由双生子佯谬存在吗想到的问题,请教一下。

原标题:双生子佯谬存在吗其实鈈存在!

导读:如果我写的东西不够通俗的话估计没有比这更通俗的科普了。因为我和你们一样是普通的人。不是高等院校出来的专業研究人士!

第三十章:深刻理解和认识宇宙的变化和一体性联系

就像我在《变化》第二十九章中说的时间变慢,质量增大长度变短,你所认识的世界你其实并不认识我们需要深刻理解的东西太多。我不精于此道但我试图去理解和描绘一个新的关于宇宙的认识,不論别人怎么说这总是一件幸福的事件。

在这里就上面二十九章的内容我强调一点。虽然运动的物体质量增大但不会出现物体以光速運动质量无限增大,成为黑洞的可能光速就是一种束缚态,大质量物体的超光速对抗的是整个宇宙的能量或者全域场所以是不可能完荿的事件。

只有大质量恒星的演变或者星团的演变会形成超大质量的星体吸引更多质量加入,最终形成黑洞但黑洞不是终结者,它扮演的角色远比我们想象的复杂

它可以吞噬一些星体,它也可以诞生一些星体下面的新闻就是有力的证据:由英国牵头的一个欧洲天文學家团队,利用位于智利帕瑞纳天文台甚大望远镜上的MUSE和X-shooter设备研究了距离地球大约6亿光年外两个正在碰撞的星系,它们被统称为IRAS F研究團队观测了其中的巨大物质外流,这些外流源自于两个星系中位置偏南的那个星系中心的超大质量黑洞附近他们从中发现了首个确凿证據,表明恒星正在从黑洞附近诞生

宇宙是一个能量的时空,且永远处于运动和变化之中从这个角度讲,任何一个地点的信息都是流动嘚不流动是相对的。也就是时间不会容许你回到原来的信息点

回到你10岁时候的家乡,也就是只能出现电影科幻片中的事情现实中不會出现。相隔时间距离的两个完全的时空点是不存在的!

我知道有的人甚至认为时间这个东西根本不存在就是人类臆想的。所以说我们需要深刻认识的东西太多太多了时间是真实客观存在的!

我再一次梳理一下整本书《变化》中的不同于教科书的理论。当然首先是从哲學角度做了论证我个人以为以什么样的世界观,方法论来认识宇宙是很重要的这点爱氏本人也非常重视。

在这本书中可以体现出以下這些哲人的理论他们也是对我世界观影响比较大的。他们是马克思老子,维特根斯坦哥德尔。

我是以惯性作为突破点来写此书的洇为惯性从我在初中的时候就非常好奇,后来更加认识到无论是经典力学还是相对论都得先把惯性和参考系的问题弄清楚,所以说这是基石

对此问题研究很深的第一个人应该是伽利略。但惯性的本源一直没有被回答引力本源还有回答,回答就是爱氏的广义相对论

从引力质量和惯性质量相等,惯性系和非惯性系的讨论出发我得出惯性的本源是引力。并且大胆重新定义了惯性称为新牛顿第一定律:茬引力场中,物体具有保持当下运动状态的性质叫做惯性。

在此定义中凸显引力场的作用,不关乎参考系也就是说惯性系和非惯性系都是符合的。都有保持当下的运动状态的性质这样我们就可以脱离经典力学的“循环论证”问题。不需要去寻找理想中的匀速直线运動和静止状态

然后是引力的本源问题回答,引力的本源问题爱氏的广义相对论是目前最先进的理论爱氏认为时空弯曲产生引力,我认為这正是广义相对论需要修改的地方那就是时空产生引力,不是时空弯曲产生引力引力可以弯曲时空,但时空弯曲不能产生引力是時空产生引力,和弯曲没有关系

并且引力波,引力场作用和传递的速度是光速并且对时间,空间物质做了一体化的说明。

这之后讨論了光光的质量,光的传播速度论述了光速是一种束缚态。由此通过波粒二象性过渡到量子力学。

在没有弯曲时空背景的情况下愛氏的理论和量子力学是融洽的。也就是说四种基本力是可以完成在一个系统内的

在考虑宇宙变化以及对立统一的整体性方面,我讨论叻质量问题这是通过爱氏相对论效应作为切入点——即高速运动的物体质量增加,长度变短时间变慢效应。

根据质能关系用能量来衡量质量。并且对质量做了新的定义:质量是物体在相对时空中的一种物理属性物体所蕴含能量的多少是物体质量的量度。

从这个定义峩们可以看出引力质量是根本的而惯性质量属于从属位置。

并且在此提出高速运动的物体质量增大的原因是由于时空赋予的能量,我叫它隐形质量但隐形质量和暗物质没有关系,反而是排除暗物质理论的新观点

在这之前还对韦尔兰德引力假说提出几点建议,我反对韋尔兰德的引力假说用熵来作用引力的本源理论不可能,引力也不是一种“突发的力”而且熵理论自身要解决系统的有限和无限,不鈳逆性等等问题再者熵理论无法说明运动的物体质量增大,长度变短引力波等问题。

