宇宙飞船与宇宙飞船的悖论

在回到竿与谷仓的悖论之前，关于这个理论有个有趣的结果值得探讨。第三章介绍奥伯斯佯谬时，我曾提到最靠近我们的恒星邻居远在数光年之外。即便我们以光速旅行，也要花上数年的时间才能到达该处。这个想法相当令人泄气，它意味着我们困在太阳系中，最多只能造访其他绕太阳运行的行星；要踏上更遥远的旅途耗时实在太久了。至于造访更远的恒星，甚至极为遥远的新星系，似乎不可能实现，毕竟连光都要费时几十亿年才能到达。

那么假如我告诉你，即便在光速的速限以内，仍然有可能在一眨眼的时间里航行到宇宙的另一头呢？这是科幻小说吗？非也。唯一妨碍我们这么做的是，我们没有可以接近光速航行的火箭，而且未来可能也不会有。不过暂且先假定我们有这种火箭好了。这个原理跟缈子的例子一模一样。缈子观点中的地表距离比起地面上的我们所见缩短许多，对于以接近光速朝向远方恒星航行的宇宙飞船乘客而言，他所见的必经之路也压缩变短了。

想象一根坚固的杆子有几千光年这么长，两端连接地球与目的地恒星。宇宙飞船上的人可以说，一切运动都是相对的，所以并不是宇宙飞船以接近光速航行，而是这根杆子以相同的速率但反向移动。

在他们的观点中，他们是静止的，杆子则高速向后移动，因此他们会发现杆子的长度缩短了，杆子通过他们的时间也跟着变短，于是前往目的地所花的时间就减少了。

相对论告诉我们，当你愈接近光速，长度就缩短愈多。举例而言，在一位相对于起点以0.99倍光速航行的星际旅人眼里， 100光年的距离会缩短成14光年。由0.9999倍光速航行的旅人看来，同样的距离却缩短到只剩1光年（旅程时间只要一年，因为宇宙飞船几乎是以光速前进）。如果宇宙飞船能够更进一步逼近光速，比如0.999999999倍光速，那么100光年的距离只要在两天之内就可以完成了。

请注意这里我们并未违反任何物理定律。当你的航行速度愈接近光速，抵达目的所需的时间就愈短。我希望读者已经明了这并不是由于航行速度变快 （毕竟就数值而言， 0.999999999倍光速并没有比0.9999倍光速快上多少），而是因为当你愈接近光速，所见的距离就会愈短；而当距离缩得愈短，旅途所耗费的时间也就愈少。那么，这个效应需要付出任何代价吗？对于宇宙飞船上的读者而言，完成这段“缩水的”旅程仅需花费较少的时间，而且旅程也较早结束。假使只要花两天时间就可以航行100光年的距离，你抵达目的地时就只比出发时老了两天。但是请记得，跟地球上的时间相比，你所经历的时间看起来变慢许多。对于地球上的其他人而言，你以接近光速的速率航行100光年的距离，所以需要100年的时间才能完成这段旅程（或者稍久一点，因为你前进的速度略低于光速）。你经历的两“宇宙飞船日”等同于100“地球年”。更糟的是，如果你抵达之后发送一道光信号回地球报平安，需要再多耗时100年才能将讯息送达。你发出的第一个平安抵达讯息在出发后200年才会到达地球。

我们在此学到的一课是，读者可以在不超过光速的前提下，以任意快的速度在任意短的时间内跨越整个宇宙。但别以为你回到地球之后，还找得到任何健在的家人或朋友。

这个讨论有趣而令人困惑的尾声，就是设想太空中传播的光会看到什么。事实上，我们在这个问题上需要运用相对论的意涵推演出逻辑上的结论：当读者乘着光遨游宇宙，不论你的航程有多远，即便是横跨整个宇宙，距离都会缩短成零。这完全不会构成问题，因为在此情况下时间也停止不动，也就是移动零距离并不需要耗费任何时间。这是没有任何物体可以达到光速的另一个原因：光想到就觉得实在太疯狂了。不过光却可以轻易达成，只是没有任何一道光可以告诉我们那是什么感觉。

我们将在下一章进一步探讨这个概念。现阶段在以上这个短暂的插曲之后，我们即将回到竿与谷仓的悖论——不只要解开它的矛盾，还要来了解它为什么会构成悖论。