“双生子佯谬是一个有关狭义相对论的思想实验”这句话不知从何而来. 双生子悖论问题是反对相对论的人用绝对时空理论对相对论的曲解. 我们知道,相对性原理是经典物理学中的一个重要结论.简单的说就是任何事物都具有相对性.一张纸必须有两个面,一面为正面,另一面就是背面.下面与背面不可分离.背面消失的同时正面也消失. A相对B的速度是V,B相对A的速度必然是V,二者的速度同时变大、变小或消失. 学过数学的人一定知道直角坐标系,假如有一个方程Y＝X,大家就知道那是一条45°的直线,即Y/X=1.斜率是1.那么在X＝0处的斜率是多少?因为Y＝X,所以在X＝0处Y＝0,0/0是多少?显然在直角坐标系下这条直线在原点处没意义.但是同一条直线如果换个坐标系,换成极坐标,同相同的直线表达式就是α＝45.不存在没意义的位置. 这说明什么?我们用的数学工具在有限的范围内成立.不同的参考系上得到的数学表达不同. 我们用以太作参照物时好像都能理解时间和速度、距离的关系,但是有没有想过以太是什么?如何确定以太中的某一点?这个最基本的问题都不能解决,如何用以太当参照系?最简单的问题就是,地球在宇宙中的速度到底是多少?显然,经典物理学的理论建立在了一个根本无法捕捉的参照系上.因此一切的运动只能是相对运动,不存在绝对运动.说火车的速度是12米/秒,是指相对地面的速度,说地球每秒30公里的速度是相对太阳的速度.从小学到初中我们都没有讨论过离开参照物的速度是多少.更多的人以为速度就是相对地面的速度. 但是我想任何人只要稍稍动脑想一想就会发现,绝对速度是一个无法得知的东西. 但是,物理学并不会因为这个问题而受阻.稍稍懂一点相对性原理的人就会想到：以太虽然测量不到,无法捕捉,但是光是能测量到的,光是能捕捉的.光相对以太的速度是恒定的,那么只要能知道相对光的速度是多少不就可以知道相对以太的速度是多少了吗? 这个想法很简单,所以麦克尔逊－莫雷做了个实验,目的是测量以太的存在并测量地球的绝对速度.但是结果失败了. 为什么测量不到相对光的速度的变化呢?我们知道,我们的一切测量的最终数据是由光提供的.我们可以这样设想一下,一个闪电发生时,我们看到了闪光,但是,谁能说清闪光是什么时候发生的?因为我们无法知道发生的时间,所以也无法知道闪光经过了多久传到我们的所在地.我们只能在闪光到达我们时才知道闪电发生了. 我们能计算闪光的距离,因为我们有一个先决的光速.但是那个光速是真的吗?继而那个计算出来的距离是真的吗?我们无法验证,因为我们没有任何机会在闪光到达我们之前得知闪电的发生.无论光从闪光点到达我们所在点用了多久,我们都无法在闪光到达前得知闪电发生. 如果这一点还不能让人们产生相对论的启萌思维,那么我们再看一个非常现实的问题：我们用放大镜看东西时东西会被放大,因为我们能离开放大镜看东西,能进行比较.但是我们想过没有,我们的本身也是放大镜.再加一个放大镜只是改变了放大锐数,却没有改变放大镜的本质,那么凭什么就认为我们看到的东西就是真实的大小而换个放大倍数看到的东西就不是真实大小呢?更何况每个人的眼睛并不是相同的,每个人看到的东西本身就大小不一,只不过我们没有机会互相换一下进行对比而已. 因为我们接受的一切信息最终的媒介都是光,所以我们的一切感觉也都来源于光.光的变化会造成我们的感觉上的相应变化,因而我们总是感觉东西在变而不是光在变.我们通过镜子看到的物体是光的反射,但是我们确实在镜子里面看到了东西.我们感觉光是直线传播的. 我们用光的传播来测量光的传播,那正像是用一条橡皮尺子测量它自己的长度变化.显然无论如何拉伸或压缩,测量到的刻度都不会改变.这就是我们测量不到光的速度变化的直接原因. 但是我们确实通过测量和计算都能证明光在宇宙中的速度是恒定不变的,那么我们为什么不能接受这两个现实,一是我们无法测量到相对光的速度变化,二是光在宇宙中的速度恒定不变. 只有接受了这两个现实的问题才能找出解决的方法.
上图中,A是相对O以速度v运动的惯性系,在A与O重合的时刻一光子由A射向B.在A上看到光子的路程是ct',在O上看到的光子的路程是ct,并且在t 时间内A移动了vt 的距离.三个长度的关系上了中学的人就都知道了：(ct')²＋(vt)²＝(ct)²把t' 解出来就是：t'＝t√(1－v²/c²) 从公式上看是t' 比t 慢,但是好好看看图,v的大小对ct'有影响吗?作为A系统来说,有没有O的存在和它有什么关系?不管有多少个其他系统的存在,光子的路程都是不变的.实际上是O系统上观测到的ct 受v 的影响变快了.这就像是光子因为A的速度的叠加相对O本身有一定的速度,但是这个速度变化在O上是无法测量出来的,因而在O上看到的现象是光速不变,依然是c.这一点如何不清楚就再看一下闪电的问题. 因为O上感觉不到光速发生了变化,因而观测到的是ct发生了变化.因为我们认为的c不变,因而感觉不到测量到的时间变快了,但是与A系统相比,发现是A的时间变慢了.这就像用放大镜看物体,感觉不到放大镜的存在就一定会感觉物体就是那么大.要是与看到的相比就会感觉是物体变小了. 这就是时间收缩的原因,显然从这个原理上是无法得到双生子悖论的.互相都是看到对方的时间变慢,但是假如有机会回到相同的速度（相对速度为0）上的话,一切时间的差别都会恢复原来的样子. 如果还有一个第三者,显然它看到的情况与A、O看到的都不同.因为它也测量不到光速的变化,它也以为光相对它的速度是c.