如何從生物學角度解釋光速飛船上的人比地球上的人衰老得慢?
我理解相對論,想聽聽從生物學角度如何解釋這件事。如果地球上的人體內細胞是基於地球的自轉和公轉的時間尺度來進行新陳代謝及衰老的(細胞新陳代謝到底和什麼有關?地球自轉公轉?引力?太陽?光?速度?),那麼當人處於光速環境時這些細胞會怎麼樣呢?是會停止新陳代謝還是?另外根據公式,物體在光速運動時質量會無窮大,人在這種環境下真的可以生存嗎?求高人解答!
-----------------------------------------------------------------大家都說我沒有理解相對論,然後看了大家的解答之後感覺還是和我原來理解的相對論一樣。。好吧,現在咱先拋開光速飛船這個問題,我更想了解的可能是在時間流逝作用下細胞會新陳代謝的原因,換句話說就是,新陳代謝(衰老)到底和什麼有關係?殷尚墨羽 的回答最接近我想知道的領域,謝謝你,能不能再具體一點?-----------------------------------------------------------------經過大家的細心解答,我終於發現自己的疑惑在哪裡了。我之前覺得人體的機能反應是會變的,只不過自己意識不到而已,所以就猜想人體細胞可能會在不同環境下調整自己的新陳代謝速度,從而使人主觀上意識不到時間的變化。現在的理解是,任何環境下人的體內情況都不會變,細胞的新陳代謝速度也不會變,生物鐘下的壽命時間是一個不變的固定數值(理想健康情況下),只不過在不同的參考系裡被測出了相對不同的時間單位,在地球上待10個地球年,和在光速飛船上待與之相對的10萬個地球年(假設值沒經過計算。。),對身體來說是相等的。簡單來說,原來我覺得:人主觀上覺得在光速飛船上時間正常流逝,是因為體內細胞通過調整欺騙了大腦覺得一切正常。現在我覺得:人主觀上覺得在光速飛船上時間正常流逝,是因為確實身體的一切都沒變。再次謝謝大家!
其實你並沒有理解相對論。「光速飛船上的人比地球上的人衰老得慢」這句話是不嚴謹的,因為你做出這個判斷是依據地球時間來的。大家的衰老速度是一樣的,但光速飛船上的人經歷的時間與地球上的人經歷的時間是不一樣的。因為光速飛船上的時間比地球上的時間慢,光速飛船上的人所經歷的的衰老時間就會比地球上的人少。
你不是沒有理解相對論,你是根本不知道什麼叫時間。感覺你是把飛船外的時間套到飛船內的人身上了。假如你在飛船上,你的一切體驗(包括你的新陳代謝)是正常的,只是你下了飛船,會發現外面的世界已經過了很久。新陳代謝並不是什麼被時間拉長或縮短,你在飛船里過一年還是一年。這其實也就是時光穿梭的原理。假設我們能在地球上建一台接近光速的機器 ,那麼我們坐上去可能一小時,出來外面已經1000年了,主觀上就好像你穿梭了時空。就是說飛船里和飛船外完全不是一個時間流。
細胞新陳代謝和各種生化反應的速率有關,生化反應的速率和分子(或離子)運動速率有關,分子離子運動速率遵循物理定律,物理定律在不同參照系內都是相同的。
和所謂地球公轉自轉沒有任何關係。
新陳代謝可以看做是生物體內所有代謝反應的總和,偏重於物質流動層面。衰老則更側重於機體的狀態,是由各種錯誤積累(比如自由基、代謝廢物、毒素、基因突變等)導致的細胞無法以正常狀態運轉的現象。二者並不相同。樓主沒有理解相對論………生物學角度就是你活了20年我活了2年,衰老程度肯定不一樣啊…至於為什麼在我的坐標軸里活了2年而你「相對的」活了20年,就要請物理大神回答了(我就是懶你打我呀)
繼續回答題主,題主開始的提問是相對論,速度與時間的關係。那補充的問題是細胞代謝的事。再答。
新陳代謝是生物體通過消耗能量,將體外物質轉化為自身的物質的過程,是負熵的過程(我們這個宇宙有個熱力學三定律,其中一個是宇宙中熵是增加的,就是混亂度會越來越高,有序自發變無序。生物體內確實相反的,這就要消耗能量。)。通俗來說就是物質即攝入體內的食物,吸收後通過線粒體的氧化作用產出的能量,把這些體外物質重新組合生成新的蛋白質,進而生成組織,器官等的過程。生物體要生存,就要持續不斷地吸收能量,保持這個重組物質的過程。一個是細胞層面,要保持有序結構就要持續消耗能量,持續的把無序的廢物排除,再吸收物質生成新的有序物質。
其二是整體層面,死細胞要不斷丟掉,新的細胞不斷補充(皮膚角質層就是,死掉了,換後面的繼續頂上)。
