动速度越大时间越慢的狭义相对论解释其实就是“简简单单”网友说的那样，这也是爱因斯坦最早提出“相对时间”的本意，在狭义相对论中的钟缓效应是相对的。但是用狭义相对论并不能真正解决双生子佯谬问题，那个要到用广义相对论。在广义相对论中，加速系等效于引力场，会导致绝对钟缓效应，因此飞船来回走一圈，如果够快，那么飞船人的固有时要走的慢，于是就年轻了。所以梦游居士说的也正确。

简单说几个方面。1、先说问题“双生子佯谬”。不再赘述问题描述、解释、演绎等等。直接指出一点：“双生子佯谬”，是要干嘛？是对(狭义)相对论的质疑。那么，很多学习相对论的人，甚至科研人员、科学家，都绕晕了！有时候说“双生子佯谬”对；有时候说相对论正确。其实，指南是：“佯谬”对，则相对论有问题？相对论正确，则“双生子佯谬”肯定错！2、那么，现在前沿理论物理学，为什么陷入这个尴尬境地？不知所云？无所适从？因为就是都还没有真正明白《相对论》！或者都无法证明《相对论》是绝对正确的！才会有“双生子佯谬”，以及“钟慢现象”，这两个最有名的谬论！我直接断言之：谬论！3、一般人，包括科学界，只敢说"佯谬"。佯谬是看上去错误，但实际上解释得通的。如果“双生子佯谬”，以及“钟慢现象”，那么反而《相对论》就不通了。本来就是质疑。科学逻辑：质疑成立，那么理论被推翻！【归谬法】。《相对论》错了！错了吗？4、爱因斯坦本人，到最后，自己也觉得《相对论》“可能不对”！至少，不完美！废话嘛！不然，怎么会有这两个质疑(当然，不止两个)！但是《相对论》真错了吗？恐怕未必！所以，称“双生子佯谬”，以及“钟慢现象”为佯谬！其实就是糊涂账……呵呵。5、看了公开的、未公开资料，大量的所谓“科学”“论述”……简单是笑翻！错误百出！难道，连爱因斯坦都没有把握，我就能够有把握？！我比爱因斯坦，还伟大吗？！反正，我可没有说；但是我看出有关的种种错谬。那你说我是懂得，还是不懂得？不说别的太多，就是上述，指出来的，有多少人包括科学家，都迷茫的。一目了然。6、点一下问题点吧。对于双生子佯谬的疑问？不必疑问，双生子佯谬，就是悖论。不敢肯定《相对论》，不敢否定“双生子佯谬(悖论)”，只是你们，都没有把握证伪。而没有把握证伪，无非对真理没有把握。具体的科学论证，我就不在此披露；我就简单说：双生子不管怎么折腾，回到地球，那都是结果消除了过程的种种差别！所以一定不会、也绝对不可能，产生谁比谁年轻的问题！就是如此简单的结论！弄不明白，就是绕晕，乱了！为什么会绕晕？就是不是真正懂得《相对论》量子力学甚至一系列更加高等级的文明！连《相对论》也没有搞懂，还“论证”，只会得出错误！7、所以，我多年之前研究理论物理，《相对论》、量子力学等，就不会“被绕晕”。佛菩萨之般若智慧！看这半级文明等级都未必达到的地球文明，当然是一目了然！当然，不能只是哲学宗教的说法，就当作科学；须得具体。否则宗教包办所有诺贝尔奖。

双生子佯谬故事其实就是：一对双胞胎，哥哥乘坐飞船去宇宙耍一圈回来，问到底哥哥弟弟谁更年轻？而狭义相对论又告诉我们“运动物体时间会变慢”，但是问题关键在于，哥哥和弟弟，都可以认为自己是静止，对方在运动，哪到底谁在变慢？我们先来分析哥哥的行为，哥哥最开始和弟弟一起静止地面（称为阶段1），然后哥哥乘坐飞船开始加速（称为阶段2），加速到速度v后做匀速直线运动（称为阶段3），开始减速（称为阶段4），到达某星球后静止（阶段5），开始反向加速往地球走（阶段6），达到速度v后做匀速直接线运动（阶段7），开始减速（阶段8），静止于地球和弟弟相会（阶段9）。现在以哥哥为视角，让我们看看哥哥是经历了啥？