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山中一日,世上千年

謝千行

   我是紹興人,生在臺灣。大學唸電機‧噴射機的速度約200m/s。,留美學的是電腦,回臺後在公家機關服務,一轉眼到了退休的年齡。今年2月5日第一次參加浙江旅台同鄉聯誼總會春節團拜,和鄰座同鄉談得很愉快。會長胡李世美女士和夏副會長漢容先生,為我介紹與會的前輩,十分感謝。在會上聽說同鄉總會出版的《台浙天地》歡迎投稿,就不揣淺陋,想寫篇文章試試。至於題目,因最近對宇宙與人的關係有興趣,讀了些物理方面的書,又剛好在網路上看到「山中一日,世上千年」的故事和我們浙江有關,就寫了這篇談時間快慢的短文,就教於同鄉先進。


   「山中一日,世上千年」的典故出自《水經注》:晉人王質是衢州楊家巷人,平日喜歡圍棋。有一天登上離家不遠的小山砍柴,看見兩童對奕,就在旁津津有味地看,並吃了兩童給的果子。一局棋沒看完,卻發現斧頭的柄(柯)已爛掉了。王質急忙下山,回家的路已大為不同,好不容易進了城,又找不到家,四處打聽,才知道母親已在數十年前過世了,王質感歎說:「山中才一日,世上已千年。」

  這山原叫石室山,在浙江省衢州市城東南約10公里,山不高,約 164米,山頂有天成的石樑,石樑下有青霞洞,即傳說中王質看兩童下棋的地方。因為這個故事,石室山也稱為爛柯山。


   我們以現代物理的角度來看看這個故事,兩個地方的時間過得不一樣快是可能的嗎?依愛因斯坦的狹義相對論,確實可能!這和速度有關,速度快時,時間過得慢。公式如下:
t1=t0/1-v2/v2式中v為速,c為光速(299792458m/s,約每秒30萬公里)。我們先以幾個我們比較熟悉的速度來計算t1和t0的比值:‧人最快可跑約10m/s。

‧噴射機的速度約200m/s。

‧子彈出步槍的速度可達1000m/s。
‧隕石掉到地面的速度可達8000m/s。

  將以上速度代入公式,可得到t1和t0的比值都很近於1。也就是說, 在這樣的速度下,很難察覺到時間快慢的差異。

  一日與千年則有365000倍的差距,速度要多快才能產生這樣的差距?依公式可算出,約要達到光速的百分之99.999999999625才行, 這與光速實在是非常非常地接近了。我們再用「天上一日,地上一年」來算算速度需要多快,一年是一日的 365倍,代入公式,可算出大概要299791333m/s的速度才能產生這差距,這速度約為光速的百分之99.999625,和光速的差異不到十萬分之一。那2倍呢?要時間慢2倍,所需速度為何?代入公式, 可算得259627900m/s,即光速的百分之86.6,但這仍是很快的速度,具這樣速度的載人宇航機,目前仍遠超過我們人類的工程能力。但假設宇宙中存在這樣速度的一個地方(或宇航機),而王質在晉朝時以某種不明的因緣去到這個地方,那他來去之間,就可能會經歷一日千年或一日一年的時光變換。

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  為什麼時間會和速度有關呢?速度顯然和我們所處的時空結構密切相關,一個說法是:宇宙自大霹靂創生後,其中每個東西都以定速在時空連續體中移動,在空間中動得多,在時間中就動得少,反之亦然。也有人認為,宇宙中沒有不動的東西,以我們-在地球上的人-為例,速度大約是多少?地球在浩瀚的太空中飛行,繞太陽的速度約為每秒30公里,而太陽系所在的銀河星系和鄰近的室女星系間正以約每秒 200公里的速度接近中。速度總是相對的,所以若有高智慧的生物可觀察銀河星系和室內星系的運動,就會發現我們以每秒 200公里的速度在太空中飛馳。這速度較之光速,當然還差得遠,只有它的百分之0.0667,但已是子彈的200倍的速度。


   大家也許會問,速度接近光速時,時間會怎麼樣?由公式可看出,t1會變得無限大,也就是說,時間會幾乎停止流動。所以,光在宇宙中以定速移動,若有知覺,即使經過橫越宇宙這樣大的距離,仍會覺得沒經過任何時間。


   那光速旅行有無可能呢?依我們現在的了解,宇航機要達到光速是不可能的,因為對有質量的東西而言,加速它的速度需要能量,越接近光速需要越大的能量,而達到光速需要無限大的能量,這顯然不是我們所能提供的。

   不管我們的速度為何,測量光速時,總會得到299792458m/s這個數字,這個速度為什麼不能突破?這個數字為什麼這麼特殊?這裡面,是否藏著我們這個宇宙的更深的秘密呢?

(謝千行/臺北)

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