时光机时光机是威尔斯1895年的著作《时间机器》中的能够进行时间旅行的机器。表面上这看似无稽之谈,但自相对论提出之后,时光机在理论上已经有了依据。 从科幻到现实 自从威尔斯在1895年写下《时光机器》[1]这部脍炙人口的小说后,时光旅行就一直是科幻小说的流行主题。可是这真的造得出来吗?我们真能造部机器把人传送到过去或未来吗? 在过去数十年中,时光旅行一直是和科学殿堂沾不上边的,但近年来,这个话题已经开始在理论物理学家间发酵,其动机一部分是好玩,想一想时光旅行其实是蛮有趣的,但此研究也有它严肃的一面。了解因果关系,对于创制一统的物理理论是个关键。如果不受限的时光旅行竟成可能,甚或只是原理上行得通,则此一统理论的本质也会受到彻底的影响。 我们对时间的最佳认识是从爱因斯坦的相对论而来。在相对论问世前,一般认为时间是既绝对又普适,不论所处物理环境为何,它对每个人都一样。在其狭义相对论中,爱因斯坦倡议,我们测到的两个事件的时间间隔,会取决于观察者如何运动。重要的一点是,做不同运动的两位观察者感受同样两个事件,这两事件间流逝的时间并不相同。 在各种科幻小说中,时光旅行是最令人激动的设想之一。人们设想在登上时光机器后,可以在瞬间回到他所希望前往的那个时代。那么,人类是否真的进行时空旅行?是否真的可以通过机器回到过去?美国科学家近日表示,时光旅行只是一种美好的想法,在现实中是根本不可能实现的。 美国哥伦比亚大学物理学家、畅销书作者布莱恩-格林说,很多人都有过进行时光旅行的想法,他们或者是为了与故去的亲密爱人重逢,或者是希望能制止惨绝人寰的杀戮等。时光旅行不失为一种美好的愿望,它为各种科幻小说提供了绝妙的素材。关于如何回到过去,人们曾进行了无数的设想。“这些设想,如果仔细推敲,都是在跟物理学打擦边球。我们认为,所有这些设想,几乎无一成立。” 回到过去的时光隧道 关于时光旅行,人们有过很多美丽的遐想,最成熟的一个设想是通过虫洞。人们设想,通过虫洞,可以将两个不同的时空连接在一起。相连的两个时空,可以是两个完全不同的宇宙,也可以是同一宇宙的两个不同地方。任何物体都可以通过虫洞,从一个时空自由出入另一个时空。 美国纽约城市大学物理学家、《多维空间》和《平行世界》两本书的作者米奇奥-卡库说,“虫洞连接着将来,也连接着过去。但我们别太乐观了,因为供应时间机器的燃料绝不是人类目前的技术所能达到的”。卡库说,在时空这个物体上“钻孔”,需要一颗星星那么大的能量,或者相反,需要来自比“无”还要少的其它星体上的“负能量”。 超弦理论专家格林对上述设想提出质疑。超弦理论主张宇宙万物都是由一连串紧密排列的微细能量组成,随着它们不同的震动模式而衍生出不同的状态和现象。 格林说,“很多人对这种做法是否管用持怀疑态度。最乐观的估计是,如果你能打开这样一个孔,你就能从一个地点快速到达另一个地点,或者从一个时刻迅速赶往另一个时刻。” 时光旅行难成现实 查尔斯在接受记者采访时说,从数学上讲,你当然可以说某种东西正沿着时间轴往后退。但在实际上,无论是你还是我,都无法回到过去。 卡库也表示了相同的观点,他说,如果存在一个万能理论的话,人类就可以通过时间隧道解决所有的上述难题,看时间旅行是否真的可行。“但这需要比我们目前的科技能力要先进得多得多的技术。不要幻想明天就有一个年轻天才在报纸上发表声明,说自己已经发明出了什么时间机器。” 格特目前正在担任一部关于时光旅行的电影《超时空效应》的科学顾问。他在接受记者采访时表示,目前,关于在时间维度进行旅行,唯一确定的是每过去一分钟,我们就向未来迈出了一步。所以,对于那些想知道地球在一百万年之后是什么样子的人,科学家们有好消息等着他们。“如果你想知道地球在一百万年以后是什么样子,我可以告诉你怎么做”。格特给出的方法是:建造一艘宇宙飞船。以光速行驶一定的时间,然后再回到地球。