宇宙執法者的歷險

谷銳譯 原文︰Slaven

宇宙執法者AD在A行星上被邪惡的EN博士所擒。EN博士給AD喝了一杯13小時後發作的毒酒，並告訴AD解藥在距此40，000，000，000公里遠的B行星上。AD得知此情況後立即乘上其0.95倍光速的星際飛船飛往B星，那麼︰

AD能即使到達B星並取得解藥嗎？

我們做如下的計算︰
A、B兩行星之間的距離為40，000，000，000公里。飛船的速度是1，025，000，000公里/小時。把這兩個數相除，我們得到從A行星到B行星需要39小時。
那麼AD必死無疑。

等一下！這只對于站在A行星上的人而言。由于毒藥在AD的體內是要經過新陳代謝（才能發作）的，我們必須從AD的參照系出發研究這一問題。我們可以用兩種方法做這件事情，它們將得到相同的結論。

1. 設想一個大尺子從A行星一致延伸到B行星。這個尺子有40，000，000，000公里長。然而，從AD的角度而言，這個尺子以接近光速飛過他身邊。我們已經知道這樣的物體會發生長度收縮現象。在AD的參照系中，從A行星到B行星的距離以參數γ在收縮。在95％的光速下，γ的值大約等于3.2。因此AD認為這段路程只有12，500，000，000公里遠（400億除以3.2）。我們用此距離除以AD的速度，得到12.2小時，AD將提前將近1小時到達B行星！

2. A行星上的觀察者會發現AD到達B需要花費大約39小時時間。然而，這是一個膨脹後的時間。我們知道AD的“鐘”以參數γ（3.2）變慢。為了計算AD參照系中的時間，我們再用39小時除以3.2，得到12.2小時。（也）給AD剩下了大約1小時（這很好，因為這給了AD20分鐘時間離開飛船，另外20分鐘去尋找解藥）。

AD將生還並繼續與邪惡戰斗。

如果對上文中我的描述加以仔細研究，你會發現許多似是而非，非常微妙的東西。當你深入地思考它的時候，一般你最終將提出這樣一個問題︰“等一下，在AD的參照系中，EN的鐘表走得更慢了，因此在AD的參照系中，宇宙旅行應花費更長的時間，而不是更短...

如果你對這個問題感興趣或者覺得困惑，你可能應該看一下後文《宇宙執法者的歷險——微妙的時間》。或者你可以相信我所說的話“如果你把所有的因果都弄清楚，那麼所有（這些）都是正確的”並跳到《質量和能量》一章。