第四百六十一幕.雙生子佯謬
更新時間:2019-01-25 作者:無火的余灰
拜見校長大人 第四百六十一幕.雙生子佯謬
“等一等，萊納，我這里有一個問題。” 這時候，蘭徹斯特斯坦尼恩突然開口。 “在以速度接近光速運動的物體上會出現時間膨脹效應，可根據運動的相對性原理，外在的觀測者理論上也在以光速原理這個物體，外在觀測者是否也會出現時間膨脹效應？” 斯坦尼恩閣下的話語令會議室內再度沉默下來，他的提問似乎蘊含了某種難以解釋的怪異。 “就比如，有一對雙胞胎，阿爾與貝塔，他們兩人同時長大，一模一樣，這個時候，阿爾獲得了一個法術，能夠讓他以光速遠離星球，去往宇宙，他經歷了短暫的加速，以光速朝著宇宙飛行，在飛行了一段時間后，又立刻減速，隨后以光速折返。” 斯坦尼恩閣下一邊斟酌話語，一邊娓娓道來。 “按照時間膨脹理論，阿爾處于接近光速的高速運動中，他應當出現了時間膨脹效應，他所經過的一秒時間，位于地面的貝塔應該已經經過了數秒，我們如果不加精密計算的討論，出發的時刻，阿爾與貝塔都是二十歲，而回來的時刻，由于時間膨脹效應，阿爾看起來只有三十歲，可貝塔卻已經七十歲了。” 聽到斯坦尼恩閣下的解釋，在座的幾位高階法師思索片刻，微微點頭，表示同意這樣的假設。 “但我們現在，換一個角度來思考，如果以阿爾為參考系，那么貝塔實際上也是經歷了加速到光速再折返的過程，貝塔身上也應該出現時間膨脹效應，在阿爾的角度，貝塔應該表現得比自己年輕才對。” “這產生了矛盾！” 路德維格施坦因很快覺察到了問題，由于運動的相對性，時間膨脹效應應該出現在雙方身上，而不是單純只有一側的時間會因此而膨脹。 “萊納，你如何解釋這個問題？” 伊格爾斯菲爾德也同樣百思不得其解，斯塔尼恩閣下的這個悖論相當容易理解，卻又難以解釋，因為這似乎與時間膨脹效應沖突，而現在，沒有人能夠有自信的說出到底哪一個才是錯誤的。 眾人的視線落到了萊納的身上，因為在場的各位高階法師之中，只有相對論的提出者萊納才是最為了解這個理論的，他不可能沒有考慮到這個問題。 萊納環視眾人，清了清嗓子，站起身來。 “這個問題的確在我的考量之中，各位閣下，說實話，這個雙生子佯謬的出現，正是經典時空體系與相對論時空體系的差異導致的。” 他輕輕一揮手，半空中便出現了兩個小小的時鐘。 “我們可以將問題簡化為，兩個原本一致的時鐘，其中一個突然以接近光速遠離后折返，另一個在原地不動，求兩個時鐘的顯示時間在折返之后會出現怎樣的狀況，為了繼續簡化，我們假設加速與減速的過程幾乎不存在，這就是兩段勻速運動的結果，運動的那個時鐘被稱為動鐘，靜止的時鐘則被稱為靜鐘。” 在法師們的注視下，萊納令光點重復了一下這個運動過程。 “在經典物理體系中，以兩個光點各自作為參考系，自然能夠得到對方都在相對于自己做勻速運動的結果，但讓我們將關注點放到這個運動的點，也就是動鐘上，動鐘遠離靜鐘的過程很明顯，以靜鐘為參考，動鐘出現了時間膨脹，時間過得更慢，而以動鐘為參考，靜鐘也在勻速運動，出現了時間膨脹，時間過得更慢。” “這不就是矛盾了嗎？” 瑪利亞因斯坦夫人疑惑地問道。 “但事實上，因斯坦閣下，動鐘與靜鐘的時間都是相對而言的，他們自己并不會感覺到時間流逝的不同，正如我們在遺跡之中也不會感到時間過得比外面快還是慢，只有兩者相遇之后，他們的相對時間比較才有意義。” 萊納解釋完這些，便開始 令遠離的光點折返。 “問題就出在折返的過程中，各位閣下，從靜鐘的視角來看，動鐘也在做勻速運動，但從動鐘的視角來看，靜鐘在瞬間從自己的后方，移動到了自己的前方，類似于做了一個一百八十度的半圓周運動，而這個運動，是超越光速的。” “超越光速？” 