学习之旅 · 第 1 阶段

“同时”到底是什么意思？

三个关于狭义相对论的环节。每个环节里，你先给出自己的判断，再亲手在实验中验证。先表态再验证，答案会记得牢得多——尤其是当你的判断错了的时候。

第 1 站，共 3 站

两道闪电与一列火车

爱因斯坦最著名的思想实验之一，出自他 1917 年的著作：一列火车沿着路基行驶，车头和车尾各被闪电击中。

火车速度: 50 % c

时刻: 0 ns

–

两次雷击之间的时间差（在此参考系中测量）

–

火车中部的 M′ 先看到哪一道闪电（此参考系中的时间）

路基上 A–B 的距离：300 米。零时刻：M′ 经过 M 的那一瞬间。

第 2 站，共 3 站

如果“现在”对每个人并不相同，那么时间流逝的快慢对每个人也不相同。

你现在的年龄（岁）

目的地

巡航速度: 99 % c

–

– 年

船上经过

– 年

地球上经过

–

洛伦兹因子 γ

简化处理：去程和回程都保持匀速，瞬间掉头；加速与减速阶段略去不计。

第 3 站，共 3 站

听起来像科幻？你的手机每天都在用它。

未修正的天数: 1

速度效应（狭义相对论）：每天 −7.2 µs 较弱的引力（广义相对论）：每天 +45.8 µs

– µs

卫星时钟比地面时钟快（+）或慢（−）

– km

光程 c · Δt——每一次到卫星的距离测量都会偏差这么多

地图只是示意：网格和圆环只表示比例尺。

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