在狹義相對論中的鐘慢效應看起很簡單，其實不然！我們常說一個物體運動速度越快，它所經歷的時間流逝速度相對于靜止的物體越慢，這句話沒有毛病。

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但是你怎樣通過狹義相對論的鐘慢效應來產生真實的時間變慢效果。也就是說，你想使得自己通過運動變得比其他物體更加年輕，卻是一個非常復雜，且充滿誤解的一個問題。

這個問題其實就是狹義相對論中所討論過的雙生子問題。

要了解這個問題，我們首先要知道什么是慣性系和非慣性系，這兩個概念在狹義相對論中非常重要，是理解雙生子問題的關鍵。

慣性其實就是牛頓第一定律的表述，一個孤立的質點在沒有受到外力的情況下，也就是合力為零的情況下，這個質點會保持勻速直線運動或者靜止。

以這樣一個運動狀態(tài)的物體作為參考系，那么這個參考系就是慣性參考系。

相反當一個物體受到的合力不為零，也就是存在一個加速度的話，那么這個物體就是在做非慣性運動，它也是一個非慣性的參考系。

那么雙生子問題說的是啥？當愛因斯坦發(fā)表了自己的狹義相對論以后，提出了很多違反人類直覺的物理學結論，其實最讓人難以理解的就是鐘慢效應。

因為在此之前人類一直認為時間的流逝速度對于任何事物，不管它處在怎樣的運動狀態(tài)都是一樣，這就是牛頓的絕對時空觀。但是鐘慢效應告訴我們處在運動狀態(tài)下的事物的時間流逝速度會發(fā)生變化。

為什么會產生這樣的效果呢？其實時間變慢很好理解，很多的科普文章視頻都有講解，我這里就簡單提下，看下圖就明白了。

光速不變原理是狹義相對論的基本假設，在20世紀也得到了邁克爾遜-莫雷實驗的證實，這一毋庸置疑。正是因為光速相對于任何事物的運動狀態(tài)都保持一個定值，這就為我們帶來了鐘慢效應。

上圖其實就是一個光子鐘，光子上下運動一個來回，我們記為1秒，我們外部的觀察者看一個靜止的光種的時候，光子在上下正常運動，時間也不會發(fā)生變化。

但是當我們外部的觀察者看一個處在運動狀態(tài)下的光子鐘的時候，由于光速不滿足日常生活中的疊加原理（也就是光速不管怎樣都不變），就產生了一個奇怪的現(xiàn)象。

光子走過了更長的路徑，這說明它比靜止的光鐘，時間過的更慢。很簡單吧，這就是運動狀態(tài)下時間變慢的原因。

但是這里有個經常容易出現(xiàn)的誤解就是，有人會認為處在運動狀態(tài)下的光鐘，或者人感受到的時間真的變慢了。如果我們以光速運動就會讓時間流逝的異常緩慢，甚至是停止，是不是就能長生不老了？

其實并不是這樣的，時間變慢效應是相對于外部觀察者來說的，是外部觀察者看到的效應，而不是自己親身體會到的效應。這就是為何叫相對論的原因了。

因為和光鐘處在同一坐標系下的觀察者，他會看到光鐘是靜止的，光鐘的時間在正常流逝。因此，假如你能以光速旅行，不管速度有多快，你的一秒就是你感受到的一秒，你并不能感受到自己的時間變慢。也就是說，你能活一百歲，依然只能活100歲。

那么你可能會問，鐘慢效應并不能真實的改變運動狀態(tài)下事物所經歷的真實時間，那這個鐘慢效應有什么意思呢？

鐘慢效應其實改變的是你和靜止的觀察者所處的時空框架，在不同的時空框架下時間的流逝速度是不一樣的。

也就是說，你的一秒不再是靜止觀察者的一秒，你的鐘走了一秒，外部的靜止觀察者可能就走了三秒、甚至是四秒。意思就是你的時間和他的時間不在等價了。這樣就會帶來真實的時間差。

