為什麼以接近光速旅行感覺不到時間流逝？
半人馬座比鄰星距此4.2光年，也即397353億公里，假設乘坐接近光速的飛船，即秒速29.9萬公里，去往比鄰星。對於飛船上的人來說，難道不是要走4.2年嗎？為什麼卻感覺是一瞬間？時間不等於路程除以速度嗎？我實在是搞不明白。
洛倫茲變換大法好 !
天滅尺縮鐘慢黨 幾何變換保平安 人在做 天在看 尺縮鐘慢留禍患 不懂原理天地滅 參考變換保平安誠心誠念幾何好 洛倫茲來平安保
眾生皆是為光來 現世險惡忘前緣數學本質說真相 教你脫險莫拒絕早日擺脫尺縮鐘慢 早日獲得新生上網搜 洛倫茲變換有! 真! 相!--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
強答一波！實名反對目前所有使用尺縮效應和鐘慢效應的答案！
面對這種典型的本徵時問題，不用洛倫茲變換或者幾何觀點下的狹義相對論去解釋都是可恥的！再扯那些過時迂腐而且玄學的尺縮效應和鐘慢效應，是要被恥笑的！狹義相對論重視的是物理定律的協變性，而不是尺縮效應鐘慢效應這種表象！
那是培養民科的法寶啊！-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------不能翻牆，而且閱讀英文對我有點難度……百度百科說的還不錯，我就引用了（更新：尷尬的發現百度的圖片被吃了，只好自己打公式咯、、）洛倫茲變換是狹義相對論中兩個作相對勻速運動的慣性參考系(S和S′)之間的坐標變換。若S系的坐標軸為X、Y和Z，S′系的坐標軸為X′、Y′和Z′。為了簡單，讓X、Y和Z軸分別平行於X′、Y′和Z′軸，S′系相對於S系以不變速度v沿X軸的正方向運動，當t=t′ = 0 時，S系和S′系的原點互相重合。同一個物理在S系和S′系中的時空坐標由下列關係式相聯繫：
式中
；v是兩參考系相對運動的速度，c為真空中的光速。這個關係式稱為洛倫茲變換。不同慣性系中的物理定律在洛倫茲變換下數學形式不變，它反映了空間和時間的密切聯繫，是狹義相對論中最基本的關係。——百度百科 洛倫茲變換
解釋一下，這個洛倫茲變換是狹義相對論兩個基本假設直接推導出來的，初中數學水平就可以推導。尺縮鐘慢效應都可以由洛倫茲變換推導得出。在考慮兩個慣性系時空事件的時候，利用洛侖茲變換可以比較輕鬆的得到需要的結果。
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題主說的以相對於地球29.9萬公里每秒的速度進行，也就是大概0.997倍光速。
我們設地球為參考系帶入洛倫茲變換公式，得到
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下面我們從幾何觀點來解釋一下
在閔氏幾何中，有t=4.2126（年）
得s=0.3255i（光年），i是虛數單位。是個類時間隔。在閔氏幾何中，量為本徵時
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還是代公式……但是這些解釋遠遠比尺縮鐘慢這種莫名其妙的說法好得多——理由是尺縮鐘慢效應中，時間和距離的概念都是被重新解釋過的，如果應要解釋，只能是強行說理，不知所云。 而洛倫茲變換或者幾何觀點下的狹義相對論每一步都有嚴格的數學解釋和物理學哲學解釋，可以明白地去解釋閔氏時空（狹義相對論時空觀）背景下的問題。 希望題主不要被一些科普書籍和不知所云的概念迷惑，而是要從數學出發，從本質理解狹義相對論，這樣才會解決自己的困惑。在文章的最後，我引用《奧術神座》的一句話來表明我的態度：
你的眼睛會欺騙你，你的耳朵會欺騙你，你的經驗會欺騙你，你的想像力同樣會欺騙你。但，數學不會。——《奧術（數）神座》
使用尺縮鐘慢效應來解釋，就是誘導別人犯被想像力所欺騙的錯誤，這是培養民科的不二法寶，是教以玄學的第一選擇。
喂看完記得點贊！尺縮效應，運動方向上長度縮短了。