布羅利奧古斯汀默然思索，萊納的話語似乎矛盾重重，卻又隱含了一些他并未明說的事實。 “當然，這個超越光速的行為并沒有任何信息的傳遞，換句話來說，倘若動鐘能夠看到無限遠距離的事物，它在轉身的這一刻，前方是看不到靜鐘存在的，準確來說，靜鐘雖然存在，卻不在動鐘此刻的光錐之內。” 萊納的話語引起了波瀾，這是高階法師們從未設想過的情況，比起尺縮效應和時間膨脹效應，萊納所說的這個現象更加匪夷所思。 “我們定義一個粒子在時空中經過的軌跡為它的世界線，世界線記錄了這個粒子從過去到未來的所有位置，這個位置的范圍，我將其稱為光錐，光錐的范圍由光速決定，物體無法超越光速，只有位于光錐之內的事物，才會對物體產生影響。” 萊納提出了一個概念，同時在半空中，一個光點在坐標軸上蜿蜒曲折前進，構成了一個錐形。 “對于動鐘，在遠離的過程中，它會觀察到靜鐘的時間變慢，在掉頭的一瞬間，靜鐘的時間突然加速，在返回的過程中，靜鐘的時間又繼續變慢，直至雙方相遇，這個時候，動鐘走過的時間仍然小于靜鐘走過的時間，也就是說，飛上天空的阿爾，最終相遇的時候會比貝塔更加年輕。” 說完，萊納演示了一下自己的話語所代表的現象，他在一個坐標軸中描繪出了兩條線，一條與縱軸重合，一條則是斜線，在坐標軸上還有兩條雙曲線，坐標軸的橫軸代表的是空間，而縱軸，則是時間乘以光速的。 “這個現象出現的原因，追其根本，便是動鐘與靜鐘處在不同的世界線中，在這個坐標系中，動鐘代表的是斜線，而靜鐘則是直線，不同的世界線中的時鐘，并不能經過簡單的坐標系變換而等價。” 親，本章已完，祝您閱讀愉快！0 拜見校長大人 第四百六十一幕.雙生子佯謬
“等一等，萊納，我這里有一個問題。” 這時候，蘭徹斯特斯坦尼恩突然開口。 “在以速度接近光速運動的物體上會出現時間膨脹效應，可根據運動的相對性原理，外在的觀測者理論上也在以光速原理這個物體，外在觀測者是否也會出現時間膨脹效應？” 斯坦尼恩閣下的話語令會議室內再度沉默下來，他的提問似乎蘊含了某種難以解釋的怪異。 “就比如，有一對雙胞胎，阿爾與貝塔，他們兩人同時長大，一模一樣，這個時候，阿爾獲得了一個法術，能夠讓他以光速遠離星球，去往宇宙，他經歷了短暫的加速，以光速朝著宇宙飛行，在飛行了一段時間后，又立刻減速，隨后以光速折返。” 斯坦尼恩閣下一邊斟酌話語，一邊娓娓道來。 “按照時間膨脹理論，阿爾處于接近光速的高速運動中，他應當出現了時間膨脹效應，他所經過的一秒時間，位于地面的貝塔應該已經經過了數秒，我們如果不加精密計算的討論，出發的時刻，阿爾與貝塔都是二十歲，而回來的時刻，由于時間膨脹效應，阿爾看起來只有三十歲，可貝塔卻已經七十歲了。” 聽到斯坦尼恩閣下的解釋，在座的幾位高階法師思索片刻，微微點頭，表示同意這樣的假設。 “但我們現在，換一個角度來思考，如果以阿爾為參考系，那么貝塔實際上也是經歷了加速到光速再折返的過程，貝塔身上也應該出現時間膨脹效應，在阿爾的角度，貝塔應該表現得比自己年輕才對。” “這產生了矛盾！” 路德維格施坦因很快覺察到了問題，由于運動的相對性，時間膨脹效應應該出現在雙方身上，而不是單純只有一側的時間會因此而膨脹。 “萊納，你如何解釋這個問題？” 伊格爾斯菲爾德也同樣百思不得其解，斯塔尼恩閣下的這個悖論相當容易理解，卻又難以解釋，因為這似乎與時間膨脹效應沖突，而現在，沒有人能夠有自信的說出到底哪一個才是錯誤的。 