当你走出飞船的那一刻,你可能就在一百万年之后的地球上了,而你本人,可能才只长了一岁。这样,你去未来地球旅行的愿望就实现了。 建造虫洞时光机器的三个步骤 1.寻找或制造一个虫洞:这是连接空间中两地点的一种隧道。大的虫洞也许自然存在于太空深处,是大爆炸的遗迹。要不然我们就只好拿次原子虫洞来充数。它们可能自然存在(有人说它们就在你我周遭不断冒出又消失),或是人造的(譬如此处所想像,由粒子加速器制造)。这些小虫洞必须放大到有用的大小,譬如用上类似大爆炸後让空间膨胀的能量场。 2.使虫洞稳定:注入负能量,譬如利用开斯米效应(Casimir effect)等量子方式,使讯号或物体得以安全穿越虫洞。虫洞倾向於挤压成一个密度无穷大或近乎无穷大的点,而负能量可对抗这个趋势;换言之,它会避免虫洞变成黑洞。 3.拖曳虫洞:假设有一艘具有高度先进科技的太空船,会将虫洞的两个口分开。其中一个开口或许可置放於中子星表面附近。中子星是极度致密、有强大重力场的星球,此强重力场会使时间过得慢多了。由于时间在虫洞的另一开口处过得较快,此两开口便在空间及时间上都被分开来了。 到未来,到底可不可能? 速度是让时间往前跳的一个办法,而重力是另一个办法。在爱因斯坦的广义相对论中,他预言了重力会让时间变慢。时钟在阁楼上会比在地下室中走得稍快些,因为地下室较接近地心,所以是在比较强的重力场中。同理,时钟在太空中跑得比在地面上快。再一次地,该效应是极其微小的,但我们已运用准确的时钟直接测量到了。事实上,这些时间扭曲效应在全球定位系统中都必须计入,否则水手、计程车司机及巡弋飞弹会发现自己竟偏离路线许多公里。 在中子星表面,重力场强到会让时间比地球时间延迟了30%。从这种星球看到我们这里发生的事件,就像把录影带往前快转一样。黑洞更是时间扭曲的极端范例:在它的表面上,时间相对于地球而言是静止不动的,这表示如果你从黑洞旁边掉进去的话,则在你到达表面的那一小段时间内,外面的宇宙就已经历了沧海桑田的永恒。所以自外界看来,黑洞附近的区域简直是时间的化外之地,因此,如果有位太空人可以贴近黑洞再折回而毫发无伤的话(我得说,这是很唐吉诃德式的英勇举动),那他应可跃入远远的未来。 时光机的疑惑 有人是这样理解相对论的:如果一个钟,以0.5倍声速从原点远去,我们会听到什么现象呢? 一秒钟时,它距离原点0.5声秒距离报1秒,但这个事件我们在原点听见,需要再过0.5秒,于是我们发现,在本地钟1.5秒时,远处的钟报1秒,本地钟3秒时,远离的钟报2秒,也就是我们在忽略测量时间时,误以为远去的钟慢了。而且速度越快,钟慢得越厉害。超过声速我们将追上钟以前发出的声音,也就是先听到钟敲3下,报3点,再听到钟敲2下,报2点,然后听到钟敲1下,报1点,这就是超过声速时间倒流现象! 钟慢、尺缩、超光速时间倒流现象,都可以用声音试验做出效果。 爱因斯坦自己的理解,速度无穷大,“绝对同时”有意义,但观测速度上限是光速,因此“绝对同时”无意义。 说明爱因斯坦有时候明白相对论是由于光速太慢,引起的测量问题。如果测量速度无穷大,则同时性的相对性问题不存在。对一群盲人来说,测量速度的上限是声速,则爱因斯坦奉献给他们的伟大理论将是声速相对论,但不能因此得出声速最快。 时间本是人类为表述自然过程而制定的一个参数。它确实应该象牛顿所说,与其它事件无关的均匀流逝,其它的时间,都是不符合定义的。
这是我的答案:证明,首先,去买一个坚固耐用的保险箱. Then,用一张纸写上, 亲爱的子孙,我是你的祖先XXX,现在我在公元20XX年XX时XX分,请你看到此信后,马上乘上时光机来找我,我在XX地方,收到此信后速回. 然后把信密封,上胶,放进保险箱 Last,等上十几二十分钟,如果真的有人找你,那么就是真的有时光机了. 反之,如果没有,就是发明不出来.
如果未来的你.穿越时空,去杀你过去的你,你猜会发生什么.
我们现在是在?未来,过去,现在?