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靠不住的手表

时间:2016-02-24 08:10:40 哲理故事 收藏本文 下载本文

  梅加索弗特买了一对昂贵的鸳鸯手表,一只送给与他同居的女友恰琳,另一只自己留着,两人常常对表,看它们是否毫秒不差。这对手表是微型氢燃料原子钟,商店担保它们比任何别的手表都更准。
  这对手表既新又贵,所以梅加索弗特和恰琳都非常珍爱,天天晚饭时两人都核对一下,每次都百分之百一致。“跟咱俩一样和谐。”恰琳得意地说。
  有一天,梅加索弗特出差,乘飞机去南方,当天又飞回来。晚饭时他和恰琳对表,这次不同步了,差了若干微微秒。梅加索弗特生气地找商店要求退货。但商店对两块表作了严格测试,认为它们完全步调一致,拒绝退款。梅加索弗特无可奈何,只好把它们又带回家。
  几个星期以后,他又一次出差,时间更长一点,回来跟女友一对表,发现又出了问题。
  梅加索弗特有权利退货吗?
  讨论
  物理学家们说,梅加索弗特的问题在于他飞来飞去,打乱了时空连续体。他无权退货。
  自从19世纪发现光是以恒定的速度运行(见本书“问题91"),而爱因斯坦又将这一事实引进他的广义相对论以后,人们已承认时间随引力的变化而以不同的速率运行,还受到恒定加速度造成的特殊形式的引力的影响。(人们甚至认为在“黑洞”的中心,时间甚至“停止”不动,因为“黑洞”中的引力太强,即使是光也逃不脱它的掌握。)梅加索弗特飞来飞去,经受过时空连续体的这两种变化,因此他的手表记录了这一事实,是并不奇怪的。
  铯原子钟制成于20世纪50年代,现今已广泛应用于许多方面,特别是航海。1971年,有两位科学家,J.C.哈斐尔和理查德•基廷,携原子钟乘喷气式客机绕地球飞行,而且由西向东和由东向西变换飞行方向,结果发现在由东向西的飞行中,原子钟快了273毫微秒(1毫微秒等于10亿分之一秒),这结果虽令人惊异,但从物理上说是情理之中的。再说一个例子:假设一时双胞胎乘航天器,飞到一个星球,50年后返回,在经受长时间的高加速度以后,这时双胞胎会发现自己身体不同于从地球出发的时候了——他们会变得年轻许多岁!(这就是人在有时谈论的“双胞胎悖论”。)在哲学家看来,人们日常的“绝对时间”观念已经是一种平凡的偏见。
  在以上两个事例中,主要的因素是飞行高度和降低了的引力,而不是飞机的加速度,后者在大部分时间内是很微小的。由于地球自转,飞行的方位也起作用。

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