运动导致时间变慢是一个延续上百年的误解。
这个误解有三点需要说明:
1、真正的物理学说法,时间是需要严格区分为物理时间跟数学时间的。物理时间有现实的物理学含义,可以用物理仪器进行测量。数学时间纯粹就是一个数学坐标而已。
这2者什么关系呢?
一辆汽车在地上走一段距离,里程表变化了一定的数值,这个数值是用物理仪器测量而来的,这个就相当于用时钟来测量的物理时间。
地球上的经度纬度,是地球表面的一个坐标系,用这个坐标系,可以给出汽车的运动轨迹方程,但是经度纬度数值只是一个数学坐标,并没有物理学的含义,愿意的话,完全可以变换别的参照系。
通常所说的空间时间,就相当于经纬度。时空有物理学的含义,但是单独的时间跟空间,只是用来计算时钟变化值的数学坐标而已,我个人建议,直接用横坐标竖坐标来称呼更好一些,这样没什么歧义。
以前牛顿时代,要计算时钟的变化值,只需要时间坐标的2个端点就够了,这时物理时间跟数学时间没有任何区别。
但是相对论时代,要计算时钟的变化值,需要时间空间坐标表示的整个运动轨迹。
2、时间变慢如果是误解,那这个误解怎么来的呢?
因为牛顿时代,数学时间跟物理时间是不区分的,所以习惯性思维,人们总喜欢拿物理时间跟数学时间进行比较,但这2个完全不是一类东西,本质上并没有可以比性。
物理时间是物理仪器测量而来,自然对所有参照系都是一个固定不变的,绝对的数值。
数学时间,既然只是坐标系的一个坐标,那具体数值,就看你怎么选取这个坐标系了,千人千数。
第一层面上的运动导致时间变慢,是说我的物理时间比你的数学时间慢,你的物理时间比我的数学时间慢。
这里不是我的时间跟我的时间比较,而是我的物理时间,我的数学时间,你的物理时间,你的数学时间,这四者之间的比较。
3、数学时间跟物理时间既然没什么可比的,那我的物理时间跟你的物理时间是否可以比较快慢?
可以也不可以。
2辆汽车沿着不同路径运动,里程表读数不一样,这个很容易理解,因为读数跟具体路径有关。
时钟的读数也跟时钟的运动路径有关,所以沿着不同时空路径运动的时钟,读数变化自然也不一样。
说可以,是说,2个时钟读数变化不一样,自然可以比较快慢。
说不可以,是因为,2个时钟读数变化不一样,仅仅是因为运动路径不同,而不是时钟本身坏掉了。就如同汽车的里程表,读数不一样,并不是因为里程表走慢了,而是因为汽车走的距离短而已。
总结下:因为物理时间跟参照系无关,所以可以说,时间是绝对量!参照系,运动速度,统统可以不用管!时间又是相对的,因为时钟的读数跟你的运动路径有关系。
长度收缩,连误解都算不上,根本就是荒唐至极的一个说法。
说它荒唐,是因为,在时空中,是没有长度这个概念的。
一根静止的杆子,有2个端点,可以用尺子测量它的长度,这个没问题。
2个时空点之间有空间间隔,这个没问题。
可运动的杆子,2个端点在时空中是2条线,2条线你怎么定义它的“距离”?
前边解释时间问题的时候,核心点在于4个时间的相互比较。这4个时间,多少还有2个是有物理学含义的。
长度收缩的由来,其实也是4个空间间隔的比较,但这里全部都是数学的东西,一点物理的内容都没有,就不多说了,没意义,就是一点意义都没有的那种没意义。