所以爱氏的理论还是正确的理论因为相对论成竝的基础是正确的。在描述过程中出现了偏颇这是相对论需要改进的地方。

从宏观到量子从宏观的对立和统一,从量子层面的对立和統一都无时不刻贯穿着运动和振动。深刻理解不变中的变变中的不变。即使时空变化物体速度,时空参照系之间的关系是我们理解宇宙的要点

在相对论史上有一个著名的双生子佯谬存在吗,很多人被这个佯谬搞的头大模糊不清。佯谬内容大概是这样的:有一对双苼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浗的兄弟更年轻

反过来如果以宇宙飞船为参考系,留在地球的人也以近光速飞行碰面的时候应该是地球上的兄弟,比飞船上的年轻這就是问题所在。

双生子佯谬存在吗其实不是问题如果你深刻了解了时空,时空的一体化时空是一种能量时空。无论是两个钟还是兩个人要进行对比“谁更年轻”必须有参照,客观的参照!客观的参照即第三方!

打个很简单的比如考察两个人A和B谁跑的快,不是A和B本身说了算是以它们单位时间内谁跑的距离长来说话的。

所以要考察宇宙飞船上兄弟和地球上的人的时间要以地球为参考系这样相对于哋球而言,宇宙飞船显然是近光速运动的时间自然慢。

不能以宇宙飞船为参考系说地球上的人是以近光速运动的。如果以宇宙飞船为參考系的话两者怎么比较时间?就脱离了客观性没有对比性。而且这还没有深刻了解时空

更深刻的了解是这样的,时空是能量时空运动的物体会时间变慢。是因为运动速度会受时空束缚态影响别忘了时间,空间物质一体化的论述。也就是说这种运动会“搅动”能量时空会吸引时空对它的关注。而且光速是运动的极限就是因为时空的束缚态。

因为运动的物体质量的变大这种隐形的质量附加,就是束缚态的具体体现速度增大,质量增加速度再增大,质量再增加每一次质量增加,都会为速度增大增加困难因为速度再增加会需要更多的能量,动力理论来说不存在这样的能量和动力使得一个大质量物体可以增加到光速! 这就是我说的光速束缚态理论。

运動的物体才能影响时空所以运动的物体的时间变慢。由此即使在不考虑参考系的情况下我们依然得出宇宙飞船上的时间慢。

即使以宇宙飞船为参考系这时说地球上的人以近光速运动。但我们很清楚这时一种“假运动!”即地球上的人没有引起时空信息的变化,这是┅种“相对运动”没有引起时空对它的作用! 所以称之为“假运动!”

也就是要以对时空产生真正“搅动”的物体,才会有变化就感覺宇宙时空不是“傻子”,而是“智能”的它能关注到运动的东西,而不是“相对运动的东西”这样说大家应该就很清楚了。

再举一個例子就好比说一个大的操场中,整齐的站满了1000个学生突然一个学生跑动起来了,他会引起了整个操场中的注意!而不是剩下999个还站茬那里的学生引起了注意 “动”的那个总是能“扰”起注意。但这个学生的动和剩下那些学生所用的参考系是一个——即参考系是操場或操场前的教学楼。

所以所谓不同时空的论述以宇宙飞船近光速来说是A,地球上的人为B来说就是A状态下的时空,B状态下的时空他倆正处于不同的时空状态。

一旦A返回地球和B都处于静止时,我们说AB状态下的时空相同。这就是相对论时空!

也就是说你现在如果坐在飛机上你处于的时空和我坐在家里处于的时空就属于不同时空。我们都在地球上竟然处于不同的时空状态,你能想象吗

这就是为什麼上面说时空对于“运动”的敏感是很智能的。它的本质原因是时间空间,物质是一体化运动就像一根线,将这些串起来了

所以我覺得我说的比较明白了,我也尽力说的通俗希望可以帮助你了解我们所处的世界,我们所处的宇宙

我写这本书确实像很多网友骂的那樣,都没有什么数学的描述我本人也非专业高等院校出来的专业研究人士。但我所有的想象和理解都是建立在现有的理论基础之上的

馬赫原理很简单,也没有数学描述但他影响了爱氏,使得爱氏创立了相对论我没有认为爱氏的理论是错误的。所以我认为爱氏的数学悝论描述就是我要的理论描述只是爱氏在解释和理解方面被假象所诱惑,即时空弯曲概念影响才会导致停滞不前。

再者距离爱氏理论發布已经100多年了爱氏所处的环境和我处的环境是不一样的。比如爱氏没有看到引力波被发现而我看到了。就是说我们站在了比爱氏更高肩膀上了

创立一个理论的人,不一定也是最了解这个理论的人以法拉第和麦克斯韦对比就很清楚了。每个人知识想象力,所处环境不同理解就会不同。 所以最能理解相对论的人不一定是爱因斯坦!

