主题：现在似乎终于懂了狭义相对论，解释一下 -- 陈经

在狭义相对论的层面上说，解释起来，不难。关键在于，就是下面witten1说的，爸爸出去又回来，这是变速运动（出去再回来，中间至少掉一次头，所以速度方向要变一次。何况速度大小肯定还要变），不是匀速直线运动，而儿子始终静止不动，这是匀速直线运动（速度为零）。狭义相对论的公式套进去算算，就知道两个人分手之后再碰头的时候，匀速直线运动的那个，肯定会变的比变加速运动的那个老。

但是这里头有个问题，就是说凭什么我们认为爸爸的运动是变速的，而儿子的运动就是静止的呢？站在儿子的角度看当然是这样的，但是站在爸爸的角度看，也可以认为爸爸静止不动，而儿子是出去又回来，做变速运动了啊。这样不是会得出相反的结论了吗？

在狭义相对论里面，这个问题是不做解释的。狭义相对论有一个基本的假设，就是说，一个东西运动的运动，是匀速的，还是加速的，这是个本质问题，而这个问题，狭义相对论认为，是与参考系无关的。也就是说一个东西要么做匀速运动（惯性运动），要么做加速运动，这是先验的规定好了的。也就是说，狭义相对论里面考虑这个问题，是认为儿子“真的”做匀速（静止）运动，而爸爸“真的”做加速运动。尽管在爸爸看来儿子是做加速运动，但是这只是个错觉罢了。

显然，这个说法显得很不公平，为什么我们要认为儿子“真的”做匀速运动而爸爸就不是呢？据我的理解，这个问题就超出了狭义相对论，而属于广义相对论的范畴了。简单的说，这是因为儿子始终保持和地球的相对静止，而爸爸是坐着火箭飞出去再回来的。最重要的，火箭的质量比地球小很多很多。因为这个质量的差异，所以我们认为地球和儿子是匀速运动的，而火箭和爸爸则不是。如果火箭的质量比地球大很多的话，这个结论就会倒过来了。

我的广义相对论学的不好，但是我觉得，广义相对论中似乎是应该可以证明，当我们讨论两个质量相差很大的东西的相对运动的时候，把质量超级大的那个，认为它近似的做惯性运动（也就是匀速直线运动），这是个很好的近似处理。事实上，在实际问题中我们从牛顿力学到狭义相对论都是这么处理的，比如我们研究人在地球上的运动，从来是认为地球本身是做惯性运动的。而我们在研究地球绕着太阳的运动的时候，就是认为太阳做惯性运动，而地球做加速运动（圆周运动是加速运动）。

我刚才说过，你说的爸爸和儿子的年龄问题（狭义相对论中通常叫做“双子佯谬”）也用这个原则处理。儿子和地球呆在一起，所以儿子是惯性运动，而爸爸和轻得多的火箭呆在一起，所以做加速运动。于是虽然表面上看，爸爸和儿子的运动是“平等的”，但是由于他们两个人一个和一个超级重的东西保持相对静止，另一个和一个很轻的东西保持相对静止，所以他们俩的运动性质是不平等的（一个是惯性运动一个是加速运动），这种不平等导致了最后两个人年龄的绝对差异。狭义相对论解释这个问题，是先验的承认这个运动的不平等，然后把不平等的运动如何导致不同的年龄，给你算出来。而广义相对论，会告诉你为什么地球和火箭质量的巨大差异，会导致二者运动上的不平等。

那么自然的问题，如果地球和火箭质量相同，那么二者分开再聚首，两个人的年龄谁大谁小呢？这是个有趣的问题。我猜想如果空间中没有任何其他天体的话，广义相对论的计算应该告诉你二者年龄会相同，但是很惭愧，我的广义相对论没学到可以做这个计算的程度，所以不能确认这一点。