大燕文学

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第3部分（第1页）

者所测量到的长度ｌ将变成

（２）

从这个公式可以看出，当v非常接近于c时，ｌ变得越来越小。

这就是著名的相对论空间缩短（尺缩）效应。我得赶快补充一点

说明，这里的ｌ指的是物体在其运动方向上的长度。它与运动方

向成直角的尺寸是不会改变的。结果，物体在其运动方向上便变

扁了。

与此相似，一个需要花时间ｔ0的过程，在从一个作相对运

动的参考系对它进行观察时，它所花的时间，将变得长一些，也

就是

（３）

请大家注意，随着v的增大，t也同样增大。事实上，　当v接

近于c时，t会变得非常大，以致所发生的过程几乎停滞下来了。

这就是相对论的时间延长（钟慢）效应。正因为这样，人们就产

生了一种想法，认为如果宇航员们以接近于光速的速度遨游太空，

他们变老的过程就会变得非常之慢，以至于他们几乎不会变老——

他们可以永远活下去！

我希望大家不要忘记，这两种效应是完全对称的，因此，当

一列快速运动的火车上的旅客，正在奇怪为什么那站在月台上的

人长得那么瘦、动得那么慢的时候，那站在月台上的旅客对于行

驶着的火车上的人，也正好有完全相同的想法哩。

乍一看来，这可能叫人觉得有悖常理。确实，这个问题引出

了一个所谓“双生子佯谬”，其内容是：有两个孪生兄弟，一个

出外旅游，另一个留在家里。按照我前面说明的理论，他们每个

人根据他们对另一个人的观察，以及关于光信号要花多长时间才

能到达，他们通过计算，都认为自己的兄弟会老得慢一些。现在

的问题是：当那个出门旅游的兄弟回到家里，两人可以面对面地

进行比较时（这时的比较不需要再进行任何计算，因为他们已经

又一次处在同一个地方了），他们会发现什么样的结果呢？要想

解答这个问题，就必须认识到这两人的立足点是不同的。那个外

出的兄弟要想回家，就必须经历加速的过程——先是把速度减慢

到零，然后朝着相反的方向重新受到加速。同他那留在家里的兄

弟不一样，他一直处在非匀速运动的状态中。只有留在家里的那

一个才始终保持匀速运动的条件，因此，他会认为他的兄弟现在

并不显得更年轻一些是毫无道理的。

在结束这篇演讲之前，我还想再指出一件事。你们也许会觉

得奇怪：究竟是什么东西妨碍着我们把物体的速度加速到比光速

更快呢？真的，你们可能会这样想，如果我施加给物体的力足够

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