按秒速29.9萬公里計算，長度縮到了我們的宇航員，又從比鄰星飛回了地球。在地球，這已經過去8年了。但是宇航員卻表示自己只用了一瞬間就到了比鄰星，又一瞬間就回來了。
於是有專家站出來科普：「因為他們是以光速飛行，對於我們而言，他們的時間變慢了。因此在我們看來，他們去比鄰星要八年；對於他們來說，只是一瞬間。」
「放屁！專家果然是專家。」著名的崔記者站出來說，「我親自採訪過宇航員們，他們說是因為以光速飛行，會有尺縮效應，地球到比鄰星的距離會變短。所以才會更快達到。這些專家就會瞎逼逼！」0.路程等於速度乘以時間，這個是速度的定義，在相對論下仍然成立。1.飛船上的人經過的時間確實很短。2.地球上的人看來確實花了4年多。3.在狹義相對論下，談時間必須講參考系。兩件事情發生的時間差，在不同參考系下一般不同。4.飛船上的人看來，由於尺縮效應，路程變得非常短，因此時間非常小。5.地球上的人能預測飛船上的人經歷的時間很短，而飛船上的人也能預測地球上的人經歷的時間約為4年。他們也能相互理解對方與自己認知不同的原因。6.尺縮和鐘慢效應都有嚴格的適用條件，小心使用避免出錯。
7.推薦一下我的好久沒更新了的專欄，有一點和這個有關的內容。
蓋將自其變者而觀之 則天地曾不能以一瞬
理解相對論最重要的一點是
你的時間和別人的不一樣（口胡：你的時間非常寶貴！——張靚穎）這兩件事情：「你坐上飛船離開地球」，以及「你抵達比鄰星」
獨立於任何時間和空間坐標這兩件事情之間所相隔的時間
在飛船上的你和在地球上的凡人看起來是不一樣的
同樣，這兩件事情之間所相隔的空間（即地球和比鄰星的距離）
在飛船上的你和在地球上的凡人看起來也是不一樣的死死記住這一點就好了是這樣的，每個人感受的的時間是自己的固有時，看別人的時間是以自己為參考系的坐標時。
在這個理解下，我們每個人感受到的時間都是不同的，但是我們都有計算出任何人的固有時的能力：
因此接近光速旅行同樣會感受到時間的流逝，而對於進行長距離宇宙飛行宇航員花的時間減少，地上的人和飛船上的人有兩種等價的解釋：
1.地上的人認為宇航員高速運動產生了動鍾變慢效應，他們實際化的時間不應該是地球上的坐標時，應當是他們的固有時：
2.飛船上的人認為，自己的時間沒有變化，因為以自身來看，固有時就是坐標時，反倒是，相對於自身，地球和比鄰星在高速運動，他們的距離變短了，所以旅行化的時間變短了。
最後反對一種觀點，這種觀點我看過很多，就是認為速度在4維時空中大小一定，所以在三維空間中分量變大，導致時間分量的變小。
首先這種觀點前半部分是對的，4速度的大小的確是光速，所以一些學過狹義相對論的人不認真看，也容易被迷惑，實際上這個理論有兩個重大缺陷：
1.4速度的空間分量不是3速度，他們的關係是這樣的 。也就是說四速度的空間分量和三速度差了一個γ因子
所以雖然3速度是不能超過光速的，但4速度的空間分量卻可以任意大。
2.4維時空是閔可夫斯基空間，不能用歐幾里得空間的看法來討論4維速度。
在歐幾里得空間中，矢量的大小等於各分量的平方和的平方根，我們由此可以得出矢量的大小比它的任意分量的絕對值都大或相等，然而在閔氏空間中這是不對的，因為：
考慮yz上的分量為0的情況，我們發現：
所以4速度的大小的確就是光速1，然而這個大小並不是平方和開方而是平方差開方。
從歐氏觀點看，固定4速度的起點，那麼它的終點的軌跡應當是個單位圓，然而在閔氏空間里這個軌跡是一個雙曲線！
也就是說，3速度變大，那麼4速度空間分量變大（當3速度趨於光速時趨於無窮大），4速度的時間分量也變大，與這種歐氏4維時空觀的結論完全相反！
所以恕我直言，如果沒有認真學習狹義相對論和閔可夫斯基幾何，只是讀了幾本科普作品的話，請閉嘴，別用你的歐氏觀點來看時空這個閔氏幾何問題！
是這樣的，如果你在這艘接近光速的飛船上觀察一束與飛船同向傳播的光，你看到這束光的速度是多少呢？或者說你向船頭或者船尾射出一束光，你看到它們的速度會有差異嗎？
有兩個答案，別人看你，你與光的速度差當然很小；但在你看來，你與光的速度差必須是光速，這是MM實驗的結論。
