根據(jù)雙生子佯謬，兩個時鐘或者人以不同速度移動，度過時間的速度也不同。雙生子佯謬是當(dāng)代物理一個證實了時間膨脹的奇怪現(xiàn)象的想法性試驗，由愛因斯坦相對論提出。

圖解: 根據(jù)孿生佯謬，以不同速度移動的兩個時鐘（或人）以不同的速率經(jīng)歷時間。

有一對雙胞胎名為Biff和Cliff。在他們20歲生日的時候，Biff決定登上宇宙飛船飛往外太空，以接近光速飛行。他以這種速度旅行約五年，在25歲的時候返回地球。

另一邊，Cliff留在了地球。結(jié)果，當(dāng)Biff返回地球的時候，Cliff已經(jīng)95歲了。

這其中發(fā)生了什么？

根據(jù)相對論，兩個參照物有區(qū)別移動，經(jīng)歷的時間也有所不同，這個過程被稱為時間膨脹。因為Biff的移動過快，實際上時間的移動速度比他慢。這可以用相對論的其中一個標(biāo)準(zhǔn)理論“勞倫茲轉(zhuǎn)換”來得出精確計算。

雙生子佯謬其一

第一個雙生子佯謬不是一個真正意義上的科學(xué)佯謬，但它是有邏輯的：Biff究竟幾歲？

Biff度過了生命中的25年，但他也是跟95歲的Cliff同一時間出生。那他到底是25歲還是90歲呢？

在這種情況下，答案是“兩個年齡都是”，這取決于你用哪種方法衡量年齡。根據(jù)他的駕駛證（毫無疑問地過期了），用地球時間來衡量，他是90歲。再根據(jù)他的生理， 他仍是25歲。沒有一個年齡是正確或錯誤的，盡管如果他試圖申請社會福利，社保局可能會反對。

雙生子佯謬其二

第二個佯謬比較科學(xué)，也能真正符合科學(xué)家談及相對論時的想法。整個設(shè)想立基于“Biff移動速度過快因此時間流逝相對較慢”的概念。

問題在于相對論只涉及到相對運動。所以當(dāng)你站在Biff的角度思考時，他將一直保持靜止，而Cliff才是那個高速運動的人。

以這種方式進(jìn)行的計算難道不應(yīng)該意味著Cliff的衰老速度更慢嗎?相對論不是意味著這些情況是對稱的嗎?

現(xiàn)在，如果Biff和Cliff都在飛船上以同等不變的光速反方向旅行太空，這個論點將會完全正確。狹義相對論的規(guī)則是控制參照物的速度或慣性不變，可表明兩者之間的相對運動才是重要的。事實上，如果你以不變的速度移動，在你的參照系中甚至沒有一個實驗可以進(jìn)行，因為沒有靜止的參照物與你區(qū)分。（甚至如果你將自己與飛船外的其他參考系相比，你也只能判斷出有一個同樣的“你”在運動，但無法準(zhǔn)確指明是哪一個。）

但這里有一個非常重要的差別：Biff在這個過程中是加速的。Cliff在地球上呆著，意味著他是靜止的（盡管事實上地球有在進(jìn)行公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)）。Biff坐在一個經(jīng)歷著集中加速度到接近光速的飛船上。根據(jù)廣義相對論，這意味著會有真正的物理實驗可以放在Biff身上，揭示出他正在加速。同樣的實驗也可以證實Cliff沒有在加速，或是說加速度比Biff小很多。

一個重點因素在于Cliff一直只處在一個參照系中，但Biff事實上處在兩個參照系中—一個是他正在遠(yuǎn)離地球，同時他也正在返回地球。

所以在科學(xué)家的設(shè)想里，Biff的情況和Cliff的情況并不是完全對稱。Biff一定是那個經(jīng)歷著最明顯的加速度的人，也因為如此他度過的時間是最少的。

雙生子佯謬的歷史

這個佯謬以另一種不同的形式最早由Paul Langevin于1911年提出，強調(diào)了加速度是導(dǎo)致差別的最至關(guān)重要的因素。Langevin認(rèn)為加速度

有絕對的意義。盡管在1913年，Max von Laue證明了就算沒有加速度，也只需兩個參照系就足以解釋佯謬中的差別。

相關(guān)知識延伸閱讀

雙生子佯謬是一個有關(guān)狹義相對論的思想實驗。有一對雙生兄弟，一個登上一宇宙飛船作長程太空旅行，而另一個則留在地球。結(jié)果當(dāng)旅行者回到地球后，他發(fā)現(xiàn)自己比留在地球的兄弟更年輕。

圖解：孿生悖論的閔可夫斯基圖。雙胞胎的軌跡有差異：船的軌跡在兩個不同的慣性幀之間均分，而基于地球的孿生體停留在同一慣性框架中。

時空圖，又稱閔可夫斯基圖，用以表示閔可夫斯基時空的事件的坐標(biāo)。它是一種理解狹義相對論現(xiàn)象的工具。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學(xué)名詞

3. thoughtco–鄭佩瑜- Andrew Zimmerman Jones