8.3 何謂“同時”
在二百多枚導(dǎo)彈排兵布陣的過程中，我們清晰的見證了狹義相對論尺短鐘慢的效果，然而這種效果是否只是和導(dǎo)彈的控制邏輯有關(guān)呢？在導(dǎo)彈排布的過程中，我們一直是通過地球發(fā)出的指令，這相當(dāng)于從一個矩陣平面的中垂線的無窮遠處發(fā)出的指令。如果改換其他的機制來操控導(dǎo)彈，情況是否可望有所改善呢？對此，孫浩宇帶領(lǐng)團隊展開了細致的分析：
如果放棄了無窮遠處的指揮中心，我們就需要在導(dǎo)彈陣列內(nèi)部找到一個中心節(jié)點，以此為核心發(fā)放指令和接收信號，并以此為坐標原點來為其他導(dǎo)彈定位，以達到“同時”協(xié)調(diào)各方運動的目的。在運動開始之前，我們?nèi)匀恢荒芡ㄟ^矩陣中點向周圍的導(dǎo)彈發(fā)送光波并等待回波，并通過發(fā)送和接收的時間間隔確定彼此之間的距離，由于每顆導(dǎo)彈之間的橫縱間距都要保持在0.1光秒。所以每次發(fā)送接收信號的時間間隔就應(yīng)該是0.2秒。現(xiàn)在，我們可以想辦法讓整個矩陣開始運動了。為簡便起見，我們可以暫時忽略導(dǎo)彈的加速過程，假設(shè)所有節(jié)點的導(dǎo)彈都可以瞬間加速到光速的1/N。問題的關(guān)鍵在于：如何通知其它節(jié)點和中心節(jié)點“同時”移動呢？通過討論，大家提出了三種可能的操控方式。
第一種方式：在中心節(jié)點開始運動時下達指令的同時，通知其它節(jié)點和自己同步運動。按照這樣的部署方式，中心節(jié)點上下左右的四個節(jié)點就可以“同時”收到前進信號，并可以瞬間達到和中心節(jié)點同樣的前進速度。
但是由于節(jié)點之間的距離為0.1光秒，周圍的四顆節(jié)點只能在0.1秒后開始運動。并且，它們開始運動的信號還要再經(jīng)過一段時間才能返回中心節(jié)點，假設(shè)中心節(jié)點不動，恰好可以在0.2秒后“同時”收到四顆節(jié)點移動的消息。但事實上中心節(jié)點已經(jīng)前進了一段距離，因此，它必然會先收到自己前方一個節(jié)點的運動消息，后收到自己后方節(jié)點的消息。也就是說，如果通過這種方式調(diào)動，中心節(jié)點就會發(fā)現(xiàn)，自己前后兩個節(jié)點并不是“同時”移動的。
在這種情況下，如果中心節(jié)點再向前后兩個節(jié)點各自發(fā)送一個定位光波，當(dāng)它收到回波時也會發(fā)現(xiàn)，前方節(jié)點到自己的距離遠遠小于后方節(jié)點到自己的距離。此時，如果我們站在無窮遠處的上帝視角觀察也會發(fā)現(xiàn)：中心質(zhì)點的運動比其他節(jié)點的運動提前了0.1秒鐘。因此，這種方式并不可靠。
第二種方式：讓中心節(jié)點提前0.2秒鐘發(fā)送前進指令，顯然，由于各節(jié)點之間的空間間隔只有0.1光秒，因此0.1秒鐘之后，上下左右的四個節(jié)點就開始運動了，但中心節(jié)點依然不動，因為它還沒有收到那四個節(jié)點開始運動的信號，它需要繼續(xù)停在原處等待0.1秒，等收到四個節(jié)點運動信號的同時開始運動。按照這種方式部署，我們從中心節(jié)點看來，自己就可以和周圍的四個節(jié)點“同時”運動了。
然而問題在于，如果我們通過中心節(jié)點發(fā)出定位光波，定位光波卻仍然不能同時返回。后面節(jié)點的反射信號會率先返回，前面節(jié)點的反射信號會最后返回。因此如果我們按照這種方式調(diào)度，盡管從中心節(jié)點的視覺上看來，周圍的空間非常平直，但通過信號回波的角度來看，前后兩個質(zhì)點到自己的間距并不相等。要想使矩陣中的節(jié)點同時運動，要想讓這些節(jié)點之間保持穩(wěn)定的間距，我們還需要嘗試其他方式。
