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湯普金斯先生猶豫了一會兒，然后鼓起勇氣說："我實在不想硬纏著你，不過，我不知道是不是可以問你一個問題——只是一個小問題？上次在這里的時候，我碰上一位火車司機，他堅持說，車上的乘客比住在城里的居民老得慢(而不是倒過來)的原因，全都在于火車不斷開開停停。我不明白……" 教授想了一下，然后開始說："如果兩個人都處在勻速相對運動中，那么，其中每一個人都認為另一個人會老得比他自己慢——這是相對論的時間延長效應(yīng)?；疖嚿系某丝蜁J為車站上的售票員老得比他慢一些，同樣，售票員也會作出結(jié)論說，老得比較慢的不是別人，而是車上的乘客。" "但是，他們不可能都是對的呀，"湯普金斯先生提出了異議。 "為什么不可能呢？從他們各自的觀點來看，他們雙方都是對的。" "那么，到底誰是真對呢？"湯普金斯先生打破沙鍋問到底。 "你不能這樣籠統(tǒng)地提問題。在相對論中，你的觀察結(jié)果總是要牽涉到一個特定的觀察者——一個相對于所要觀察的事物進行一定運動的觀察者。" "可是我們知道，確實是車上乘客看起來比售票員年輕啊——這是個無法回避的事實嘛。"接著，湯普金斯先生便描述了他上次碰到那位經(jīng)常外出的紳士和他的孫女的情形。 "好了，好了！"教授有點不耐煩地打斷他的話。"這正好是雙生子佯謬的重演。你大概還記得，我在及時次演講中談到過這個問題。那位祖父經(jīng)常受到加速；同他的孫女不一樣，他沒有保持恒定的勻速運動狀態(tài)。所以，正是她能夠正確地指望當(dāng)她祖父回到家里，可以面對面地進行比較時，他會顯得比她更年輕。" "我想起來了，"湯普金斯先生同意了。"可是，我還是不明白這是怎么回事。那位孫女可以利用相對論的時間延長效應(yīng)來解釋為什么她祖父比她年輕，這是沒有問題的。對于怎樣去認識他的孫女比他更老這件事，那位祖父難道不會感到為難嗎？他怎么解釋這件事呢？" "哦，"教授回答道，"但是，這個問題我已經(jīng)在第二次演講中討論過了，你還記得嗎？" 這時湯普金斯先生只好說明他是怎么漏過那次演講的，并且正想努力通過閱讀講稿把它補回來。 "我明白了。"教授扼要地說，"好吧，我就這樣把它歸納一下：為了使那位祖父能夠理解所發(fā)生的事，他必須考慮到在他改變他的運動狀態(tài)時在他孫女身上會發(fā)生什么事。" "那是什么事呢？"湯普金斯先生問道。 "聽著，當(dāng)他以勻速前進時，他的孫女老得比較慢，這是一般的時間延長。但是，一旦司機扳動制動閥，或者后來在回程中進行加速，那就會對他孫女的老化過程產(chǎn)生正好相反的效果：在那位祖父看來，孫女的老化過程正在加快進行。正是在這些短暫的非勻速運動的時間內(nèi)，她的賽老行程超過了她的祖父。因此，即使她當(dāng)時認為她在家里勻速地圍著鍋臺轉(zhuǎn)時，她的老化速度一般會比較慢，但他回家時產(chǎn)生的凈效果卻是他應(yīng)該預(yù)料到她會比他更老——而這正是他回家后看到的情形。" "多么不可思議??！"湯普金斯先生感嘆說。"不過，關(guān)于這一點，科學(xué)家們有沒有什么證據(jù)？有沒有什么實驗表明確實發(fā)生了這種不同的老化過程呢？" "當(dāng)然有啦。在我的及時次演講里，我提到過在日內(nèi)瓦的歐洲核子研究中心實驗室里，那環(huán)繞空心輪胎回旋的不穩(wěn)定μ子。由于它們的速度接近于光速，它們在衰變前的壽命要比實驗室中靜止不動的μ子長30倍。這種運動著的μ子就像是那位祖父，它們在完成一圈圈短程的旅行，并且受到驅(qū)動它們前進和把它們帶回出發(fā)點所需要的力的作用。而靜止不動的μ子卻像是那位孫女，它們以正常的速度老化，因而比那些運動著的μ子更早地發(fā)生衰變——或者說更早地死亡。 P24-P26