拜見(jiàn)校長(zhǎng)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(gè)問(wèn)題。”

這時(shí)候，蘭徹斯特斯坦尼恩突然開(kāi)口。

“在以速度接近光速運(yùn)動(dòng)的物體上會(huì)出現(xiàn)時(shí)間膨脹效應(yīng)，可根據(jù)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性原理，外在的觀測(cè)者理論上也在以光速原理這個(gè)物體，外在觀測(cè)者是否也會(huì)出現(xiàn)時(shí)間膨脹效應(yīng)？”

斯坦尼恩閣下的話語(yǔ)令會(huì)議室內(nèi)再度沉默下來(lái)，他的提問(wèn)似乎蘊(yùn)含了某種難以解釋的怪異。

“就比如，有一對(duì)雙胞胎，阿爾與貝塔，他們兩人同時(shí)長(zhǎng)大，一模一樣，這個(gè)時(shí)候，阿爾獲得了一個(gè)法術(shù)，能夠讓他以光速遠(yuǎn)離星球，去往宇宙，他經(jīng)歷了短暫的加速，以光速朝著宇宙飛行，在飛行了一段時(shí)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(yǔ)，一邊娓娓道來(lái)。

“按照時(shí)間膨脹理論，阿爾處于接近光速的高速運(yùn)動(dòng)中，他應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)了時(shí)間膨脹效應(yīng)，他所經(jīng)過(guò)的一秒時(shí)間，位于地面的貝塔應(yīng)該已經(jīng)經(jīng)過(guò)了數(shù)秒，我們?nèi)绻患泳苡?jì)算的討論，出發(fā)的時(shí)刻，阿爾與貝塔都是二十歲，而回來(lái)的時(shí)刻，由于時(shí)間膨脹效應(yīng)，阿爾看起來(lái)只有三十歲，可貝塔卻已經(jīng)七十歲了。”

聽(tīng)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(diǎn)頭，表示同意這樣的假設(shè)。

“但我們現(xiàn)在，換一個(gè)角度來(lái)思考，如果以阿爾為參考系，那么貝塔實(shí)際上也是經(jīng)歷了加速到光速再折返的過(guò)程，貝塔身上也應(yīng)該出現(xiàn)時(shí)間膨脹效應(yīng)，在阿爾的角度，貝塔應(yīng)該表現(xiàn)得比自己年輕才對(duì)。”

“這產(chǎn)生了矛盾！”

路德維格施坦因很快覺(jué)察到了問(wèn)題，由于運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，時(shí)間膨脹效應(yīng)應(yīng)該出現(xiàn)在雙方身上，而不是單純只有一側(cè)的時(shí)間會(huì)因此而膨脹。

“萊納，你如何解釋這個(gè)問(wèn)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(gè)悖論相當(dāng)容易理解，卻又難以解釋，因?yàn)檫@似乎與時(shí)間膨脹效應(yīng)沖突，而現(xiàn)在，沒(méi)有人能夠有自信的說(shuō)出到底哪一個(gè)才是錯(cuò)誤的。

眾人的視線落到了萊納的身上，因?yàn)樵趫?chǎng)的各位高階法師之中，只有相對(duì)論的提出者萊納才是最為了解這個(gè)理論的，他不可能沒(méi)有考慮到這個(gè)問(wèn)題。

萊納環(huán)視眾人，清了清嗓子，站起身來(lái)。

“這個(gè)問(wèn)題的確在我的考量之中，各位閣下，說(shuō)實(shí)話，這個(gè)雙生子佯謬的出現(xiàn)，正是經(jīng)典時(shí)空體系與相對(duì)論時(shí)空體系的差異導(dǎo)致的。”

他輕輕一揮手，半空中便出現(xiàn)了兩個(gè)小小的時(shí)鐘。

“我們可以將問(wèn)題簡(jiǎn)化為，兩個(gè)原本一致的時(shí)鐘，其中一個(gè)突然以接近光速遠(yuǎn)離后折返，另一個(gè)在原地不動(dòng)，求兩個(gè)時(shí)鐘的顯示時(shí)間在折返之后會(huì)出現(xiàn)怎樣的狀況，為了繼續(xù)簡(jiǎn)化，我們假設(shè)加速與減速的過(guò)程幾乎不存在，這就是兩段勻速運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，運(yùn)動(dòng)的那個(gè)時(shí)鐘被稱為動(dòng)鐘，靜止的時(shí)鐘則被稱為靜鐘。”

在法師們的注視下，萊納令光點(diǎn)重復(fù)了一下這個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程。

