双生子佯谬
书籍:自然辩证法辞典
更新时间:2018-11-17 04:21:40
出处:按学科分类—自然科学总论 天津人民出版社《自然辩证法辞典》第158页(529字)
指由于相对论时间的相对性,一对孪生兄弟生活在不同运动速度的惯性坐标系下,速度快的一兄弟比另一个年轻。
这个问题是相对论中时间相对性的具体应用,于1939年提出的。它是说一对孪生兄弟,一个遨游太空,一个在地球上相对地球不动,经过若干年后,遨游太空的兄弟返回地球,发现他比地球上的兄弟年青了许多。这个问题当时曾引起一些人的兴趣,也发生过争论。
到1959年用时间相对性原理解释,才能承认。
按相对论的要求,一个运动的时钟,时钟间隔变大,时钟变慢(称“时钟佯谬”)。遨游太空的兄弟所带的时钟,由于相对地球运动,时钟间隔变大、变慢了。
或者说两兄弟的时钟刻度是一样的,遨游太空的兄弟有了相对地球的运动速度,使得他的生物钟刻度间隔变大了,衰老的比地球上的兄弟要慢,因此他回到地球时发现他比地球兄弟年轻了许多,这就是双生子佯谬的实质。但是这个问题不能用伽利略的相对性原理作解释,因为伽利略的相对性原理,运动具有可逆性,会说地球相对太空运动,因而得出相反的结论,这就错了。
从运动学的观点看,站在地球上的坐标系作观察的观察者,地球是不动的,遨游太空的兄弟在相对地球作运动,遨游太空的兄弟也是回到地球上作的比较,得出他自己年轻的结论。