為了撮合這對矛盾，只好委屈你的時間變慢，或者你變短(所以同樣的長度要走更久)，兩者是一回事。
也就是說，只要你去追光，你的時間就會變慢，你越加速追，你的時間就越慢，慢的程度剛好能抵消你的速度，從而保證光永遠以光速遠離你。
等等，光是向所有方向傳播的，所以你向所有方向的追趕都會產生這個效應，這就提示我們，其實這跟追不追光沒關係，只跟運動有關係。去學習洛侖茲變換，狹義相對論。把鐘慢尺縮用勾股定理推導一遍。
尺縮效應。
簡單的來說呢。在運動的火車上，我豎直向上扔一個球。你在火車外的站台上觀察這個球，在你看來，它是斜向上運動，因為還有火車的運動疊加。而我看來，它是豎直向上運動，因為我和球都在火車上。這樣一來，你看到的球的運動路程比我看到的球的運動路程長。我們覺得它的時間是相同的，所以是速度不同。但是當不是我拋球，而是發射一束激光。我們看到的路程依舊不同。你看到的激光的運動路程比我看到的激光的運動路程長。但是現在，要注意它是激光了！！光速是一定的！！那麼，就是時間發生了變化！我的時間比你短！！其實呢。這個理論到底是不是尺縮效應我也不知道。
畢竟我是學渣，上課不認真聽講！既然飛船是接近光速，那麼就要考慮狹義相對論。
顯然，飛球從地球到達比鄰星是需要加（減）速的。根據「雙生子佯謬」的結論：連接時空（即時間+空間4維對象）中的兩點的所有運動軌跡中，做慣性運動的那條軌跡所花的時間最長，可知：由於地球上的觀察者做慣性運動，而飛船有變速過程，所以該過程中飛船比地球上的觀察者所經歷的時間更短。
有人計算過雙生子佯謬會造成多麼明顯的效應。如果飛船駛向距離我們 4.2 光年的比鄰星，在飛行的前 4 個月中，火箭一直以 3g （這裡， g 是重力加速度）的加速度加速。加速結束時，飛船達到 2.5×10^8m/s ，這時，關閉發動機，宇航員處於失重狀態，做慣性運動（勻速運動）。接近比鄰星時，再以 3g 減速。訪問比鄰星後再以同樣的方式返回。地球上的人覺得飛船往返用了 12 年，宇航員則覺得整個過程只用了 7 年。他比一直在地球上的生活的，並與他同年同月同日出生的人年輕了 5 歲。
再設想一艘去銀河系中心旅行的用光子發動機發動的飛船。飛船先以 2g 加速度加速，不關閉發動機。飛行一半距離後，再以 2g 加速度減速，到達銀心後再以同樣的方式返回地球。計算表明，地球上的人覺得飛船返回時已過了 60, 000 年，但飛船上的飛行員則覺得只過了 40 年！
關於雙生子佯謬的詳細解釋，參見圖片：
我有一個非常民科的解釋，似乎可以作為一種直觀理解洛倫茲變換並給出相同定量計算結果的方法。
我對狹義相對論的理解是，我們的時空是四維的，三維空間一維時間。亮點是，
1) 我們時時刻刻在4維時空中以光速奔跑。當我們在空間中靜止的時候，就在時間維上以光速奔跑。2) 時間的流逝的速度可以解釋為我們在時間維上面奔跑的速度。當我們在時間維度上的運動速度是光速的時候（也就是我們在空間中靜止的時候），就是我們平時感受到的時間流逝的速度。當我們在時間維度上的運動速度是0.5c的時候，就說明我們的時間流逝只有靜止時候的一半快。3) 時間維和三個空間維度是正交的。在這三個假設下，根據勾股定理其實就能算出來當你在空間中以一定速度運動的時候，時間流逝的快慢了。比如當你的空間速度是0.997c的時候，由於時空總速度一直是c，那麼在時間維度上你的速度就是sqrt(c^2-(0.997c)^2)=0.077c。換言之，在0.997c的速度下，時間流逝的速度是靜止物體的0.077倍。如果目的地是4.2光年外的比鄰星的話，你感受到的時間是4.2*0.077 = 0.325年。和用洛倫茲變換算出來的結果完全相同。
當然我沒有受過專業的物理訓練，對狹義相對論的理解僅限於時間簡史之類科普書。這個民科理解還請各位指正。我給你一個比較傳統不夠正確但足以定性理解的說明
你的所有感知都是電信號，你戳一下腳，腳發射一個神經電信號到大腦，你才能感覺到疼
