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时光机器何日能够造出 时空旅行究竟离人类多远

文章作者:小说 上传时间:2020-02-16

一个关于时间机器的最新动向,是英国著名物理学家斯蒂芬·霍金抛出的惊人之论。这位有着“爱因斯坦之后世界上最杰出的脑子”的理论物理学家,在一篇文章中详尽分析了人类如何利用自然规律来建造时间机器,最后结论声称,人类驾驭时光在理论可行,但所需条件包括太空中的虫洞或速度接近光速的宇宙飞船。 除去当代最重要的广义相对论家、身残志坚的宇宙学无可争辩的权威外,霍金还是个极能引起争议的科学人物。和他过往那些言论的遭遇一样,“时间机器可能出现”的话题再度引起轩然大波。 而在所有关于科幻的想法里,这一直是最令人激动的:诞生于深厚的科学基础又引发了科学的悖论,科学泰斗们为争辩它像孩子一样斗嘴,物理学每一个前沿发展几乎都要成为它的灵感,而它的现实研究仍然不着边际。 这就是时间机器与在时光中旅行。 谈历史: 虫洞连接时间旅行隧道 在霍金探讨的几种“穿越”的装置中,虫洞肯定要列举榜首。因而无需避讳生涩,但凡谈到时间机器,就绕不开“虫洞”。 1935年,阿尔伯特·爱因斯坦和内森·罗森写了一篇论文,指出了一个广义相对论允许他们称为“爱因斯坦-罗森桥”、而我们现在多称为“虫洞”的东西。虫洞是一个连接宇宙遥远区域间的时空细管,由暗物质负责维持着出口的关闭与敞开,于根源上提供了时间旅行的可能性。换句话说,只要能够建造一个稳定的虫洞,就可以跨越时间和空间。 在我们小时候,接受“宇宙”这个普及概念时,被灌输以唯一性,即是说我们提到宇宙时,总是指现有科学手段能触及的那一个。但对虫洞的理解要建立在接受多维宇宙和空间的概念上。已知我们的宇宙由时间和空间构成,首先想象在此空间的架构上,比普通三维空间的长、宽、高三条轴外,又多了了一条时间轴,就构成四维时空。 因为人类对于周遭世界的感受通常局限于三维,我们只能在脑海中构想用手把时空卷曲起来,在“时空A点”和“时空B点”之间,连起一条近路——而这条路,存在于三维宇宙空间以外的第四维。 在科普巨著《时间简史》中,霍金阐述:一个时空旅行者可利用相对于地球静止的虫洞作为从事件A到B的捷径,然后通过一个运动的虫洞返回,并在他出发之前回到地球。粗略来说,其实讲的就是一个人借助时间旅行装置回到了过去。 叹眼前: 时间旅行难于上青天 在这篇文章中霍金强调,时间旅行所需的虫洞就在我们四周,存在于空间与时间的裂缝中,因为太小而难于看见。因为一个基本的物理法则认为:宇宙万物非平坦或完全实心的,一切物体均会出现褶皱裂隙。其道理同样适用于时间,时间的细微褶皱和空隙,成就了虫洞。但这是在最小刻度下——比分子原子都小的量子泡沫(quantum foam)中的空隙,即使发现了它们,我们也不能从这个缝隙穿过。 所谓虫洞型时间机器,就是源于部分科学家认为,或许某一天观察到一个狭小虫洞,有能力将它放大数万亿倍,令其足够的大,以致人甚至飞船进出。不过人们相信,穿过虫洞也是令人非常不愉快的。虫洞极不稳定,微小的扰动都可导致坍塌,通过者则将被彻底抛弃在时空之中。而且,在时空结构中制造出一个“虫洞”,可能需要一颗恒星或相当于几十颗原子弹的能量,甚至还需要掌控负能量,这也不是现代科技可以办到的事情。 超大质量黑洞被霍金喻为是台“天生的时间机器”,其强大引力对时间具有显著的影响,令其减缓的速度远远超过银河系中的任何物体,而且不会激发悖论。但最临近的一个,银河系中最重的天体、质量相当于四百万个太阳的超大质量黑洞,在距离地球2.6万光年远的地方。 另一种时间旅行方式,就是人类建造货真价实的时间机器。宇宙中存在的速度限制是每秒钟18.6万英里,这就是光速,科学界一个成熟的理论原则就是任何物体不能超越这一速度。 “无论是否相信,以接近于光速的速度旅行可以将你送达未来世界。”