先看阶段1、阶段5和阶段9：其实哥哥和弟弟都处于相同的参考系，因为都是静止状态（这里假设遥远星球是和地球处于相对静止的状态，确保阶段5和阶段1、9处于同一个参考系）。既然都是静止，哥哥和弟弟处于相同参考系，那么他们的时间流逝速度一致，也就是说这三个阶段，哥哥和弟弟PK时间流逝，大家打成平手。下面看阶段3和阶段7：这个过程哥哥是做匀速直线运动，处于运动惯性系，弟弟静止地球，处于静止惯性系，还是以哥哥为视角，根据狭义相对论“运动物体时间变慢”，哥哥可以认为自己没动弟弟在动，所以这2个阶段，弟弟时间流逝速度慢了，哥哥赢了这两回合（当然此时如果以弟弟为视角，弟弟也会觉得是哥哥时间慢了，但是当前讨论的是哥哥的视角）。到目前为止，哥哥2胜3平。下面分析阶段2：哥哥加速离开弟弟，由于哥哥具有加速度，处于非惯性系，“运动物体时间变慢”未必正确了，但此时通过往期的文章我专门分析过，这种非惯性系情况下要看哥哥的受力方向，受力远离弟弟，弟弟时间变慢，受力指向弟弟，弟弟时间变快，其效应的大小与以哥哥视角下兄弟两人的距离有关（如果你不明白为什么，可以看看往期文章，这里不再详细讲解）。由于哥哥是刚刚离开弟弟，兄弟两人距离很近，所以相对论效应比较弱，又因为哥哥受力是远离弟弟，所以弟弟时间变慢，得出结论，这个阶段还是弟弟变慢，只不过变慢的非常少、很微小，这一次哥哥又赢了（不过赢的不多）目前为止，哥哥3胜3平。继续分析阶段4：由于哥哥是减速，也会有加速度，处于非惯性系，受力指向弟弟，且兄弟两人距离非常远了，所以相对论效应不仅明显，而且明显的过分，受力又指向弟弟，所以弟弟的时间会猛然加速的非常大，所以这一回合，哥哥完败，败的很惨（不了解加速情况下，受力方向与两者距离对时间影响的朋友，可以去看往期文章，否则蒙圈）。目前为止，哥哥3胜3平1负。继续看阶段6：哥哥开始反向加速，由于受力依然指向弟弟，且兄弟间距离非常远，所以最终结论还是：哥哥继续完败，败的还是很惨。目前为止，哥哥3胜3平2负。最后看阶段8：哥哥开始减速准备和弟弟见面，由于减速，也会有加速度，处于非惯性系，受力远离弟弟，所以弟弟时间变慢，但是此时兄弟两人距离较近，所以弟弟时间只慢一点点，但是哥哥还是总算掰回一局。目前分析完毕：哥哥4胜3平2负。目前大家是否觉得好奇，哥哥是4胜哦，总体速度应该比弟弟快，弟弟应该更年轻才对？其实不是，因为哥哥4胜中有2胜是非常微弱的胜，但是哥哥的2惨败却败的非常惨烈，以上的每个阶段都可以定量计算的，可以用狭义相对论+洛伦兹公式算出每个阶段“哥哥领先多少”，通过量化计算，你会发现，弟弟遥遥领先哥哥（计算过程很复杂，要用到微积分，且必须熟练玩转洛伦兹变换才行，这里就不详细说了）。最后再把过程梳理下，大家就明白了：1、哥哥和弟弟静止于地球：弟弟时间流逝和哥哥保持一致。2、哥哥开始加速：弟弟时间变慢了，但是慢的很微弱。3、哥哥做匀速直线运动：弟弟时间依然变慢。4、哥哥做减速运动：弟弟时间变得非常快。（该阶段弟弟时间会快很多，会反超哥哥）5、哥哥静止于遥远星球：弟弟时间流逝和哥哥保持一致。6、哥哥反向加速离开：弟弟时间变得非常快。（该阶段弟弟时间会变快很多，会把领先扩大很多）7、哥哥做匀速直线运动：弟弟时间变得慢。8、哥哥做减速运动：弟弟时间还是变得慢，但是慢的很微弱。9、哥哥回到地球：弟弟时间流逝和哥哥保持一致。