但是你飛的比這個神經信號還快，這看起來有點奇怪，似乎是你人已經到比鄰星了，那個神經信號還在地球，不過想想細節，這個信號如此慢其實只是因為他來回折騰了，他本質上還是電磁力，他的速度其實就是光速，只是因為在分子原子間碰碰撞撞才變慢了。所以他其實是和你同步走的所以，你以光速前進的時候，他和你並駕齊驅，他追不上你的大腦，他甚至追不上下一個讓他轉向的原子，所以你永遠都感覺不到腳疼不僅如此，甚至你體內的化學反應也這樣，化學反應本來是化學鍵的重組，化學鍵本質上是原子間的電磁力，但是一個原子發出的電磁波，現在根本追不上另一個原子，所以一切化學反應也都停滯了
湊巧的是，強力，弱力，引力，他們的傳播速度都是光速，而這是我們已知的所有力，他們全都追不上你。沒有任何力會產生實際效果。
然後你想想勢能，他們之間沒有力的效果了，等價於他們被拉到無窮遠了，所以需要的能量是無窮大——任何物質加速到光速需要的能量是無窮大（注意無質量粒子本身就是光速，不是「加速」到光速）任何接近但不等於光速的時間變慢都是可以理解的，只有等於光速時間停止無法理解，因為公式裡面出現了無窮大，可光子確實以光速動運，那麼如果光子有意識，它的體驗是什麼樣子的呢？
光委屈的回答：「是不是我太快了，都沒有人懂我，明明我去哪裡都是不用時間的，我連時間都不知道是什麼東西。」愛因斯坦笑了笑回答：「孩子，我懂你。」光答：「你又不是人，你是神，你懂又有何用。」愛因斯坦：「神也是人，好比時間，本來是沒有時間的，人創造了標準時間，可是人又被這自己創造出來的東西約束了一生，到點吃飯，到點睡覺，到點起床，到點上班，最後到點死亡，其實我就是想好好休息一下而已。」光說：「丫的，說什麼鬼話，一句不懂。」
如果乘坐真正的光速飛船，乘客確實感覺一瞬間就到了。
《三體》中的「光速飛船」實際上指極端接近光速的飛船。（問題標籤有三體，用三體舉例不過分吧）
這就是為什麼歌者唱了首歌就從半人馬到了太陽系，如果真的按光速走，歌者應該一瞬間就到了。越接近光速，乘客感覺到的時間越短。
這個題目下面一堆不懂相對論強答的，說什麼「乘客也肯定感覺過了4.2年」，你們中學物理課都在睡覺？
P.S.評論區這位，你說我db之前能不能把你中學念完？
上面回答用洛倫茲變換的人，要麼是照搬書本，要麼是人云亦云，根本不懂相對論。首先，如何定義「感覺時間流逝」，重點強調是「感覺」，事實人感覺時間流逝可以等價於人體細胞新陳代謝的過程，為了方便期間，我把「感覺時間流逝」等同於「細胞分裂的次數」。其次，用上相對論了，先說結論，如果不考慮加速度，就是說假如飛船沒有加速過程，那麼人類「細胞分裂的次數」和地球相比不會有任何變化，4.2年對於飛船上人來說還是4.2年，沒有變化。但是，沒有加速度是不可能的，宇宙不存在慣性系，慣性系只是人的一種假象情況，在有加速度的情況下，「細胞分裂的次數」會減少，也就是人類新陳代謝會減慢，人會感覺「感覺時間流逝減慢」。為什麼會減慢，這就要用廣義相對論了，跟洛倫茲變換完全無關。待續...................
當你以光速奔向比鄰星的時候，這段路程以光速相對你運動，由於動尺變短的效應，在你看來這段路程遠遠不到4.2光年，你一瞬間就到了。但是到了之後，在地球上和比鄰星上的人看來，已經是4.2年之後了，這是同時的相對性的原理，在你看來出發和到達幾乎是同時的，在另一個參考系中的人看來卻是相差4.2年之久。
順便看到有人說雙生子佯謬，其實這個解釋起來也很簡單，這是描述尺縮效應和鐘慢效應時候的一個陷阱：尺縮效應和鐘慢效應，是通過一個「同時分布在整個參考系中的觀察者」來得到的，換句話來說，它並不是一個人能觀察到的效應，而是整個參考系裡每個地方都站滿了人，所有的人提前對好表，然後每個人只觀察對象經過自己這個地方的一瞬間，再將所有的結果匯總得到的；而真正的觀察者永遠處於同一個地方，是做不到這樣的事情的。當觀察者所處的參考系改變的時候，「同時」這件事本身會發生變化，之前那個跟自己同時的觀察者同伴會變得不同時，就不能再沿用之前的鐘慢的結果了。這中間必須要考慮的重要因素是同時的相對性，簡單來說，在參考系A中同時的兩個事件，對於相對參考系A運動的參考系B來說，運動前方的事件先發生，運動後方的事件後發生。如果參考系發生變化，這兩個事件的前後也會立即發生變化。比如說，哥哥去做光速旅行，弟弟留在地球，哥哥以自己的視角看來，自己是嗖的一下就到比鄰星了，沒花多長時間；假設有一群哥哥的觀察者同伴，都以相同的速度掠過地球，每個掠過地球的人記下弟弟當時的狀態，就會發現弟弟受到鐘慢效應的影響，時間過得比哥哥還慢。如果哥哥就這麼一直運動下去，那麼這其實並沒有什麼問題。
