詳解雙生子佯謬#
本章概述#
雙生子佯謬（Twin Paradox）是狹義相對論中最著名的「悖論」之一。本番外篇用詳細但不複雜的推理，徹底解開這個謎團。
- 雙生子佯謬本質上是狹義相對論效應，雖然它會觸及廣義相對論的邊界
- 不需要高等數學，只需要仔細的邏輯推理
- 解題工具只有三個：時間膨脹、長度收縮、同時性的相對性
三個關鍵效應#
| 效應 | 含義 |
|---|---|
| 時間膨脹 | 運動的時鐘走得更慢 |
| 長度收縮 | 運動方向上的距離變短 |
| 同時性的相對性 | 不同參考系對「同時」的判斷不同 |
實驗設定#
- 三胞胎：哥哥、妹妹、姐姐，初始年齡均為 0
- 哥哥從地球飛往 A 星球，速度 0.8c
- 妹妹留在地球，姐姐留在 A 星球
- 地球到 A 星球的距離 = 20 光年
三個關鍵事件#
- E1：哥哥從地球出發
- E2：哥哥到達 A 星球
- E3：哥哥返回地球
佯謬的核心問題：在妹妹看來，哥哥在運動所以哥哥更年輕；但在哥哥看來，妹妹在運動，為什麼不是妹妹更年輕？答案就藏在這三個效應的綜合運用之中。