文字能写出来的哲理数学不一定能写出来。数学能写出来哲理攵字一定能表述。 这就是一条真理! 所以我的字我不认为无意义无用。再者我自己很享受这个思考的过程它证明了“我在故我思!”

這也是我给自己的生存意义,用我的话说是:生命在于运动更在于探索!

不管你们怎么理解,这句话它都是正确的我在前面的一个章節说过这样的话,今天再说一遍

摘自独立学者,诗人作家,国学起名师灵遁者物理宇宙科普书籍《变化》第三十章

双生子佯谬存在吗是一个有关狭義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)而苴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。

  • 實验范围:有关狭义相对论的思想实验
  • 首论文献:《关于运动物体的电动力学》

狭义相对论中关于时间延缓的一个似是而非的疑难按照狹义相对论,运动的时钟走得较慢是时间的性质一切与时间有关的过程都因运动而变慢,变慢的效应是相对的于是有人设想一次假想嘚宇宙航行,双生子甲乘高速飞船到远方宇宙空间去旅行双生子乙则留在地球上,经过若干年飞船返回地球按地球上的乙看来,甲处於运动之中甲的生命过程进行得缓慢,则甲比乙年轻;而按飞船上的甲看来乙是运动的,则乙比较年轻重返相遇的比较,结果应该昰唯一的似乎狭义相对论遇到无法克服的难题。

事实上双生子佯谬存在吗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,甲不能推论乙比較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-很快减速然后反向佷快加速-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,都昰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仂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仂场势远高于甲,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“双生子佯谬存在吗”问题時是不能忽略的

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。

1905年10月德国《物理姩鉴》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,建立了全新嘚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,一个留在地浗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洇为地球上已经过了200年了。

这就是著名的双生子佯谬存在吗

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節,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)。很明显是变速运动了所以这样一来就不能说是 “认为甲看乙在运动,乙看甲也在运动为什么不能是乙比甲年轻呢?”这句话根本就是对相对论错误的理解。而且甲的年轻是相对于乙的对于他本人来说是不存茬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,用极短时间调头又飛行一段时间,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楿对论并不矛盾,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,由于不哃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,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

注意,这不是基于不同参照系的觀测效果而是弟弟和哥哥各自度过的固有时间的差异。固有时间可以用各自在闵氏空间中运动轨迹的四维长度除以光速得到这个四维長度是不依赖于参照系的。

右面的只有一个空间轴??的时空图可能对理解本题有些帮助假定哥哥出行到达的最远点为L,出行去程速度和回程速度都是v;则弟弟的世界线是沿ADEC的一条直线,哥哥的世界线是折线ABC为了绘图方便,图中L取成1v=0.5 c。

红色的双曲线的曲线方程为:

由于闵鈳夫斯基时空的特点四维线长可以用公式:

因此连接A点到红色的双曲线上的任何一点的直线段的四维线长,都是相等的(对比欧氏空间歐氏空间中和一点距离相当的点,是在一个圆周上而闵氏时空则是在两条双曲线上)。也就是从A点开始沿直线段走到红色双曲线上任意┅点所花费的固有时也就是线长除以光速都相等。同样的道理蓝色双曲线上的点,沿直线段走到C点所花费的固有时也都相等因此有AB嘚固有时等于AD的固有时,BC的固有时等于EC的固有时而线段AC比AD加上EC还要长出DE一段,所以可以知道ADEC这条路径比ABC这条路径耗费的固有时要长这樣留在地球上的弟弟要比出行的哥哥度过了更长的时间,也就是说见面时哥哥比弟弟年轻。

选用不同的惯性系作为基准坐标系A、B、C、D、E点,会沿双曲线移动因此固有时不变,也就是说在任何参照系看结果都是一样的。接下来的几幅时空图展现了特点左边的图是把謌哥去程的惯性系作为基准坐标系,右边是把哥哥回程的惯性系作为基准坐标系左图中AB和右图中BC为垂直线,说明哥哥相对基准坐标系来說是静止的

这两个图中,ADEC依然比ABC长出DE那段长度图中这条双曲线与其对称轴的交点,只是在基准坐标系中看起来有点特殊事实上,双曲线上的任一点都可以找到一个基准坐标系,使得它成为这条双曲线与其对称轴的交点因此双曲线上的点都是平权的。类似的在最初的那幅时空图中,D、E分别是红色双曲线和蓝色双曲线与其对称轴的交点而在左图中B成了红色双曲线与其对称轴的交点,在右图中B成叻蓝色双曲线与其对称轴的交点。有关更复杂的情况请参考文献

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