霍金如是说。位于瑞士日内瓦的大型强子对撞机、费米实验室的粒子加速器能使粒子做到这一点,但出现一列达到这种速度的火车,可能性微乎其微。然而,这已经是霍金口中“最有希望的”方式了。 探未来: 且行且探索的漫长之路 即使在早前,当时并不对时间机器感冒的霍金,却不愿和人打赌咬定说穿梭时光没有可能,理由竟是他担心对手到过未来知晓答案。这当然是玩笑,但霍金最近的文章公布后,却大有声音驳斥他想在时间中逆行是匪夷所思。 对此,德国EMAT物理研究所研究员泰尼·田认为,因为时间机器的科幻性质,有许多不同领域的物理学家都乐意将其当做自己的课余研究,其中有乐趣消遣的因素,但也有其严肃的部分。因为尽管具体装置确实让人摸不着头脑,但对这一令人尊敬的理论嗤之以鼻是完全没有道理的。时间原本不存在方向性,它能给人以“向前流逝”之感,是因为我们所处的宇宙是在不断演化的。人们总是以天体物理学来探求宇宙的生存演变规律,也许正是潜意识中想了解控制这种规律。 至于多维空间的真实性,有一个很生动的比喻:一个人工智能机器人生活在我们周围,它的程度只能理解到二维,那它就处在二维世界了吗?同理,我们只能感知到三维,那我们确实生活在三维中吗? 对于宏观世界里时间旅行,现实技术水平的确还称不上皮毛,但也正因此,现在就确定其中任何一个环节在真实世界不可能实现,未免太早。 诺贝尔物理学奖得主费曼的那句“如果有人说他懂量子力学,那他是在撒谎”,让每个使用费曼路径积分公式(量子力学的代用公式)的人汗颜。大师且如此,还请你我等拭目以待,看科技将怎样许人们一个过去和未来。 ■延伸阅读 科幻版的时间机器是啥样? 幸而,在时间机器的探索征途中,总能沿路播撒给人们安慰和惊喜,同时具备科学真实且发人深省的科幻作品就是其一。即使单纯从艺术的表现手法来看,“时光之旅”题材中亦不乏卓越之作。从原理上追溯,时间旅行与时间机器本不应是任何边缘科学或业余幻想,但这二者能广为人知却离不开科幻作品的推动力。 回到未来 1895年,英国人H·G·韦尔斯在《时间机器》中,描述了一位科学家乘坐时间机器到达80万年后的未来,这是第一次正式展示出了时空旅行的可能性。由这部巨作改编成的电影,至少有三个版本。 因为小说《时间机器》的空前影响,韦尔斯在当时甚至被称之为“可以看到未来的人”,那部能穿梭时空的时间机器,成为时间旅行或控制时间系统的代名词。 《回到未来》可谓穿越时空类电影的鼻祖。主人翁马丁和布朗博乘坐时间机器在过去与未来间穿梭,并与那个时空的人产生交互行为,从而引起时空的分枝,创造出与原时空不同的结局。 时光倒流 但在这之后,痴迷于时间旅行的人们却渐渐对前往未来不那么感兴趣了,人们开始想象回到过去,即“时光倒流”。例如,美国作家巴拉德就在所著《岁月倒流》中描写了主人公詹姆斯·福克曼由1963年到1901年的一生——从死亡倒退到他的出生。 时间旅行悖论的争议,就是在“时光倒流”中存在的介入历史问题上开始的。法国科幻作家赫内·巴赫札维勒1943年在《不小心的旅游者》中用来描述这种情况的例子,成为后来科学界著名的“祖父悖论”:假设你回到过去,在自己父亲出生前把自己的祖父母杀死,因为你祖父母死了,就不会有你的父亲,你也就不会出生。这个矛盾经常被用来打击时间旅行的概念。 蝴蝶效应 在科幻作品中,这种改变历史对现实造成的影响,非但没有弱化,反而成为主题。尤以著名的《蝴蝶效应》系列的第一部为例,尽管被很多人列为最爱,但其展示的试图干预历史的后果却让人浑身发冷:主角年少时的资料就是他的时间机器,可藉此一次又一次回到从前,改变他所认为的命运转捩点,然而重返现实他却发现命运由此脱轨滑向另一条岔路,甚至比原来的生活更令人疯狂。无论怎样精心设计历史,只要出一小点控制以外的事,都能使现实的人生发生翻天覆地的变化,这也是此片名的由来。

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