假設(shè)一個(gè)光子在太陽(yáng)上誕生后就徑直奔向地球，經(jīng)過(guò)8分鐘多的旅程到達(dá)地球，被一片樹(shù)葉吸收了，參與光合作用變成了化學(xué)能，這個(gè)光子的生命也就結(jié)束了。在我們地球上的人看來(lái)，這個(gè)光子的生命就是這8分鐘多時(shí)間。但其實(shí)光子自身的體驗(yàn)是：從出生開(kāi)始，原地坐著不動(dòng)，時(shí)間一點(diǎn)沒(méi)過(guò)，生命就結(jié)束了。也就是說(shuō)，它還不知道自己怎么死的，就死在了出生的時(shí)刻。這就是光子悲催的一生。
其中涉及到兩個(gè)時(shí)空點(diǎn)：一個(gè)是光子在太陽(yáng)上誕生的那個(gè)時(shí)空點(diǎn)，記為A，另一個(gè)是光子在地球上生命結(jié)束的時(shí)空點(diǎn)，記為B。所謂時(shí)空點(diǎn)，就是指定空間坐標(biāo)和時(shí)間坐標(biāo)的一個(gè)點(diǎn)，這種點(diǎn)具有絕對(duì)的意義。AB兩個(gè)時(shí)空點(diǎn)的總時(shí)空距離為0。在地球上看，AB兩個(gè)時(shí)空點(diǎn)之間既有空間距離，又有時(shí)間距離，是空間距離和時(shí)間距離相抵消了，所以造成總時(shí)空距離為0。因?yàn)閮蓚€(gè)時(shí)空點(diǎn)之間的總時(shí)空距離在任何慣性系下都是不變的，而在光子參考系下看，AB兩點(diǎn)間的空間距離為0，因此，在光子參考系下，AB兩點(diǎn)間的時(shí)間距離也為0。所以，光子誕生時(shí)的那個(gè)時(shí)空點(diǎn)，和光子生命結(jié)束時(shí)的那個(gè)時(shí)空點(diǎn)，在光子參考系下的空間距離和時(shí)間距離都是0。因此，光子誕生后，自己的體驗(yàn)就是：原地坐著沒(méi)動(dòng)，時(shí)間也一點(diǎn)沒(méi)過(guò)，生命就結(jié)束了。夠悲催吧？
再說(shuō)幾點(diǎn)疑問(wèn)。
首先，要達(dá)到光速，我們自己的靜止質(zhì)量必須為零。這就是說(shuō)，我們的肉體是不可能達(dá)到光速的。因?yàn)榘凑召|(zhì)速關(guān)系公式，一個(gè)靜止質(zhì)量大于零的物體，運(yùn)動(dòng)速度趨向于光速時(shí)，質(zhì)量趨向于無(wú)窮大。
其次，靜止質(zhì)量為零的東西（比如光子）以光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的質(zhì)量是大于零的，這個(gè)質(zhì)量是運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量。這個(gè)以光速運(yùn)動(dòng)?xùn)|西，在外界看來(lái)，可以風(fēng)光無(wú)限，進(jìn)行很多旅行。比如我們看到幾億光年之外的一顆星星，實(shí)際上就是光子從幾億光年之外來(lái)到地球。在我們看來(lái)，它進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)幾億年的長(zhǎng)途旅行，不光走的路程長(zhǎng)，活得也夠長(zhǎng)的。但是，在這個(gè)光子自己看來(lái)，它出發(fā)的時(shí)刻，跟它到達(dá)地球的時(shí)刻，是同一個(gè)時(shí)刻！時(shí)間一點(diǎn)沒(méi)過(guò)，位置也一點(diǎn)沒(méi)動(dòng)，當(dāng)下就死了。不同慣性系下的時(shí)間和空間不同，在光子參考系下，光子自身的體驗(yàn)就是一出生就死去。而地球則是從無(wú)窮久遠(yuǎn)的過(guò)去，無(wú)窮遠(yuǎn)的地方，以光速運(yùn)動(dòng)了無(wú)窮久的時(shí)間，才到達(dá)光子這里。地球到達(dá)光子這里時(shí)，光子出生并死亡。而光子的母親（某恒星）則從光子誕生并死亡的時(shí)刻出發(fā)，遠(yuǎn)離光子而去，以光速運(yùn)動(dòng)了無(wú)窮久的時(shí)間，運(yùn)動(dòng)到了無(wú)窮遠(yuǎn)的地方。這就是光子參考系下的世界。
這是狹義相對(duì)論的結(jié)論，是用洛倫茲公式計(jì)算出來(lái)的結(jié)果。光子參考系就是這么特殊而怪異。
澄清一個(gè)常見(jiàn)的誤解：
●問(wèn)：我以光速遠(yuǎn)離地球1光年，我比地球年輕一歲。在我的參考系下，地球遠(yuǎn)離我一光年，所以地球比我年輕一歲，為什么會(huì)這樣？
●答：對(duì)狹義相對(duì)論的誤解都是由字面理解造成的，所以一定要畫(huà)出時(shí)空?qǐng)D來(lái)，用洛倫茲公式具體計(jì)算時(shí)空點(diǎn)的空間坐標(biāo)和時(shí)間坐標(biāo)。
如上圖所示，“我以光速遠(yuǎn)離地球運(yùn)動(dòng)了1年”這句話涉及到三個(gè)時(shí)空點(diǎn)：出發(fā)時(shí)的時(shí)空點(diǎn)A，空間坐標(biāo)和時(shí)間坐標(biāo)都是0；一年后的地球，記為時(shí)空點(diǎn)B，空間坐標(biāo)為0，時(shí)間坐標(biāo)為1年；1年后的你自己，記為時(shí)空點(diǎn)C，空間坐標(biāo)為1光年，時(shí)間坐標(biāo)為1年。這都是地球參考系下的坐標(biāo)。
