狭义相对论中的同时的相对性如何用时间空间速度来量化解释

狭义相对论中的同时的相对性如何用时间空间速度来量化解释
狭义相对论中的同时的相对性如何用时间空间速度来量化解释

狭义相对论中的同时的相对性如何用时间空间速度来量化解释
宇宙执法者的历险
谷锐译 原文：Slaven
宇宙执法者AD在A行星上被邪恶的EN博士所擒.EN博士给AD喝了一杯13小时后发作的毒酒,并告诉AD解药在距此40,000,000,000公里远的B行星上.AD得知此情况后立即乘上其0.95倍光速的星际飞船飞往B星,那么：
AD能即使到达B星并取得解药吗?
我们做如下的计算：
A、B两行星之间的距离为40,000,000,000公里.飞船的速度是1,025,000,000公里/小时.把这两个数相除,我们得到从A行星到B行星需要39小时.
那么AD必死无疑.
等一下!这只对于站在A行星上的人而言.由于毒药在AD的体内是要经过新陈代谢（才能发作）的,我们必须从AD的参照系出发研究这一问题.我们可以用两种方法做这件事情,它们将得到相同的结论.
1.
设想一个大尺子从A行星一致延伸到B行星.这个尺子有40,000,000,000公里长.然而,从AD的角度而言,这个尺子以接近光速飞过他身边.我们已经知道这样的物体会发生长度收缩现象.在AD的参照系中,从A行星到B行星的距离以参数γ在收缩.在95％的光速下,γ的值大约等于3.2.因此AD认为这段路程只有12,500,000,000公里远（400亿除以3.2）.我们用此距离除以AD的速度,得到12.2小时,AD将提前将近1小时到达B行星!
2.
A行星上的观察者会发现AD到达B需要花费大约39小时时间.然而,这是一个膨胀后的时间.我们知道AD的“钟”以参数γ（3.2）变慢.为了计算AD参照系中的时间,我们再用39小时除以3.2,得到12.2小时.（也）给AD剩下了大约1小时（这很好,因为这给了AD20分钟时间离开飞船,另外20分钟去寻找解药）.
AD将生还并继续与邪恶战斗.
如果对上文中我的描述加以仔细研究,你会发现许多似是而非,非常微妙的东西.当你深入地思考它的时候,一般你最终将提出这样一个问题：“等一下,在AD的参照系中,EN的钟表走得更慢了,因此在AD的参照系中,宇宙旅行应花费更长的时间,而不是更短...
如果你对这个问题感兴趣或者觉得困惑,你可能应该看一下后文《宇宙执法者的历险——微妙的时间》.或者你可以相信我所说的话“如果你把所有的因果都弄清楚,那么所有（这些）都是正确的”并跳到《质量和能量》一章.
宇宙执法者的历险——微妙的时间
谷锐译 原文：Slaven
好,这就是我们刚刚看到的.我们已经发现在AD相对于EN参照系旅行中的时间膨胀.在EN参照系中,AD是运动的,因此AD的钟走得慢.结果是在此次飞行中EN的钟走了39小时,而AD的钟走了12小时.这常常使人们产生这样的问题：
相对于AD的系,EN是运动的,因此EN的钟应该走得慢.因此当AD到达B行星的时候,他的钟走的时间比EN的长.谁对?长还是短?
好问题.当你问这个问题的时候,我知道你已经开始进入情况了.在开始解释之前,我必须声明在前文所叙述的事情都是对的.在我所描述的情况下,AD可以及时拿到解药.现在让我们来解释这个徉谬.这与我尚未提及的“同时性”有关.相对论的一个推论是：同一参照系中的两个同时（但不同地点）发生的事件相对于另一个参照系不同时发生.
让我们来研究一些同时发生的事件.
首先,让我们假设EN和AD在AD离开A行星时同时按下秒表.按照EN的表,这趟B行星之旅将花费39小时.换言之,EN的表在AD到达B行星时读数为39小时.因为时间膨胀,AD的表与此同时读数为12.2小时.即,以下三件事情是同时发生的：
1、 EN的表读数为39
2、 AD到达B行星
3、 AD的表读数为12.2
这些事件在EN的参照系中是同时发生的.
现在在AD的参照系中,上述三个事件不可能同时发生.更进一步,因为我们知道EN的表一定以参数γ减慢（此处γ大约为3.2）,我们可以计算出当AD的表读数为12.2小时的时候,EN的表的读数为12.2/3.2＝3.8小时.因此在AD的系中,这些事情是同时发生的：
1、 AD到达B行星
2、 AD的钟的读数为1.2
3、 EN的钟的读数为3.2
前两项在两个系中都是相同的,因为它们在同一地点——B行星发生.两个同一地点发生的事件要么同时发生,要么不同时发生,在这里,参照系不起作用.
从另一个角度看待此问题可能会对你有所帮助.你所感兴趣的事件是从AD离开A行星到AD到达B行星.一个重要的提示：AD在两个事件中都存在.也就是说,在AD的参照系中,这两个事件在同一地点发生.由此,AD参照系的事件被称作“正确时间”,所有其他系中的时间都将比此系中的更长（参见时间膨胀原理）.不管怎样,如果你对AD历险中的时间膨胀感到迷惑,希望这可以使之澄清一些.如果你原本不糊涂,那么希望你现在也不.
本想用自己的话解释,但还是觉得例子比解释更容易理解.