第三種方式：在中心節(jié)點移動前0.1秒鐘發(fā)出前進指令，因為質(zhì)點間的間距是0.1光秒，所以指令發(fā)出0.1秒鐘之后，上下左右的四個節(jié)點就會收到這一信息，而后中心節(jié)點無需等待它們的回波，直接以同一速度前進即可。在這種條件下，中心節(jié)點仍然不會“同時”收到前后兩個節(jié)點的前進信號，然而，當(dāng)中心質(zhì)點發(fā)出定位光波以后，卻可以同時收到前后兩個質(zhì)點反射的回波。
與第二種操控方式相比，前者在視覺上可以看到前后兩質(zhì)點“同時”移動，但不能保證前后節(jié)點到自己的間距相等；后者可以保障前后節(jié)點到自己的間距相等，但卻不能看到兩個質(zhì)點“同時”移動。而這就是“現(xiàn)象”與“本質(zhì)”的不同。同時看到的只是現(xiàn)象，間距相等才是本質(zhì)，因此只有第三種方式才能保障中心節(jié)點和前后兩個節(jié)點“同時”移動。
當(dāng)然，第三種操控方式并非毫無缺陷，在這種方式下，雖然前后兩節(jié)點到中心節(jié)點的回波時間相等，上下兩節(jié)點到中心節(jié)點的回波時間也相等，但是上下兩節(jié)點的回波時間卻不等于前后兩節(jié)點的回波時間。如果我們以上下的回波時間為標準，則會發(fā)現(xiàn)前后光波的時間間隔大于0.2秒，這就意味著前后的空間間隔大于0.1光秒。要想保持空間間隔均勻，就必須主動收縮運動方向上的間距。
這樣一來，就會出現(xiàn)導(dǎo)彈排兵布陣過程中的那一幕：所有導(dǎo)彈開始運動后，整個導(dǎo)彈陣列在運動方向上收縮，出現(xiàn)了尺短鐘慢的相對論效應(yīng)。那么，既然第三種方式也存在各種問題，我們?yōu)槭裁磿J為這種方式優(yōu)于前兩種方式呢？因為我們還需要考慮節(jié)點之間的對稱性：
在上述過程中，我們一直在以中心節(jié)點作為坐標原點對其他導(dǎo)彈的行動做出調(diào)整，如果站在其他質(zhì)點的角度看又會如何呢？如果按照前兩種方式部署，其他節(jié)點看到的現(xiàn)象和中心節(jié)點看到的現(xiàn)象會完全不同：
在第一種方式中，中心節(jié)點認為自己先動了，大約0.2秒鐘之后，其他節(jié)點才開始跟隨自己運動。但是上下左右的四個節(jié)點卻是在收到信號時立刻開始運動的，它們會認為自己在和中間節(jié)點同步運動。在此過程中，距離它們更遠的節(jié)點則又會發(fā)現(xiàn)更多的延時，因此通過第一種方式操控，站在每個節(jié)點上看到的現(xiàn)象都是完全不同的。
在第二種方式中，雖然中間節(jié)點自認為和周圍的節(jié)點在同步運動，但周圍的節(jié)點卻認為，中心節(jié)點的運動延后了大約0.1秒。其他節(jié)點則會認為，中心節(jié)點延后了更長時間。
因此，也只有在第三種操控方式下，所有節(jié)點看到的現(xiàn)象才會完全一致，大家都會認為，自己的運動大約提前了大約0.1秒鐘，自己前后兩個節(jié)點到自己的距離相等，上下兩個質(zhì)點到自己的距離也相等，但各個節(jié)點在運動方向上的間距都大于垂直方向的間距，因此，大家只能按照一個合適的比例對前后方向的間距進行收縮。
通過上述分析發(fā)現(xiàn)，盡管存在各種各樣的問題，但第三種操控方式仍然是最為合理的，只要按照這種方式操控，一定會出現(xiàn)尺短鐘慢的相對論效應(yīng)。分析到這里，我們就應(yīng)該知道：尺短鐘慢的效應(yīng)的確是客觀存在的，它與具體的操控流程無關(guān)。但此時，立刻有人提出了這樣疑問：
我們現(xiàn)在討論的只是一個導(dǎo)彈矩陣的操控流程，這個矩陣由一系列具有動力的質(zhì)點組成，它們可以在統(tǒng)一的指令下，按照某一套指定的操控程序采取行動。如果只是一個普通的物體，比如：我們手中拿著的一根普通的木棒，當(dāng)我們推動木棒的一端，讓它在一定速度下運動起來以后，整根木棒中的每一個原子分子真的會按照類似導(dǎo)彈操控的邏輯去運動嗎？上帝又會按照怎樣的邏輯卻調(diào)整這根木棒的長短呢？看來，我們還需要進入微觀世界，從原子內(nèi)部來看一看，相對論的尺短鐘慢效應(yīng)究竟是如何發(fā)生的。