時(shí)空點(diǎn)是具有絕對(duì)意義的。同一個(gè)時(shí)空點(diǎn)在不同的慣性參考系下具有不同的時(shí)間坐標(biāo)和空間坐標(biāo)，通過(guò)洛倫茲公式來(lái)進(jìn)行換算。可以用平面解析幾何來(lái)做類比。平面上每一個(gè)點(diǎn)的存在都具有絕對(duì)意義，但是它在具有旋轉(zhuǎn)關(guān)系的兩個(gè)不同坐標(biāo)系下的坐標(biāo)不同。洛倫茲公式的地位就類似于平面解析幾何中的坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)變換公式。
在地球參考系下，時(shí)空點(diǎn)B和C位于同一時(shí)刻。也就是說(shuō)，在地球上的人看來(lái)，時(shí)間過(guò)了1年，你這個(gè)光子也運(yùn)動(dòng)了1年。
但是，在你這個(gè)光子參考系下，B和C這兩個(gè)時(shí)空點(diǎn)位于不同時(shí)刻！具體講，在你自身參考系下，C和A這兩個(gè)時(shí)空點(diǎn)是重合的，而B(niǎo)這個(gè)時(shí)空點(diǎn)位于無(wú)窮久遠(yuǎn)的未來(lái)，空間上位于空間坐標(biāo)軸負(fù)方向無(wú)窮遠(yuǎn)處。也就是說(shuō)，在你看來(lái)，地球相對(duì)于你以光速運(yùn)動(dòng)，并且要運(yùn)動(dòng)無(wú)窮久的時(shí)間，運(yùn)動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)的地方，才到達(dá)時(shí)空點(diǎn)B。
因此，在地球參考系下，你比地球年輕1歲，是對(duì)的。這是因?yàn)樵诘厍騾⒖枷迪?，B和C位于同一時(shí)刻，地球人從時(shí)空點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到B，過(guò)了本征時(shí)間一年，你從時(shí)空點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到C，過(guò)的本征時(shí)間是0。所謂“本征時(shí)間”，就是以自身為參考系時(shí)，自身所度過(guò)的時(shí)間。
但是后一句話“在我的參考系下，地球遠(yuǎn)離我1光年，所以地球比我年輕1歲”是錯(cuò)的！在你這個(gè)光子參考系下，時(shí)空點(diǎn)C和A重合，時(shí)間一點(diǎn)沒(méi)過(guò)，而時(shí)空點(diǎn)B位于無(wú)窮久遠(yuǎn)的未來(lái)。所以你要和哪個(gè)時(shí)空點(diǎn)進(jìn)行比較？當(dāng)然是和同時(shí)刻的時(shí)空點(diǎn)進(jìn)行比較。而你的時(shí)間一點(diǎn)沒(méi)過(guò)（C和A重合），所以與你同時(shí)刻的地球人仍然位于時(shí)空點(diǎn)A。你和地球人的時(shí)間都是一點(diǎn)沒(méi)過(guò)，誰(shuí)也不比誰(shuí)年輕。
如果你的運(yùn)動(dòng)速度不是光速，而是接近光速，比如0.9999倍的光速，那么就是時(shí)鐘佯僇問(wèn)題了。如下圖所示。
此時(shí)，在你自身參考系下，時(shí)空點(diǎn)B不是位于無(wú)窮久遠(yuǎn)的未來(lái)，而是位于有限遠(yuǎn)的未來(lái)，空間上也不是位于空間坐標(biāo)軸負(fù)方向無(wú)窮遠(yuǎn)處了，而是位于空間坐標(biāo)軸負(fù)方向有限遠(yuǎn)處。在你自身參考系下，時(shí)空點(diǎn)C也不再和時(shí)空點(diǎn)A重合了，而是位于點(diǎn)A上方0.014年處（縱軸為時(shí)間軸），也就是說(shuō)你的本征時(shí)間過(guò)了0.014年。在你自身慣性系下，B和C仍然處于不同時(shí)刻。與C處于同一時(shí)刻的地球所在時(shí)空點(diǎn)記為D，換算到地球慣性系下，D位于0.014×0.014年的時(shí)刻。也就是說(shuō)，在你自身慣性系下，地球在遠(yuǎn)離你運(yùn)動(dòng)，速度大小也是0.9999倍光速（但方向是負(fù)的），運(yùn)動(dòng)了0.014年，到達(dá)時(shí)空點(diǎn)D，地球過(guò)的本征時(shí)間是0.014×0.014年。因此，在地球人看來(lái)，你過(guò)的時(shí)間慢；在你看來(lái)，地球人過(guò)的時(shí)間慢。并不矛盾，因?yàn)橥瑫r(shí)性不一樣，比較的是不同的時(shí)空過(guò)程。地球人比較的是AB和AC兩段時(shí)空過(guò)程，你比較的是AC和AD兩段時(shí)空過(guò)程。
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