“在經(jīng)典物理體系中，以兩個(gè)光點(diǎn)各自作為參考系，自然能夠得到對(duì)方都在相對(duì)于自己做勻速運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，但讓我們將關(guān)注點(diǎn)放到這個(gè)運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)，也就是動(dòng)鐘上，動(dòng)鐘遠(yuǎn)離靜鐘的過(guò)程很明顯，以靜鐘為參考，動(dòng)鐘出現(xiàn)了時(shí)間膨脹，時(shí)間過(guò)得更慢，而以動(dòng)鐘為參考，靜鐘也在勻速運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)了時(shí)間膨脹，時(shí)間過(guò)得更慢。”

“這不就是矛盾了嗎？”

瑪利亞因斯坦夫人疑惑地問(wèn)道。

“但事實(shí)上，因斯坦閣下，動(dòng)鐘與靜鐘的時(shí)間都是相對(duì)而言的，他們自己并不會(huì)感覺(jué)到時(shí)間流逝的不同，正如我們?cè)谶z跡之中也不會(huì)感到時(shí)間過(guò)得比外面快還是慢，只有兩者相遇之后，他們的相對(duì)時(shí)間比較才有意義。”

萊納解釋完這些，便開(kāi)始

令遠(yuǎn)離的光點(diǎn)折返。

“問(wèn)題就出在折返的過(guò)程中，各位閣下，從靜鐘的視角來(lái)看，動(dòng)鐘也在做勻速運(yùn)動(dòng)，但從動(dòng)鐘的視角來(lái)看，靜鐘在瞬間從自己的后方，移動(dòng)到了自己的前方，類似于做了一個(gè)一百八十度的半圓周運(yùn)動(dòng)，而這個(gè)運(yùn)動(dòng)，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(yǔ)似乎矛盾重重，卻又隱含了一些他并未明說(shuō)的事實(shí)。

“當(dāng)然，這個(gè)超越光速的行為并沒(méi)有任何信息的傳遞，換句話來(lái)說(shuō)，倘若動(dòng)鐘能夠看到無(wú)限遠(yuǎn)距離的事物，它在轉(zhuǎn)身的這一刻，前方是看不到靜鐘存在的，準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，靜鐘雖然存在，卻不在動(dòng)鐘此刻的光錐之內(nèi)。”

萊納的話語(yǔ)引起了波瀾，這是高階法師們從未設(shè)想過(guò)的情況，比起尺縮效應(yīng)和時(shí)間膨脹效應(yīng)，萊納所說(shuō)的這個(gè)現(xiàn)象更加匪夷所思。

“我們定義一個(gè)粒子在時(shí)空中經(jīng)過(guò)的軌跡為它的世界線，世界線記錄了這個(gè)粒子從過(guò)去到未來(lái)的所有位置，這個(gè)位置的范圍，我將其稱為光錐，光錐的范圍由光速?zèng)Q定，物體無(wú)法超越光速，只有位于光錐之內(nèi)的事物，才會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生影響。”

萊納提出了一個(gè)概念，同時(shí)在半空中，一個(gè)光點(diǎn)在坐標(biāo)軸上蜿蜒曲折前進(jìn)，構(gòu)成了一個(gè)錐形。

“對(duì)于動(dòng)鐘，在遠(yuǎn)離的過(guò)程中，它會(huì)觀察到靜鐘的時(shí)間變慢，在掉頭的一瞬間，靜鐘的時(shí)間突然加速，在返回的過(guò)程中，靜鐘的時(shí)間又繼續(xù)變慢，直至雙方相遇，這個(gè)時(shí)候，動(dòng)鐘走過(guò)的時(shí)間仍然小于靜鐘走過(guò)的時(shí)間，也就是說(shuō)，飛上天空的阿爾，最終相遇的時(shí)候會(huì)比貝塔更加年輕。”

說(shuō)完，萊納演示了一下自己的話語(yǔ)所代表的現(xiàn)象，他在一個(gè)坐標(biāo)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(biāo)軸上還有兩條雙曲線，坐標(biāo)軸的橫軸代表的是空間，而縱軸，則是時(shí)間乘以光速的。

“這個(gè)現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，追其根本，便是動(dòng)鐘與靜鐘處在不同的世界線中，在這個(gè)坐標(biāo)系中，動(dòng)鐘代表的是斜線，而靜鐘則是直線，不同的世界線中的時(shí)鐘，并不能經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的坐標(biāo)系變換而等價(jià)。”

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