這是否就意味著，我只要運動就能產生這樣的真實效果，其實并不是的。這就是雙生子問題的來源。你看，假如在地球上有一個和你同時出生的雙胞胎B。

在你出生時，你就開始坐宇宙飛船離開地球以非?？斓乃俣冗M行一段時間的星際旅行，然后返回地球，根據(jù)以上的觀點進行分析，那么你會認為自己經歷了高速運動，自己應該更加年輕。

但是處在地球上的雙胞胎B會認為你并沒有運動，而是自己朝相反的方向運動了，他應該比你年輕。這就是雙生子佯謬。

那么到底是你認為的正確還是雙胞胎B認為的正確呢？其實你是正確的，你比地球上的雙胞胎B更加年輕，因為狹義相對論效應的等價只能發(fā)生在兩個慣性系的身上，也就是說鐘慢效應會真實的發(fā)生在非慣性系的身上。

由于你在離開地球時，要經歷一個加速運動，在返回地球時要經歷一個減速到反方向的加速過程，因此在這個運動過程中，你有一段時間是一個非慣性系，而地球上的雙胞胎B一直都處在慣性系下，因此你所經歷的時間流逝速度會真實的慢于地球上的雙胞胎B。

徹底了解了以上的問題，我們再來看看今天的問題，如果有人以光速飛到宇宙中，1天后返回，他的家人還在地球上嗎？

返回這兩個字非常重要，如果這個人（運動者A）只是以光速勻速飛出去了，并沒有回來，那么我們就認為他和地球上的家人都處在慣性系下，狹義相對論的效應就是等價的，誰也不會比誰變得更老。

而在返回的過程中，運動者A就是一個非慣性系，因此他在這段時間內就會相對于地球上處在慣性系的家人真實的發(fā)生鐘慢效應。

我們知道運動速度越快，鐘慢效應就越明顯，以光速運動的話，在地球上的家人看來，飛船上的運動者A時間就基本上停止的。看下圖

上圖左，當達到0.9倍的光速時，時間會膨脹到大約2倍，從0.9倍光速到1倍光速，時間膨脹效應就會急劇的增加，當達到1倍光速時，就會達到無限大，在外部觀察者看來你的時間就會變得沒有意義，甚至停止。

但是你自己卻能感受到正常的時間流逝。所以假如你以非慣性運動的狀態(tài)以光速運動，例如，以光速繞地球做圓周運動，這就是一個典型的非慣性運動。

這時你在飛船上哪怕過上一秒，對于地球上的人類說，都是無比漫長的時間。從公式上看，你的一秒等于地球上無限長的時間。

所以當你真的能夠達到光速旅行的話，通過讓自己繞地球、太陽系、或者銀河系運動，總的來說只要讓自己保持在非慣性系的運動，你就能做到相對于宇宙真正的“永生”。因為這時你的1秒已經相當于其他事物無限長的時間，你能活100年，那豈不是相對于其他事物，不死不滅了。

你有沒有發(fā)現(xiàn)，當你真正達到光速、并做非慣性運動時，就會出現(xiàn)一個奇怪的現(xiàn)象，只要滿足以上的條件，哪怕你在飛船上經歷1飛秒的時間，都等于宇宙中其他事物無限長的時間。

以光速運動這個問題討論起來好像已經沒有意義了，其實本身就沒有意義。

所以，當你達到光速，你不僅見不到你的家人，回來時地球估計已經都沒有了。

這里我還需在強調一件事，當你達到光速你自己并非體驗不到時間流逝，你依然會在100年內死去，你也并不能達到宇宙中任何的位置，你以光速旅行100年，也只能達到100光年處。

你在宇宙中以光速旅行時，也會經歷漫長的時間煎熬。唯一不同的是，你煎熬了100年，地球上的人可能就煎熬了無限長的時間。