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图
电影《我的时空旅人之妻》剧照。
霍金的“时间机器”
回过去~~~没戏
但却可以~~~看到未来
核心提示
全面模拟载人火星探测的“火星-500”试验于2010年在莫斯科启动。消息一出,人类何时能够移居外星球甚至与外星人亲密接触再次成为热点话题。
此前,著名物理学家斯蒂芬·霍金在美国纽约出席世界科学节开幕式。他不久前所提到的“外星人”和“时光机”,再次成为众人追问的热点。
霍金不久前在为探索频道录制的纪录片《与霍金一起了解宇宙》中称外星生命很可能存在,继警告人类勿主动与外星人接触以后,他又在一篇探讨如何建造“时间机器”的文章中详细分析了人类如何利用自然规律实现“时间旅行”的伟大梦想:
大家好,我是斯蒂芬·霍金,是物理学家、宇宙学家及梦想家。在科学界,时间旅行一度被认为是歪理邪说。过去因为担心有人会把怪人的标签贴在自己身上,我对这个问题常常避而不谈。但现在,我不再那么谨小慎微了。
为了让这一切从虚幻变成现实,我们应以物理学家的角度来重新审视时间——即第四维。
从“虫洞”回到过去?此路不通
让我们暂时从科幻电影中寻找答案吧。在此类电影中,通常会有一台巨大而高能耗的时间机器,这台机器产生通往第四维的通道——“时光隧道”。
物理学家们也在思考时光隧道,但我们的角度不同。我们想搞清过去或未来的通道是否存在于自然规律中,事实证明,我们认为确实是存在的。而且,我们还给它们起了一个名字:虫洞。
任何物质都不是平整无瑕和实心的,如果仔细观察,会发现它们上面都存在小孔和裂缝,这是一个基本的物理原理,同样适用于时间。时间也存在许多微小的裂缝、褶皱和空洞。在最小的刻度下——比分子甚至原子都小,我们来到一个称为量子泡沫(quan-tumfoam)的地方,这是虫洞存在之处。它们可以连接两个隔离的空间以及两个不同的时间。部分科学家认为,或许有一天捕捉到一个虫洞,将它放大数万亿倍,令其足够大,能让人甚至飞船进入。
从理论上讲,虫洞或时光隧道不仅仅能把我们带到别的星球。如果两端在同一个地方,且由时间而非距离分隔,在遥远的过去,飞船就能在地球附近自由出入。或许恐龙会看到飞船登陆的场景。
但我只能遗憾地告诉大家,虫洞本身就是一个问题。我认为像这样的虫洞不能存在,原因就是反馈。如果你有到摇滚演唱会现场观看演出的经历,你可能会辨别出一种尖利的噪音,这就是反馈。引起反馈的原因很简单——声音进入麦克风,通过电线传播,经由扩音器令声音放大,在一个环状物内绕来绕去,每次令声音比上一次更大。如果没人阻止,反馈能够破坏音响系统。
虫洞也会遇到这种问题,只不过声音换成了辐射。一旦虫洞变大,大自然的辐射物会进入,最终形成一个环路,反馈变得如此强劲,最终摧毁虫洞。
另一方面,回到过去的时间旅行本身就存在问题——一个人通过虫洞,可以看到他一分钟以前的自我。如果他利用虫洞向以前的自我开枪,会发生什么事情?他现在已经一命呜呼。那又是谁开的枪呢?这是一个悖论,听上去毫无意义。但这却是那种让宇宙学家做噩梦的状况。这种时间机器会违反整个宇宙所遵循的基本规则。
任何通过虫洞和其他方式回到过去的时间旅行或许都是不可能的,否则,悖论就会出现。
因此,遗憾的是,回到过去的时间旅行应该永远不会上演。对于寻找恐龙的人来说,这会令他们大失所望,但对于历史学家而言,他们可以彻底解脱了。