眾人的視線落到了萊納的身上，因為在場的各位高階法師之中，只有相對論的提出者萊納才是最為了解這個理論的，他不可能沒有考慮到這個問題。 萊納環視眾人，清了清嗓子，站起身來。 “這個問題的確在我的考量之中，各位閣下，說實話，這個雙生子佯謬的出現，正是經典時空體系與相對論時空體系的差異導致的。” 他輕輕一揮手，半空中便出現了兩個小小的時鐘。 “我們可以將問題簡化為，兩個原本一致的時鐘，其中一個突然以接近光速遠離后折返，另一個在原地不動，求兩個時鐘的顯示時間在折返之后會出現怎樣的狀況，為了繼續簡化，我們假設加速與減速的過程幾乎不存在，這就是兩段勻速運動的結果，運動的那個時鐘被稱為動鐘，靜止的時鐘則被稱為靜鐘。” 在法師們的注視下，萊納令光點重復了一下這個運動過程。 “在經典物理體系中，以兩個光點各自作為參考系，自然能夠得到對方都在相對于自己做勻速運動的結果，但讓我們將關注點放到這個運動的點，也就是動鐘上，動鐘遠離靜鐘的過程很明顯，以靜鐘為參考，動鐘出現了時間膨脹，時間過得更慢，而以動鐘為參考，靜鐘也在勻速運動，出現了時間膨脹，時間過得更慢。” “這不就是矛盾了嗎？” 瑪利亞因斯坦夫人疑惑地問道。 “但事實上，因斯坦閣下，動鐘與靜鐘的時間都是相對而言的，他們自己并不會感覺到時間流逝的不同，正如我們在遺跡之中也不會感到時間過得比外面快還是慢，只有兩者相遇之后，他們的相對時間比較才有意義。” 萊納解釋完這些，便開始 令遠離的光點折返。 “問題就出在折返的過程中，各位閣下，從靜鐘的視角來看，動鐘也在做勻速運動，但從動鐘的視角來看，靜鐘在瞬間從自己的后方，移動到了自己的前方，類似于做了一個一百八十度的半圓周運動，而這個運動，是超越光速的。” “超越光速？” 布羅利奧古斯汀默然思索，萊納的話語似乎矛盾重重，卻又隱含了一些他并未明說的事實。 “當然，這個超越光速的行為并沒有任何信息的傳遞，換句話來說，倘若動鐘能夠看到無限遠距離的事物，它在轉身的這一刻，前方是看不到靜鐘存在的，準確來說，靜鐘雖然存在，卻不在動鐘此刻的光錐之內。” 萊納的話語引起了波瀾，這是高階法師們從未設想過的情況，比起尺縮效應和時間膨脹效應，萊納所說的這個現象更加匪夷所思。 “我們定義一個粒子在時空中經過的軌跡為它的世界線，世界線記錄了這個粒子從過去到未來的所有位置，這個位置的范圍，我將其稱為光錐，光錐的范圍由光速決定，物體無法超越光速，只有位于光錐之內的事物，才會對物體產生影響。” 萊納提出了一個概念，同時在半空中，一個光點在坐標軸上蜿蜒曲折前進，構成了一個錐形。 “對于動鐘，在遠離的過程中，它會觀察到靜鐘的時間變慢，在掉頭的一瞬間，靜鐘的時間突然加速，在返回的過程中，靜鐘的時間又繼續變慢，直至雙方相遇，這個時候，動鐘走過的時間仍然小于靜鐘走過的時間，也就是說，飛上天空的阿爾，最終相遇的時候會比貝塔更加年輕。” 說完，萊納演示了一下自己的話語所代表的現象，他在一個坐標軸中描繪出了兩條線，一條與縱軸重合，一條則是斜線，在坐標軸上還有兩條雙曲線，坐標軸的橫軸代表的是空間，而縱軸，則是時間乘以光速的。 “這個現象出現的原因，追其根本，便是動鐘與靜鐘處在不同的世界線中，在這個坐標系中，動鐘代表的是斜線，而靜鐘則是直線，不同的世界線中的時鐘，并不能經過簡單的坐標系變換而等價。” 親，本章已完，祝您閱讀愉快！0 拜見校長大人 第四百六十一幕.雙生子佯謬
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