台大物理系教授高涌泉說，依據廣義相對論中的「等效原理」，在地球重力場中的台北一○一大樓，宛如在太空中加速向前的火箭，頂樓的時鐘，走得比底樓的時鐘還快，讓在頂樓上班的人，會老得比較快。 由國科會與聯合報、公共電視、科學人雜誌、中廣公司、News98 合辦、中央大學理學院科學教育中心承辦「二○○五展望演講春季系列—物理光耀世界，紀念一九○五物理奇蹟年的一百周年」，第三場由台大物理系教授高涌泉主講「狹義與廣義相對論中的時空觀」。 高涌泉說，馬克斯威爾在一八六○年代，首度提出光是種電磁波，且光速僅在「以太靜止座標」中，為每秒卅萬公里；依「伽利略座標變換理論」，時間為「絕對參數」，不會變動。 速度則為相對，例如兩部時速都是九十公里的車併行，對兩部車的駕駛來說，另一部車並未前進，但站在路旁的行人卻會看到兩部車都有速度；即不同觀測者，會量到不同的速度。 但實驗學家發現，無論在什麼座標測出的光速，都是每秒卅萬公里，等於否定了馬克斯威爾公式；愛因斯坦一九○五年提出狹義相對論認為，光速在任何慣性座標，都是每秒卅萬公里，即光速為「絕對參數」，時間反而是相對的，這項假設顛覆了「時間絕對」的觀念。 依狹義相對論，若光速固定，觀測者Ａ站在車廂中點，車子向右前進，Ａ向車廂兩端發射光源，Ａ會發現光到兩端的時間相同；但站在月台的觀測者Ｂ卻發現，光到達左端的時間比到右端來得短；即不同的觀測者，會量出不同的時間。 依這個假設，一對孿生姐妹，妹妹留在地球上，姐姐則去星際旅行一圈，當姐姐回到地球時，會比留在地球上的妹妹年輕；雖然人類尚未發展出星際旅行，但實驗學家已經證實，持續運動中的粒子壽命，會比靜止的粒子來得長；高涌泉說，愛因斯坦這個理論是「天才之作」，因為從來沒人想過這個問題。 高涌泉表示，狹義相對論的立論基礎，雖然已經相當完整，但因為只考慮「勞侖茲座標變換理論」及「慣性座標系」兩項概念，尚未納入加速度與重力因素，使狹義相對論只能用來解釋電磁交互作用力，卻與重力相互矛盾。 愛因斯坦終於在一九○七年想到令他「這輩子最快樂的點子」；他認為，重力場和因為電磁感應而產生的電場類似，存在只有相對的意義，對於一位從屋頂自由落下的觀測者來說，落下的附近，並未存有重力場；這想法讓愛因斯坦解決狹義相對論與重力相互矛盾的難題，成為廣義相對論，可解釋在任意座標變換中，恆久不變的物理定律。 高涌泉舉例說，在遊樂場玩自由落體遊戲的人，若脖子上掛著項鍊，在落下時，項鍊反而浮在空中；愛因斯坦認為，透過加速，可以製造出重力，減速則可抵消重力，這個概念叫做「等效原理」。 依「等效原理」，若火箭前後兩端均有一個時鐘，前端的時鐘每秒發送一次訊號給尾端的時鐘，當火箭前進時，尾端接收到訊號的時間均不足一秒鐘，且會愈來愈短，也就是說，前端時鐘走了一分鐘時，尾端時鐘還走不到一分鐘，前端的時間過得比後端來得快。 高涌泉說，依照這個邏輯，若把一○一大樓當成這艘火箭，表面上看似靜止不動，但因地球重力將大樓向下拉，相對各樓層地板，將大樓內的人向上推，等於提供了加速，若依「等效原理」，在這種加速情況下，頂樓的時間會過得比底層快，在頂樓上班的人，也會老得比較快；但高涌泉也強調，幸好地球重力並不大，一年的時間差距僅幾微秒而已，不必太過擔心。