Can you solve the dark matter fuel riddle? - Dan Finkel

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TED-Ed


請雙擊下方英文字幕播放視頻。

譯者: Lilian Chiu 審譯者: Carol Wang
00:07
It’s an incredible discovery:
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這是一項驚人的發現:
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an ancient, abandoned alien space station filled with precursor technology.
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一座古老、廢棄的外星人太空站,
裡面滿是先驅級的科技。
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But now, every species in the galaxy is in a mad dash to get there first
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但,現在,銀河系中的所有物種 都拼了命想要先趕到那裡,
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and claim it for themselves.
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搶先取得技術。
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And right away, you’ve got a problem.
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你馬上就遇到了一個問題。
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Your ship’s faster-than-light jump drive consumes 1 unit of fuel
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你的太空船上具有 比光速還快的跳躍裝置,
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for every parsec of distance it takes you,
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每當你行進 1 秒差距就需要 消耗 1 單位的燃料,
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and your ship holds only 15 units of fuel.
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而你的船只能裝 15 單位的燃料。
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But the space station is 23 parsecs away,
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但,太空站在 23 秒差距之外,
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and there’s only empty space between there and here.
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從這裡到那裡之間, 都是空蕩蕩的空間。
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There’s one thing that can help you, though:
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不過,有一樣東西可以幫助你:
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dark matter fuel is stable in deep space.
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在宇宙深處,暗物質 燃料是很穩定的。
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That means you can vent a cache of it from your fuel chamber,
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意思就是,你可以 從燃料室放出一個貯藏所,
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and then come back to pick it up again later.
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之後再回來將它取回。
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Even though your ship holds only 15 units of fuel,
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雖然你的太空船只能 裝 15 單位的燃料,
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you’ve been granted use of all 45 units in your current location.
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你已經得到許可,目前所在地 共有 45 單位,你都可以使用。
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With some strategic fuel caching along the way,
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在路上策略性地貯藏燃料,
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you might be able to make it all 23 parsecs.
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你就有可能行進 23 秒差距。
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So how can you reach the alien space station?
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所以,你要如何抵達 外星人的太空站?
[若想自行解題,可暫停播放]
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Answer in 3,
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[答案即將公佈:3]
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[答案即將公佈:2]
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[答案即將公佈:1]
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It’s possible to solve this riddle using as few as two cache points,
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只要用兩個貯藏所的點 就可以解開這道題目,
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and there are also valid solutions that use more.
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另外也有使用更多貯藏點的 可行解決方案。
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No matter how you go about it though,
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不過,不論你要如何下手,
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the key is determining exactly where to cache fuel along your route.
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關鍵都在於要決定你這一路上 有哪些地方要貯藏燃料。
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Let’s work backwards from the alien space station.
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咱們倒過來從外星人 太空站開始反推。
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To reach 23 parsecs,
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如果要行進 23 秒差距,
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you’ll have to leave the 8-parsec mark with a full tank of fuel.
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你必須要在 8 秒差距的地方 留下滿滿一箱燃料。
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The 8-parsec point is too far from the start to use as a cache right away;
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8 秒差距的地方,距離起始點太遠, 無法立即當作貯藏所;
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you could jump there, but wouldn’t have enough fuel to return to the start,
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你可以跳到那裡去,但就不會 有足夠的燃料返回起始點,
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let alone store any for later.
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更不可能貯存任何 燃料供之後使用。
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So that means you’ll need to find a cache somewhere between the start and 8.
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那就表示,你得要在起始點 和 8 之間找到一個貯藏所。
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But where?
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但,要選哪裡?
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There’s an interesting pattern that can help.
