坐在光速飛船里的人，會感覺到時(shí)間靜止？很多人都理解錯(cuò)了！

提到相對論，總是會牽扯到光速和時(shí)間的問題，尤其是“時(shí)間膨脹”現(xiàn)象總會讓不少人感到迷惑。

何為時(shí)間膨脹？

簡單講：速度越快，時(shí)間就越慢。但如果你僅僅從字面上理解，很可能就會理解偏差。

光速飛行時(shí)間就會靜止，其實(shí)是對相對論的誤解，沒有真正弄明白狹義相對論的本質(zhì)。

首先一點(diǎn)，飛船不可能以光速飛行，這是相對論不允許的。

光子的靜止質(zhì)量為零，所以可以光速飛行。而任何靜質(zhì)量不為零的物體，都不可能達(dá)到光速。速度越大，質(zhì)量就越大。如果想要達(dá)到光速，需要無窮大的能量才可以，顯然這是不可能的。動質(zhì)量與靜質(zhì)量的關(guān)系如下：

既然不能以光速飛行，這里就把光速飛行換成“亞光速飛行”。

亞光速飛行時(shí)，時(shí)間膨脹（鐘慢效應(yīng)）和質(zhì)增效應(yīng)都是非常明顯的，也是客觀存在的。但請注意，所謂的“時(shí)間膨脹”是在兩個(gè)不同參照系之間對比的結(jié)果，而不是一個(gè)人感受到的“本證時(shí)間”（也就是自己的時(shí)間）。

舉個(gè)例子，你在現(xiàn)實(shí)中吃一頓飯要10分鐘，那么你乘坐亞光速飛船吃飯同樣需要10分鐘。也就是說，你本人并未感覺到時(shí)間變慢了。

所謂的時(shí)間膨脹，是另一個(gè)參照系（比如地球上的我）看到你的時(shí)間變慢了，亞光速飛行的你在我眼里都變成了“慢動作”，你吃一頓飯可能花費(fèi)了1小時(shí)甚至更久，甚至打個(gè)噴嚏都要好幾分鐘，這在我眼里會感到不可思議，就像電影中的慢動作回放一樣。

而且，越是接近光速，這種“時(shí)間膨脹”的效果越明顯。有一個(gè)公式能非常直觀地看出時(shí)間膨脹的效果：

其中△t′就是地面上的我觀察飛船上的你時(shí)間，△t為地球上我的時(shí)間，V是飛船的速度。當(dāng)V無限接近光速C時(shí)，△t′趨于零，意味著你基本上是靜止的動作。

其實(shí)時(shí)間膨脹的核心就是光速不變原理，如果光速也有相對性，那么就不會有時(shí)間膨脹現(xiàn)象。

由于光速不變，飛船上的人感受到1秒，在地面上感受到的會大于1秒，看下面兩圖就明白了，光子的飛行路徑不一樣。飛船上的人看到的光子是直上直下的，而地球上的人看飛船上的光子是斜線，速度不變（光速不變）而路程變大，當(dāng)然時(shí)間就膨脹了！

看到這里，或許有人已經(jīng)感覺到哪里不對勁了！

對了，這就是著名的“雙生子佯謬”。

一對雙胞胎兄弟，弟弟在地球上，哥哥乘坐亞光速飛船離開地球。按照剛才所說的時(shí)間膨脹，由于哥哥的速度達(dá)到了亞光速，地球上的弟弟會看到哥哥的時(shí)間流逝速度很慢。如果哥哥再次返回地球，會發(fā)現(xiàn)弟弟比自己更老了，而自己卻依然很年輕。

不過由于時(shí)間是相對的，飛船上的哥哥看地球上的弟弟，也會發(fā)現(xiàn)弟弟的時(shí)間流逝速度變慢了。

問題就來了：到底誰的時(shí)間變慢了？

哥哥和弟弟都沒有錯(cuò)，因?yàn)樗麄兌际且愿髯缘囊暯莵砜创龁栴}的，兩者看似矛盾的結(jié)果其實(shí)并不矛盾，由于他們處于不同的參照系，他們之間的結(jié)論比較就失去了意義。他們得出的結(jié)論都是以各自的“本證時(shí)間”來定義的。

而只有哥哥和弟弟重新回到同一參照系，他們的比較才更有意義，比如說哥哥再次返回地球。

而如果哥哥想返回地球，勢必有減速加速的過程，由于狹義相對論有一個(gè)前提是“慣性系”，而加速減速不屬于慣性系，所以就不能再用狹義相對論來解釋（非要用的話也不是不可以，不過非常麻煩，需要把哥哥減速加速的過程分割成無限個(gè)“慣性系”，用到微積分）。

而這時(shí)候用廣義相對論就很好解釋了。按照廣義相對論詮釋，慣性力等效于引力，也就是說哥哥減速加速的過程其實(shí)等效于經(jīng)歷了巨大的引力，而“引力越大，時(shí)間流逝速度就越慢”（比如說在黑洞附近，黑洞引力巨大）。所以，實(shí)際上還是哥哥的時(shí)間流逝速度變慢了，弟弟并沒有經(jīng)歷任何減速加速過程。

等到哥哥返回地球，可能會發(fā)現(xiàn)弟弟已經(jīng)白發(fā)蒼蒼，甚至可能已經(jīng)離世，這取決于哥哥所在飛船的飛行速度到底有多接近光速。所以說，所謂的“雙生子佯謬”也僅僅是“佯謬”而已，一點(diǎn)也不矛盾。廣義相對論能給予很好的解釋，也很簡單。

總結(jié)下，所謂的“速度越快，時(shí)間越慢”是有前提的，需要是兩個(gè)參照系之間的對比，而不是本身感受到的“本證時(shí)間”（自己的時(shí)間）！