既然把这个称为佯谬，说明是已经被解决了的悖论。而且这个悖论是可以在狭义相对论框架中解决的。用一点广相的知识可以帮助理解。佯谬的意思是，看上去好像不对，但其实是对的。所以这个本身就不是一个没有解决的问题，只是人们创造出来用来“骗人”的。双生子佯谬是基于狭义相对论的对等性原理，认为一个人在火箭上和一个人在地球上是对等的，所以A会觉得B年轻，B会觉得A年轻，得到看似矛盾的问题。相对论中确实钦定了一类参考系叫做惯性系，也没有任何逻辑上的纰漏。历史上一系列实验（如Michelson–Morley）支持了相对论，所以相对论被普遍认为更正确；而不是说相对论不需要钦定一个以太系，所以理论上比伽利略时空观更有优越感。伽利略时空观需要钦定一个以太系，逻辑上没有任何纰漏，否定它的只是实验。双曲线的数学定义是，2个坐标的平方差为常数，时空矢量既然沿着双曲线变换，这也就是说时间的平方减去空间的平方，是一个与参照系无关的数。光速的绝对性是大家熟知的了，但还有一个绝对的东西，在相对论中的地位比光速的绝对性要重要得多。这个绝对的东西，有点数学基础的话，是很容易就可以看出来的.双生子要确认到对方比自己老，必要的条件是重新见面，而这个条件如果不经过加速并突破惯性参照系是无法实现的。否则他们互相之间持续远离，两人处于不同的时空，比较谁比谁老没有意义

通俗解释相对论的例子当数双生子佯谬最为有名，也有人称之为双生子悖论。我们来做一个思想实验：有一对双生子打了个赌，其中一位驾驶着宇宙飞船以接近光速的速度去做星际旅行，当这位星际旅行者远航归来与他的孪生兄弟重逢时，看看他是否比他的孪生兄弟年轻，以验证狭义相对论的时间相对性效应 --- 通俗的说法就是：运动的时钟变慢。 那么这个思想实验会得出佯谬还是悖论呢？ 双生子问题其实并不会遇到逻辑上的困难，这对孪生兄弟可以比较从他们分别的那一刻开始到重逢的这一刻结束各自流逝掉的时间，因为他们共同拥有这两个珍贵的时刻。这样说不违反“同时性”的相对性原则 --- 根据狭义相对论，不同的参照系没有一个共同的“此时此刻”，在思念的日子里，这对孪生兄弟不能各自遥想与对方“共此时”，但是在分别和重逢这两个时刻，他们处于同一个参照系之中。 所以这对孪生兄弟只要在重逢的那一刻拿出各自的时钟或日历来比较一下，就可以知道谁的时间过的慢，从而确切判断是不是远航归来的兄弟比留在家里的兄弟年轻，如果不能仅仅从双方外貌的变化看出来的话。这个判断结论双方都会认可，不会有争论。 这样看来，双生子问题不可能是悖论。 之所以有人称之为双生子悖论，是因为根据狭义相对论的 “时间膨胀”效应或“钟慢”效应，做匀速相对运动的两个参照系或惯性系上的观察者，互相看着对方的时钟走的慢，双方处于完全对等的地位或双方之间是完全对称的关系，任何一方都有相等的权利认为自己相对于对方是静止的，宣称是对方相对于自己在运动。假设星际旅行者驾驶着飞船相对于地球以匀速启航又以匀速返航 --- 飞船起飞和降落过程中加速和减速的时间忽略不计的话，星际旅行者和他留在地球上的孪生兄弟都会认为是对方的时间过的慢，他们都会坚持说待到重逢时，自己老了很多，而对方还会是当初那个少年的模样。 所以双方从各自的立场观察得出的结论都是对的，不可能也不需要有一个裁判来做出客观公正的裁决。 这样说来，这个思想实验得出的结论又是逻辑上的自相矛盾或逻辑悖论。 但是细细想来，上述推论过程忽略了星际旅行者和他的飞船到达星际目的地后转变航向的过程，星际旅行者不是全程都处于同一个惯性系之中，而是在往返两个半程旅程中相对于他的孪生兄弟分别处于两个不同的惯性系之中。 如果星际旅行者不改变航向相对于地球一直做匀速飞行，那么这对双生子之间的对称就不会被打破，他们都认为是对方的时钟走的慢。但是他们之间的这种对称关系，因为星际旅行者在飞船转向的过程中切换了惯性系而被打破了。 这样双生子问题就涉及了三个惯性系，因而不能简单套用单纯两个惯性系之间的时间相对性原则。 