你相信嗎？我們認為固定的時間和空間其實並不是一成不變的。

假如有一列火車在向前高速運動，火車裡有一個人測量火車的長度，他所測出來的結果是10，這叫固有長度。

相對於車廂裡的這個人來說，火車是

靜止不動

的狀態。

而在飛速運動的，是

火車外面

的事物，所以他測量出來的火車的長度就是固有長度。

但是，如果有一個人在地面上去測量火車長度的話，那麼相對於地面上這個人來說，要麼是火車處於高速向前運動中，要麼是自己處於高速向後運動中，他所測量出來的結果就可能是9。

相對論告訴我們，

“運動中的事物長度會縮短，運動速度越快，長度收縮會越大”

。

如果這列火車的速度接近光速，那麼相對於地面上測量的人來說，火車就可能縮短成一個點，這種現象就叫做

尺縮效應

，也叫

動尺收縮

。

同樣的例子，在時間上也是如此

。

假如一個杯子從高速行駛的火車車頂掉落到火車地板上，有一個人在火車上測量這個杯子落下來的時間，他得出的結果是10。

但是，如果地面上有一個人去測量這件事的話，他得出的結果就可能是9。

相對論告訴我們，

“運動中的事物時間流逝會變慢，運動速度越快，時間流逝就會越慢”

。

如果這列火車的速度接近光速，那麼時間就會趨於停滯，這種現象就叫做

鐘慢效應

，也叫

動鍾變慢

。

最後還有一個非常重要的問題，那就是

同時的相對性

。

假如這列火車上有兩個同時執行的時鐘，甲時鐘在車頭，乙時鐘在車尾，對於火車上的人來說，兩個時鐘的執行時間是一樣的。

但是，對於地面上的觀察者來說，兩個時鐘的執行時間就會發生偏差。

地面上的人會看到，車頭的

甲時鐘給出的時間會更小，也就是更慢

。

車尾的

乙時鐘給出的時間會更大，也就是時間更快

。

這是因為，地面上的人看到甲乙兩個時鐘是有先後順序，有時間差的，而車廂裡的人看到的則是兩個同時執行的時鐘，沒有時間差。

那麼這時候您可以想象一下，如果這列火車的速度接近光速，火車內外的時間，空間以及火車內外的人，會發生怎樣不可思議的狀況呢？

狹義相對論告訴我們，

對於不同參考系下的觀察者來說，時間和空間並不是一成不變的

。

就像是一對雙胞胎兄弟，哥哥乘坐飛船用了幾年時間去幾光年之外的星球旅遊之後回到地球，您認為這個時候是哥哥年輕還是弟弟更年輕？

地球還會是當初的地那個球嗎？

這就是

雙生子佯謬

。

這裡要注意了：

1：今天我們探討的尺縮效應、鐘慢效應以及同時的相對性，需要是在火車勻速直線運動為前提。

2：尺縮效應、鐘慢效應以及同時的相對性，並不代表你的時間和空間發生了變化，而是相對於不同參考系下的其他觀察者。

3：如果發生火車加速，減速或者掉頭等等情況，時間和空間同樣會發生改變，這就要提到引力加速度了。

關於

引力加速度

和

雙生子佯謬

，下一期，船長會繼續跟大家探討。

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