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有一個有趣的模式, 可以派上用場。
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At the start you have exactly 3 tanks’ worth of fuel.
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在一開始,你有滿滿 3 箱的燃料。
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At 8 parsecs you need exactly 1.
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在 8 秒差距的地方, 你只需要剛好 1 箱。
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Is there a point, which we can call point X, where you could have exactly 2?
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有沒有一個 X 點,在這個 點上剛好有 2 箱燃料?
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That would be useful, because then you could refuel there exactly twice,
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知道這個會有幫助,因為 你可以在那裡補充燃料兩次,
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making full use of your storage capacity without any waste.
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把貯藏容量用到極至, 完全不浪費。
02:24
Wherever point X is,
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不論 X 點在哪裡,
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you’ll jump forward from it twice:
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你會從 X 點向前跳兩次:
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once to deposit some fuel at the 8-parsec cache point, and a second time for good.
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第一次是要在 8 秒差距的 貯藏所存入一些燃料,
第二次則不用返回。
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So you’ll jump the distance between X and 8-parsecs 3 times in all.
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所以,你總共要在 X 點 和 8 秒差距之間跳躍三次。
02:40
You’d have 2 tanks of fuel at point X, and need 1 left at the 8 parsec cache point,
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在 X 點你會有 2 箱燃料,
在 8 秒差距的貯藏所 則需要留下 1 箱,
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so you can spend one tank-- or 15 units-- going back and forth.
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因此,你只花費 1 箱—— 或說 15 單位——的燃料來往返。
02:51
Since 15 units divided by 3 trips is 5,
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15 單位平分給三趟 旅程,就是 5 單位,
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we can place these two cache points 5 parsecs apart.
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我們可以把這兩個貯藏所 之間的距離設定為 5 秒差距。
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Any farther, and you wouldn’t have enough fuel to reach the alien space station.
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再遠的話,你就沒有足夠燃料 可以到達外星人太空站了。
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So it looks like the earliest we can place point X is at the 3-parsec mark.
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看起來,我們最早設下 X 點的 位置,是在 3 秒差距的地方。
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Is it possible to transport 30 units of fuel there? Let’s try.
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有可能把 30 單位的燃料 運輸到那裡嗎?咱們試試。
03:13
You set out with a full tank of 15 units.
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你出發時,有滿滿 1 箱 15 單位的燃料。
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You jump 3 parsecs, drop 9 units off at the cache point,
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你跳躍了 3 秒差距, 在貯藏所的地方置放下了 9 單位,
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and then jump the 3 units home, arriving with an empty tank.
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接著再花 3 單位跳躍,回到原點, 回去時剛好用光燃料。
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Repeating this process gets you 18 units of fuel at the cache point,
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把這個過程重覆執行, 在貯藏所就會有 18 單位,
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and one more jump puts you at the 3-parsec cache with 30 total units of fuel.
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然後你再花 3 單位跳躍過去,
在 3 秒差距的地方 總共就有30 單位。
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So far so good!
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目前一切都很順利!
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Next, you jump to the 8-parsec mark,
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接著,你要跳到 8 秒差距的地方,
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drop off 5 units of fuel, and jump back to the 3-parsec mark.
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放下 5 單位,再返回 3 秒差距的地方。
03:44
You fill up your tank and jump forward again,
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你會把燃料箱裝滿, 再次向前跳躍,
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arriving with 10 units of fuel in your tank.
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到達時你的燃料箱中 會有 10 單位。
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And now the end is in sight.
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現在,終點近在眼前。
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You beam the 5 units of fuel in from deep space to fill your tank to capacity,
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你將來自太空深處的 5 單位燃料 存入你的燃料箱,裝到滿,
03:58
and type in the coordinates of your final destination.
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接著輸入最終目的地的座標。
04:01
A 15-parsec jump leaves you running on fumes,
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做了 15 秒差距的跳躍之後, 你幾乎沒有燃料了,
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but ready to dock with the precursor space station.
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但已經準備好和這個 先驅太空站做對接。
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Time to put this alien tech to work
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該是拿外星科技來實用的時候了,
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and make life better for everyone in the galaxy.
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讓銀河系中的每個人 都能過更好的生活。
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