或许有人会认为，星际旅行者依然有相等的权利认为自己相对于对方始终处于静止状态，宣称是对方转换了运动方向切换了惯性系，所以双生子之间的对称并没有被打破。 那么，双方之间的对称是否由于星际旅行者转变航向而被打破，双方能否就此达成一致，就成了解决双生子悖论的关键。 搞清楚这个问题其实并不困难，星际旅行者和他的飞船在转变航向的过程中需要经历加速度的过程，在这个过程中星际旅行者所在的惯性系已经变成了非惯性系。所以说双方的对称状态在星际旅行者经历加速度的过程中被打破了。 或许还会有人辩驳说，星际旅行者依然可以认为是对方经历了加速度的过程，而自己相对于对方还是始终处于静止的状态，双方的对称状态还是没有被打破。 但是有一个不容忽视和争辩的事实：星际旅行者在飞船转向的过程中感受到了飞船对他施加的作用力。 飞船转向时要经历减速和加速两个过程，在这两个过程中星际旅行者会感受到飞船对他施加的后向推力和前向推力，就像我们乘坐飞机的经验：飞机在跑道上减速滑行和加速滑行时，我们会感受到座椅安全带的后向推力和座椅后背的前向推力。 如果星际旅行者认为自己在这个过程中处于静止的状态，他必须承认有一个与飞船作用力方向相反的引力场在平衡飞船对他的作用力，他必须承认他感受到了这个引力场的作用 --- 这正是加速度与引力场的等效性。而留在地球上的孪生兄弟是无论如何都感受不到这个加速度过程或等效引力场的作用的 --- 这里指的当然不是地球引力场的作用，实际上，在双生子问题中地球引力场的时间膨胀效应是可以忽略不计的。 所以，加入了外力的因素作为考量，双方就不能说他们自始至终都处于对称的运动状态，双方都会同意只有星际旅行者经历了加速度的过程，完成了惯性系的切换，而正是这个过程打破了他们之间的对称。 那么，双生子问题就不会是悖论。 爱因斯坦在1905年发表的那篇著名的狭义相对论的论文中提出了双生子问题，在1911年针对双生子悖论做出了回应和澄清，明确指出双生子悖论是基于双生子处于对称和可互换的位置这样的假设，而这样的假设是不成立的。星际旅行归来的孪生子回到家中会发现他的兄弟要比他老很多。 既然双方达成了共识，承认星际旅行归来的兄弟要比留在地球上的兄弟年轻，那么双生子之间的年龄差距该怎样计算呢？ 计算年龄差距有不同的方法或思路，其中最简单的方法就是从留在地球上的孪生兄弟的惯性系看双方的时钟所记录的时间，或者说以留在地球上的孪生兄弟作为观察者，来计算从分别到重逢双方各自流逝掉的时间。这个方法的优点是简单明了，只需要用狭义相对论时间膨胀效应的计算方法即可算出双方的年龄差距，不需要加入广义相对论的时间相对性效应。 伽莫夫在其著名的《从一到无穷大》中提到了一个星际旅行的例子，假设你乘坐着飞船以近乎光速的速度去往距离地球近9光年的天狼星的某一颗行星，当天中午你就抵达了天狼星系，你还来得及当天赶回来吃晚饭。而在你的亲人看来，你往返一趟已经过了18年，对你的亲人来说这漫长的18年等待在你看来只不过是几个小时的光景。 我们修改一下这个例子，飞船的速度没有必要那么快，让飞船多飞一会儿，问题或许会看得更清楚一些。我们假设星际旅行者驾驶着飞船，以86.6%光速的速度驶向这颗夜空中最亮的星 --- 为了使问题简化，这里略去了飞船加速的过程，那么在他留在地球上的孪生兄弟看来，星际旅行者往返一趟大约需要20年，这个时间就是留在地球上的孪生兄弟的时钟所记录的兄弟分离的时间。 根据洛伦兹变换，我们可以计算出，在留在地球上的孪生兄弟看来，星际旅行者的时钟要比自己的时钟慢了一倍，自己的时钟走过了20年，而星际旅行者的时钟只走过了10年，那么星际旅行者的时钟记录的旅行时间就是10年。 