關(guān)于狹義相對論中雙生子佯謬的一點(diǎn)理解

王金龍 郭志超

愛因斯坦根據(jù)兩條基本假設(shè)：相對性原理和光速不變原理給洛倫茲變換賦予了新的意義。其中光速不變原理，即真空中在不同的慣性參考系測得的光速是一個定值，已被大量的實(shí)驗(yàn)觀察和事實(shí)確定。如圖1所示，兩個慣性參考系在t=0時刻坐標(biāo)軸是對齊的，O-XYZ稱為S系， 稱為 系，其中 系沿X軸以速度v勻速直線運(yùn)動。

其中，（7）式中，L’是運(yùn)動參考系中物體的長度，運(yùn)動參考系S’中待測物是靜止的，該長度稱為原長。在S參考系中，待測物是處于運(yùn)動的，測量的長度L<L’，也就是變短了。這里需要先介紹以下原時的定義：在某參考系測得的該參考系中同一地點(diǎn)先后發(fā)生的兩個事件之間的時間間隔叫做原時。（8）式中，Δt’是原時。在S參考系來看，這兩件事的時間間隔Δt>Δt’。這也就是說運(yùn)動參考系中的時鐘變慢了（鐘慢效應(yīng)）。也可以這樣想象，S系中和S’系中各有一塊手表，一開始兩塊手表是對準(zhǔn)的，S’系中的手表隨著S’系以速度V勻速直線運(yùn)動，人處于S系中看S系中的手表，如果過了5分鐘，那么人去看S’系中的手表，發(fā)現(xiàn)S’系的手表只過了3分鐘。S’系（運(yùn)動參考系）中的時鐘慢了，或者說S系中的時間膨脹了。（7）（8）兩式總結(jié)一下就是原長最長，原時最短。

這種結(jié)論看起來不可思議，簡直是天方夜譚。事實(shí)上，這種結(jié)論被證實(shí)過，是真實(shí)存在的。1971年，美國海軍天文臺把四臺銫原子鐘裝上飛機(jī)從華盛頓出發(fā)，分別向東和向西作環(huán)球飛行。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，向東飛行的銫鐘與停放在該天文臺的銫鐘之間讀數(shù)相差59納秒，向西飛行時，這一差值為273納秒。……