相对论的直观解释

今天在 Youtube 上（视频链接 (opens in a new tab)）看到一种非常 intuitive 的相对论的解释，就是假设所有物体都在四维时空以 C 常速运动。

• 如果物体在空间维度静止，那么此物体在时间维度上的速度是最大的，这也就是物体静止时体验到的时间。
• 如果物体在空间运动，空间运动的速度必须从时间维度上分出来，所以时间维度上的速度就变慢了，这就是 time dilution。
• 物体在空间的最大速度，就是把所有 C 都分配到空间维度上，因此物体在空间上的速度不可能超过 C，而此时在时间维度上静止。

这个模型也可以解释 length contraction：

• 想象四维时空中的物体始终以光速运动。
• 当物体在空间中运动时，它的四维"速度矢量"会发生倾斜。这种倾斜导致物体在空间维度上的投影变短。
• 速度越快，倾斜越大，收缩越明显。

以及 relativity of simultaneity：

• 考虑一个高速运动的飞机。在飞机自身参考系中，机头和机尾的时钟是同步的
• 但在地面观察者看来：机头的时钟会比机尾的时钟"慢"，这是因为飞机在四维时空中的倾斜，导致的机头和机尾在时间维度上出现了错位。

而且简单明了地解释了双生子佯谬：

• 留在地球上的兄弟始终在时间维度上以最大速度前进。
• 进行太空旅行的妹妹将部分“速度”用于空间运动。这导致她在时间维度上的前进速度变慢。因此当她返回时必然比哥哥年轻。

模型的出处是 Relativity Visualized，这本书 1985 年早在就出版了。