所以当兄弟重逢时，各自拿出自己的时钟来比较一下，就可以知道他们之间已经有了大约10年的年龄差距。 你或许会疑惑，这样来计算双生子年龄差距，只是从一个方面来考虑问题，而忽略了另外一个方面：在星际旅行者看来双方的时钟各自走过了多少时间呢？ 是的，你已经看出逻辑破绽了，这种计算思路虽然简单明了，但是却忽视了星际旅行者作为观察者的立场，双方的观察必须一致。 那我们再从星际旅行者的立场或惯性系来看看双方的时钟记录。根据狭义相对论的“尺缩”效应，从地球上看来往返18光年的星际旅程，在相对于地球和天狼星做高速运动的星际旅行者看来收缩变短了，通过洛伦兹变换可以计算出，在星际旅行者看来，他往返只飞行了9光年的旅程，这样星际旅行者的时钟记录也是大约10年，与他的孪生兄弟的观察结果完全一致。所以在星际旅行者的时钟记录问题上双方不会产生分歧。 那么剩下的问题就是，在星际旅行者看来，他的孪生兄弟的时钟走过了多少时间？双方在这个问题上是否也能达成一致？ 在往返两个半程旅程中，星际旅行者同样可以认为他自己处于静止状态，是他的孪生兄弟在以86.6%光速的速度在向相反方向做匀速运动，通过洛伦兹变换可以算出，在星际旅行者看来，他的孪生兄弟的时钟比他自己的时钟慢了一倍，在往返两个半程旅程中他的孪生兄弟的时钟各走过了约2.5年的时间，加在一起大约是5年，与他的孪生兄弟在自己的惯性系记录的时间相差了整整15年！ 那么双生子问题在这里似乎遇到了逻辑上的困难。不过前文已经分析过，星际旅行者转向切换惯性系的过程打破了双方之间的对称关系，所以要解决时钟记录的一致性问题，必须将这个过程加以考察。 事实上，在星际旅行者看来，正是在他转向切换惯性系的过程中，他的孪生兄弟的时钟记录跳跃了15年的时间，这个时间跳变可以用四维时空坐标中双生子轨迹图清楚表示出来，星际旅行者切换惯性系导致双生子四维时空轨迹图中“同时线”的切换 --- 星际旅行者观察的“同时线”，在星际旅行者看来，“同时线”切换相当于他的孪生兄弟的时钟记录跳跃了15年的时间，所以加上这个时钟记录跳变，他的孪生兄弟的时钟记录的总时间也是大约20年，这样就与他的孪生兄弟在自己的惯性系中记录的时间完全一致了。 那么为什么在这个过程中会发生这个时间跳变？这个问题只能求助于广义相对论了。星际旅行者在转向时经历了加速度的过程，在星际旅行者看来，在这个过程中产生了一个等效的引力场，充满了宇宙、无处不在，在这个引力场的作用下，地球和其它宇宙星体在向他做加速运动。 根据广义相对论的“引力时间膨胀”效应，引力场会影响时间流逝速度，引力场强度越大，时钟的速度越慢，时钟速度的差异取决于时钟在引力场方向上的空间距离。所以在星际旅行者看来，正是在这个等效引力场作用下，由于他和地球之间遥远的星际距离，他的孪生兄弟的时钟指针在这个过程中着了魔法般飞速转动，快速转完了15 年的时间。 当然，留在地球上的孪生兄弟不会认为有这样一个等效引力场，使他的时钟在星际旅行者转向过程中突然加快了速度，但是并不妨碍双方就时钟记录达成一致意见，双方都同意远航归来的兄弟比留在家里的兄弟年轻了10岁。 计算双生子年龄差距的思路和方法，还有“多普勒效应”法比较流行，这种方法是通过双方定时向对方发射光脉冲信号，例如每隔一年发射一次，让对方知道自己的时间进程，双方根据接收信号的频率来判断对方的时间流逝速度，根据接收信号的频率变化，即信号频率的“红移”和“蓝移”效应，来判断对方的时间是“膨胀”还是“收缩”。 这种方法是验证双方时间进程的一种聪明省力的方法，从分别到重逢，双方各自发射的信号的次数与对方接收的信号的次数总会是一致的，而发射信号的次数则代表了发射方流逝的时间，所以只要在重逢的时刻，互相确认收发信号的次数，双方就可以互相确认时钟记录并达成一致。