而細胞並不能無限期永遠保持分裂增殖的能力(原因是端粒),DNA是雙螺旋,複製過程中需先打開螺旋。端粒就在這個打開的頭上,每次複製都會短一點。左後沒有了就不能再繼續複製了。想像一下,一條頭上用線縫在布上的拉鏈沒有拉鏈頭的拉鏈,每次要想打開,就要剪掉一截,兼得次數多了。拉鏈就廢了。
DNA在複製過程中也會有幾率出錯。導致細胞出現各種問題廢掉。其中有一部分細胞癌變就是DNA的端粒突變的不再變短從而無限複製。當細胞的分裂增生能力變低後,衰老就來了。
有人已經說了,題主並沒理解相對論,高速時,時間流逝速度變慢是物理現象,現在的實驗結果已經測得的。
換句話說,在接近光速的飛船中,時間變慢不是手錶走不動了,也不是你新陳代謝變慢了,而是時間的流逝本身變慢了,你在裡面看手錶還是滴答滴滴!你的眼鏡還是眨巴眨巴。而此時如果你能看到地球,會覺得地球上事物都是像電影電視里的快鏡頭形式,地球刷刷的轉圈……一般來用相對論來解釋就是速度快了,要求時間變慢,而題主疑惑的是時間變慢和感受的關係。其實如果處於一個時間系統里,不管快慢人的感受是一致的。就是常規世界裡你眨眼一次一秒,你在變慢的系統里眨眼一次還是一秒,還是5小時吃一頓飯不然會餓,還是睡不夠8小時會困。只不過你眨眼這一秒從開始閉眼到睜開,和你不再一個時間系統里的人類可能都睡一覺醒來了。你不理解(?? . ??)
我來挑戰一下自己的語言組織能力,看能不能用簡單是方式給你解釋清楚相對論中時間變慢的理論。
首先,我們知道速度是相對的,我們走路是相對於地面在運動。我們在行進的車中坐著不動,是相對於車的靜止,但是相對於地面我們是和車一樣的速度在運動的。這些是中學物理的內容,題主應該能理解吧。第二,光速是絕對的。這了說法源自於光的波動理論。我們看一下各種波的速度是怎樣的:聲音,當火車鳴笛像我們駛來的時候,聲音在空氣中的傳播速度並沒有因為火車帶來的初速度而變快,而是由於聲源的運動產生了頻率變化。根據這個遠離,我們認為同樣作為波的光速度是絕對的。第三,物質的內在聯繫是通過光速傳播的各種波來實現的,例如磁鐵之間的引力,是通過光速的傳播的電磁波實現的。化學反應的是通過原子之間的電磁波(原子核跟電子之間的電磁力)來實現的。第四,當我們運動速度增加的時候,我們微觀內部的各種作用所依賴的電磁波並沒有增加速度。原來一個時間單位就能從原子核到達電子的波,因為我們的高速運動,現在需要九個時間單位才能到達。這是我們的時間速度就相當於原來的九分之一了。如果我們的運動達到了光速,那引力波永遠都無法到達了,作用就無法產生了,時間也就相當於靜止了。
對了,光就是電磁波的一種。衰老代謝速率是一樣的,所以不能從生物角度去解釋,變數是時間
對於光速運動的你來說時間是停止的,你到任何地方需要的時間都為零,既然時間都停止了,也就沒有衰老一說了
大家解釋了表面現象,卻沒有解答題主的問題。人的衰老是被人定義出來的一種生物特徵,實際上,在量子層面,只是量子相對位置的改變呈現出的所謂衰老表象,而我們定義所謂時間其實就是標記量子位置的量,時間是不存在的。而人在以光速運行的時候,量子之間相對靜止了,時間概念自然不存在了,人不會發生衰老,甚至可能沒有任何意識活動(假設意識由大腦產生,我並不認同)。表現在細胞層面就是人不會衰老。
時空於引力有關,引力來自質量,質量是變數,他還與速度有關,可是速度從來都是相對坐標之間的移動,那麼問題來了,我們改變質量的速度究竟是和那個坐標之間的速度
理解下面這句話,就說明你懂了。
在飛船上的人不一定比地球上的人活的更久,但是會比地球上的人晚死。去看星際穿越
這本就不是生物學的問題,所以也不用解釋
如果我有一個超厲害的觀測設備,可以從天鵝座觀測到地球上的人們A,以及正在從地球以光速飛向半人馬座的人們B,那麼對於我來說,你們都在經歷同樣速度的時間,並不存在誰的時間快或者慢。至於從生理學的角度講衰老速度的差別,在我來看也是沒有差別的。前提是你坐在飛船上不被自己擠成原子。。。
-------------------以上是一個質樸的初中畢業生的看法。我可以從物理學解釋一下,人是由原子組成的。原子包括原子核和核外電子,平常狀原子核速度為零核外電子的速度為光速。當達到光速原子核達到光速,相對於核外電子,電子速度為零,原子靜止不動。因為人也是由原子組成的,新陳代謝也將會靜止。所以人的永生之謎在速度之中。
因為生命在於運動,每天堅持跑步肯定比吃了就睡要年輕,更何況以光速運動了
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