去年熱映的好萊塢科幻大片《異星戰(zhàn)場(chǎng)》,是根據(jù)美國(guó)作家賴斯·巴勒斯創(chuàng)作的小說《火星公主》改編的。影片講述了在美國(guó)內(nèi)戰(zhàn)時(shí)期,軍官卡特為了躲避印第安人的追捕而逃到一個(gè)山洞里,之后跨越時(shí)空被神奇地傳送到了火星上……人真的能穿越時(shí)空嗎?我們來聽聽物理大師霍金是怎樣說的。
所有的物體存在都是三維的,任何物體都有特定的長(zhǎng)度、寬度和高度,但除此以外還有另外一種“度”,這個(gè)度就是時(shí)間,從物理學(xué)家的角度,把時(shí)間看成第四維。
正常人一般可以活80年,位于英國(guó)著名石頭陣的那堆石頭卻能存在數(shù)千年,而太陽(yáng)系則能存在數(shù)十億年……任何東西在時(shí)間上都有個(gè)度,正如在空間上一樣。
而時(shí)間旅行就意味著要穿越第四維時(shí)空。要理解這個(gè)概念并不難,我們就拿日常的開車來打比方吧。
飆車總是能帶來更多樂趣,筆直前進(jìn)意味著你穿過一個(gè)維度,轉(zhuǎn)左或轉(zhuǎn)右時(shí)就穿過第二個(gè)維度,在彎曲的山路上爬上爬下帶來高度的變化就是在第三個(gè)維度上穿行。但我們?cè)鯓硬拍艽┰綍r(shí)間呢?
關(guān)于時(shí)間旅行的科幻電影通常會(huì)說到一臺(tái)能耗極高的巨型機(jī)器,這臺(tái)機(jī)器能打開一個(gè)穿越第四維時(shí)空的通道,也就是時(shí)間隧道。一個(gè)時(shí)間旅行者,勇敢踏進(jìn)了這個(gè)時(shí)間隧道前往一個(gè)未知的時(shí)代……這個(gè)想法可能有點(diǎn)牽強(qiáng),但這個(gè)概念本身并不瘋狂。
物理學(xué)家思考的角度是,在自然法則下,通往過去或是未來的通道是否能存在。思考的結(jié)果是有這個(gè)可能性,而且給它起了個(gè)名字——蟲洞。事實(shí)上,在我們身邊到處都有蟲洞,只不過它們太小,我們看不到而已。
任何東西都不是徹底平滑沒有空隙的,比如臺(tái)球這樣看似光滑的東西,放大后看也有細(xì)小的裂痕、皺褶和瑕疵。這個(gè)基本的物理法則,在四維世界中同樣成立,時(shí)間之中也存在著細(xì)小的裂痕、皺褶和瑕疵。它的一端在距離地球不遠(yuǎn)的地方,另一端則位于一顆離我們無比遙遠(yuǎn)的行星附近。
從理論上說,蟲洞還可以有更多的用途。如果蟲洞的兩個(gè)端口,設(shè)置的地點(diǎn)相同,但時(shí)間不同,那飛船穿越蟲洞后仍將停留在地球附近,但回到了遙遠(yuǎn)的過去,或許恐龍還可以目睹這艘飛船的從天而降。
當(dāng)蟲洞打開的瞬間,自然界的輻射會(huì)進(jìn)入其中并形成循環(huán),“輻射反饋”會(huì)變得無比強(qiáng)烈,導(dǎo)致蟲洞瓦解,所以雖然微型的蟲洞確實(shí)存在,也許某天我們真的可以將其放大,但它無法維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間作為時(shí)間機(jī)器使用。所以,不管是通過蟲洞還是通過其他方法,我們都是不可能回到過去的。
要解釋其中的原因,先讓我們構(gòu)想一列超高速列車在圍繞地球修建的軌道上奔馳,達(dá)到極限速度。這時(shí)一種奇特的現(xiàn)象開始發(fā)生:相比地球上的其他地方,列車上的時(shí)間流速相對(duì)較慢,所有物體的運(yùn)動(dòng)都會(huì)變慢。比如,車上有個(gè)小孩朝車頭跑去,他的奔跑速度再加上列車自身的速度,是否會(huì)意外地突破極限速度呢?答案是不會(huì)。自然法則讓車上的時(shí)間變慢,從而避免這種情況的發(fā)生,所以他無論怎樣奔跑也無法突破極限速度。時(shí)間總是會(huì)適時(shí)放緩不讓你打破速度上限,利用這個(gè)特性我們可以通往遙遠(yuǎn)的未來。
假設(shè)列車在2050年1月1日出發(fā),一圈又一圈環(huán)繞地球走了100年,在2150年的新年時(shí)分它靠站停車,而旅客們只經(jīng)歷了一個(gè)星期的時(shí)間,因?yàn)檐噧?nèi)的時(shí)間流速非常緩慢,當(dāng)他們走下列車時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)整個(gè)世界與自己出發(fā)時(shí)已經(jīng)完全不一樣了,他們用一周的時(shí)間就來到了100年后的世界。
不過,建造一列如此神速的列車是不太可能的,但我們還是可以建造一個(gè)跟這種列車相似的東西,那就是位于瑞士日內(nèi)瓦歐洲核子研究中心的全球最大的粒子加速器。
在地下深處,有一條長(zhǎng)25.6公里的環(huán)形管道,上萬億個(gè)微粒組成的粒子流在這里運(yùn)行,接通電源之后,它們就能在不到一秒的時(shí)間內(nèi)從零加速到時(shí)速96000公里,加大能量的話,粒子流會(huì)越來越快,最終粒子流一秒就能繞管道11000圈,幾乎達(dá)到了光的速度。
但就跟列車一樣,它們永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到那個(gè)極限速度,頂多只能達(dá)到99.99%的光速,在這樣的情況下,粒子流已經(jīng)可以開始時(shí)間旅行了。能確定這一點(diǎn)是因?yàn)橛幸环N壽命極短的粒子叫“π介子”,正常情況下,它們?cè)?50億分之一秒內(nèi)就會(huì)瓦解,但當(dāng)它們達(dá)到接近光速時(shí),其壽命就延長(zhǎng)了30倍。這些粒子是真正的時(shí)間旅行者。
就是這么簡(jiǎn)單,如果我們想要前往未來世界,只要加快速度,快到極致。
(摘自《遼寧青年》2012年第11期)</