其实这种方法与双方在重逢的时刻比较时钟记录可以说是一回事儿，区别就是双方在分开的过程中不断向对方通报时间进程罢了。 但是这种方法却不能说是解释双方的时间进程何以产生差异，或者说双方时间进程的对称性何以被打破的正确方法，因为不能将信号传输的多普勒效应与相对论的时间膨胀效应混为一谈，以各自接收信号的频率来判断对方时钟的速度，虽然“多普勒效应”法已经考虑进了狭义相对论的时间膨胀效应。 总之，不论用哪种方法，双生子都会就双方的年龄差距达成一致意见，尽管双方就年龄差距产生的原因会有不同看法。

双生子佯谬解释为：不同惯性系中，绝对同时无意义。就象相隔300万公里，我看到你的钟比我的慢10秒，你看到我的钟比你的慢10秒，如果你不相信光的传播需要时间，你就会认为这个非常矛盾。由于地球可近似为惯性系，甲要经历加速与减速过程，是变加速运动参考系，真正讨论起来非常复杂，因此这个爱因斯坦早已讨论清楚的问题，被许多人误认为相对论是自相矛盾的理论。如果用时空图和世界线的概念讨论此问题就简便多了，只是要用到许多数学知识和公式。在此只是用语言来描述一种最简单的情形。不过只用语言无法更详细说明细节，有兴趣的请参考一些相对论书籍。我们的结论是，无论在哪个参考系中，甲都比乙年轻。因为甲是经过加速的，你看刚开始在地球上，于乙的相对速度为0，而后来速度接近光速了（注意是接近）。为使问题简化，只讨论这种情形，火箭经过极短时间加速到亚光速，飞行一段时间后，用极短时间调头，又飞行一段时间，用极短时间减速与地球相遇。这样处理的目的是略去加速和减速造成的影响。在地球参考系中很好讨论，火箭始终是动钟，重逢时甲比乙年轻。在掉头过程中，地球由火箭后方很远的地方经过极短的时间划过半个圆周，到达火箭的前方很远的地方。这是一个"超光速"过程。只是这种超光速与相对论并不矛盾，这种"超光速"并不能传递任何信息，不是真正意义上的超光速。如果没有这个掉头过程，火箭与地球就不能相遇，由于不同的参考系没有统一的时间，因此无法比较他们的年龄，只有在他们相遇时才可以比较。扩展资料：有一对双生兄弟，其中一个跨上一宇宙飞船作接近光速的长程太空旅行，而另一个则留在地球。结果当旅行者回到地球后，我们发现他比他留在地球的兄弟更年轻。这个结果是由狭义相对论所推测出的（移动时钟的时间膨胀现象），而且是能够透过实验来验证：我们能够探测到于大气层上层产生的μ介子。如果没有时间膨胀，那些μ介子在到达地面之前就已经衰变了。火箭掉头后，甲不能直接接受乙的信息，因为信息传递需要时间。甲看到的实际过程是在掉头过程中，地球的时间进度猛地加快了。在甲看来，乙先是比甲年轻，接着在掉头时迅速衰老，返航时，乙又比自己衰老的慢了。重逢时，自己仍比乙年轻。也就是说，相对论不存在逻辑上的矛盾。参考资料来源：百度百科-双生子佯谬

双生子佯谬是一个有关狭义相对论的思想实验。内容是这样的：有一对双生兄弟，其中一个跨上一宇宙飞船作接近光速的长程太空旅行，而另一个则留在地球。结果当旅行者回到地球后，我们发现他比他留在地球的兄弟更年轻。这个结果是由狭义相对论所推测出的（移动时钟的时间膨胀现象），而且是能够透过实验来验证：我们能够探测到于大气层上层产生的μ子（渺子，曾被称为μ介子）。如果没有时间膨胀，那些μ子在到达地面之前就已经衰变了。扩展资料：双生子佯谬由来：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。参考资料：百度百科-双生子佯谬