但是哥哥到達比鄰星之後停了下來，在停下來的時候，之前和哥哥同時的那些想像中的觀察者突然變得不同時了，而現在跟哥哥同時的觀察者，在地球看來，整整晚了四年。只是剎了個車就一下差了四年？
沒錯就是這樣，但這是在「同時分布在整個參考系中的觀察者」視角得到的結論，這基本上就是上帝視角，人是不會這麼看的。由於距離相差也有4.2光年之遙，信號到達都需要4.2年，時間上究竟是同時還是不同時，對於個體來說是非常曖昧的一件事情。
在哥哥看來實際的情況是怎樣的呢？自己體感時間沒有多久，就到達了比鄰星；如果弟弟還在不停向自己發送消息，那麼自己甚至還能不斷收到弟弟發來的消息，時間也是出發沒多久；但是當哥哥到達比鄰星之後回頭一看，離弟弟已經有4.2光年之遙了，這說明，收到的弟弟發來的消息，雖然發送時間是剛出發沒多久，但這居然已經是4.2年之前發來的了！這就意味著，這時候弟弟已經比自己多經過4.2年的歲月了。在這個過程中沒有任何時間上突變的效果，只是哥哥對於兩地之間的距離，從非常短的距離突然變成了4.2光年之遙，導致了對兩者的同時概念的變化。
心急如焚的哥哥決定馬上返程，發了條消息給弟弟說自己要回來了，然後立即光速返回。然而這時候，由於哥哥參考系的變化，跟哥哥處於同一參考系的「同時分布在整個參考系中的觀察者」又發生了一次變化，這次，弟弟跑到了哥哥運動方向的前方，由於同時相對性的原理，這次在哥哥參考系中，跟哥哥同時的已經不是剛才的四年之後的觀察者，而是又晚了4年之多，變成了8年之後的參考者了。哥哥感覺自己嗖的一下就又回來了，但是回來之後還是晚了8年，因為自己最快也不能超過跟自己同時的這個觀察者同伴。當然這仍然是上帝視角。
從真實的哥哥看來，地球以光速向自己接近，由於地球發出的信號傳播的速度跟地球接近的速度差不多，結果這短短一瞬間，自己一下子收到了弟弟在8年中發出的無數的信息，這感覺就像一分鐘看完了弟弟8年的人生一樣。這可以看成是弟弟一天發一條的消息被多普勒效應擠扁了，8年間的消息壓縮到了短短一瞬間裡面。當然哥哥到的時候，弟弟已經老了8歲了。
在弟弟看來呢？自己每天都給哥哥發消息，但一直都沒有回應，一直到8年之後，突然收到消息是哥哥說自己要馬上回來，然後剛收到消息哥哥就回來了。由於哥哥要回來的消息是從比鄰星發來的，也就是說實際發送時間是4.2年前，所以哥哥其實用了4.2年的時間才回來，在弟弟看來也是很正常的事情。
用閔氏幾何解釋這個事情的確是更簡單一些，不過能理解閔氏幾何的還需要問這個問題嗎……
要點總結：對單個的觀察者來說，只有同地的同時是有意義的；不同地的同時對於觀察者來說是很曖昧的事情，會隨著觀察者的運動狀態而劇烈變化。因此哥哥僅僅是在比鄰星掉了個頭這一瞬間和弟弟就產生了8年的時間差。鐘慢、尺縮效應都是在上帝視角中才能觀察到的現象。不過，如果讓對象保持運動狀態，也就是總長度不變，然後讓觀察者在對象前方待機，然後從對象的頭部一直觀察到尾部，再將所有的同地觀察的結果匯總起來，可以間接得到尺縮效應的觀察結果，這個結果和上帝視角中觀察到的結果是一致的。這也是為什麼這個答案一開始可以用尺縮效應來解釋光速旅行者體感時間非常短的原因，在光速旅行者看來，這段距離剛好符合我們這種觀察方法。這個……明明是自己覺得一切正常嘛！該怎麼流逝還是怎麼流逝。只有在以「相對你做運動的」視角看你的觀察者才會認為你動作變慢了。你會認為自己一切正常，觀察者動作變慢了。
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