什么物品需要时间?
这个问题让我想到我的导师,一位著名的快慢专家——他的论文发表在著名的《科学》上,讨论的不是宇宙大爆炸也不是量子力学,而是一个简单的问题“为什么爱因斯坦的相对论是以‘t’而不是以‘x’来表示时间的变量”。 这个问题可能看起来有点高深,但答案却出人意料的简单。 因为速度越快,时间越慢。这就是原因。 为了理解这一点,让我们先考虑光速这个概念(虽然光速是速度的一个特殊例子)。根据狭义相对性原理,没有物体能够达到或超过光速;从一个观察者看来,另一个观察者的速度与其运动方向上的物质的速度之和不可能超过光速。 但如果这两个观察者以相同的方向加速到0.99c(这里的c是真空中的光速),那么按照相对论他们的年龄应该是一样的!因为按照相对论,时间流逝的速度与运动状态无关。 所以如果一个观察者以0.99c的速度飞行并度过了10年,那么对他而言,地球上的岁月应该是10年,而另外一个静止的观察者也会认为他飞了10年,二者经历了同样多的时间。 如果现在让这个人停止运动,那么对他来说,时间好像就停止了。但事实上,地球上仍然有岁月流逝,只是比他在运动中经历的岁月要少而已。 对于这个以0.99c运动的观察者,当岁月流逝的时候,他感觉到了自己的时间流逝了10年,然后他想到了静止的另一个人,他的内心又产生了10年的想法,这样他经历的时间就又是20年了。
总之,对于一个做高速运动的人,他会发现两个不同的参照系中时间流逝的程度是不一样的。 一个以0.99c运动的人,会发现对他而言一秒钟过去了,地球上也过去了8秒,而如果他在太空中继续运动,那么过了5分钟之后,对于他而言地球就已经过去了近37分钟,而这个时候对另外一个人而言仅仅过去了一分钟而已。 在这种情况下会怎样呢? 这个人的细胞会比另一个人衰老得更快,此人会比另一个人更迅速地衰老,更快速地生病,寿命会更短一些。
当这个人说“我今年20岁”的时候,其实他真正的年龄应该是另一个人的4倍左右。 相对论并不是让时间变慢或者让人长生不老。所有的人只要活着就会衰老,这是自然规律。相对论只不过表明,如果一个人以接近光速的速度运动,那对他来说时间会过得更慢,或者说衰老得更慢。