人類能否實(shí)現(xiàn)穿越-視野
無論是暑期檔大片，還是賺人眼球的科學(xué)報(bào)道，現(xiàn)代文化中到處都充斥著有關(guān)時(shí)間穿越的故事。然而，如果你對(duì)其中包含的物理知識(shí)進(jìn)行總結(jié)和歸納，或許會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問：人類有可能實(shí)現(xiàn)時(shí)間穿越嗎？
為了解答這一問題，我找到了理論物理學(xué)家、宇宙學(xué)家保羅·戴維斯，他也是《如何建造時(shí)光機(jī)》一書的作者。
我們都是時(shí)空旅行者
“簡(jiǎn)單地說，穿越到未來不僅有可能實(shí)現(xiàn)，而且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。對(duì)此我們一個(gè)世紀(jì)以前就知道了。”戴維斯說，“大眾之所以對(duì)此似乎不太了解，是因?yàn)闀r(shí)空穿越的時(shí)間實(shí)在是短得可憐，根本沒法進(jìn)行像電視劇《神秘博士》里那樣的冒險(xiǎn)旅行。”
要理解這一點(diǎn)，關(guān)鍵是要理解一種被稱為“時(shí)間膨脹效應(yīng)”的現(xiàn)象。光速是一種不可超越的宇宙速度極限，運(yùn)動(dòng)速度越接近光速，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)時(shí)間過得越慢。因此，高速行駛的火車上的鐘表指針要比靜止?fàn)顟B(tài)下的鐘表指針走得慢。這其中的區(qū)別是肉眼無法察覺的，但是當(dāng)火車開回車站，兩塊鐘表的指針將相差十億分之一秒。如果這列火車的行駛速度能達(dá)到光速的99。999％，那么這列火車上一年的時(shí)間就相當(dāng)于火車站223年的時(shí)光。
但速度并不是影響時(shí)間的唯一因素。從相對(duì)較小的范圍來說，質(zhì)量也會(huì)影響時(shí)間。距離龐大物體的中心越近，時(shí)間就流逝得越慢。
“宇宙空間中的時(shí)間比地球上的時(shí)間走得快一點(diǎn)，”戴維斯說，“屋頂上的時(shí)間比地下室的時(shí)間走得快一點(diǎn)。這個(gè)影響是可以測(cè)量的。”
將鐘表置于在軌衛(wèi)星上，鐘表就會(huì)出現(xiàn)時(shí)間膨脹效應(yīng)，這是由于在軌衛(wèi)星的運(yùn)行速度快，而且距離地球引力中心較遠(yuǎn)。
“重力和速度能為你開辟一條穿越未來之路。”戴維斯說道，“所以，原則上說，如果你有充足的資金，你就能夠隨意在很短的時(shí)間里—比如一年、一個(gè)月或者更短的時(shí)間內(nèi)—穿越至3000年后。這只是資金和工程的問題。”
未來可行，過去不成？
穿越到未來是愛因斯坦相對(duì)論中既定且基本的一個(gè)方面，科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)和應(yīng)用環(huán)境中對(duì)此進(jìn)行過反復(fù)驗(yàn)證。但如果是往相反的方向穿越時(shí)空，是否可行呢？
“回到過去就完全是另一碼事了。”戴維斯解釋道，“在我們所知的有關(guān)時(shí)間本質(zhì)的理論中，愛因斯坦的理論是最好的。他的理論并沒有排除回到過去的可能性，即便在他1915年發(fā)表的廣義相對(duì)論中也沒有排除這種可能性。不過，很多科學(xué)家對(duì)這種可能性深感不安，因?yàn)楹芏嘀你Ｕ摱际且虼硕a(chǎn)生的。”
比如，你可以設(shè)想自己穿越到過去，殺死自己的母親。但如果這樣的話，她就不可能把你生下來，那你又怎么能回到過去犯下弒母的罪行呢？
蟲洞是時(shí)空中的捷徑
戴維斯推測(cè)，從我們目前對(duì)時(shí)間本質(zhì)的理解和所掌握的物理知識(shí)來看，回到過去的穿越是不可能實(shí)現(xiàn)的。但宇宙中充滿了各種難以理解的現(xiàn)象，理論上存在的蟲洞便是其中之一。也許蟲洞可以幫我們實(shí)現(xiàn)通往過去的時(shí)空旅行。
“蟲洞有點(diǎn)像是相距遙遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)之間的通道或者捷徑。”戴維斯說道，“舉個(gè)例子，如果我的賓館客房里有個(gè)蟲洞，我從這個(gè)洞穿過去后可能不會(huì)到達(dá)賓夕法尼亞大街，而是跑到了銀河系的另一端附近。”
根據(jù)科學(xué)家們的推論，這種時(shí)空上的捷徑可以轉(zhuǎn)化為時(shí)間機(jī)器。
“如果蟲洞確實(shí)存在，且可以穿越，它就有可能提供一條穿越時(shí)空、回到過去的道路，”戴維斯說，“所以這完全取決于是否存在穩(wěn)定的蟲洞，或者是否有某種物理學(xué)理論阻礙蟲洞的形成。這種物理學(xué)理論是指除相對(duì)論以外的其他理論，因?yàn)閺南鄬?duì)論的角度看，蟲洞一說是沒有問題的。這是個(gè)開放式命題。”
世界知名的理論物理學(xué)家史蒂芬·霍金曾經(jīng)提出，發(fā)生在量子能級(jí)的蟲洞能夠從理論上為時(shí)間穿越提供支撐，但是加州大學(xué)圣巴巴拉分校的物理學(xué)家安德魯·克萊德呼吁對(duì)這一看法要謹(jǐn)慎對(duì)待。
“我是一個(gè)實(shí)驗(yàn)主義者，物理學(xué)說到底也是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，”克萊德說道，“任何基于數(shù)學(xué)、哲學(xué)思考或理性思維的預(yù)測(cè)都需要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的證明。而我的確不知道有哪個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明回到過去的可能性。”
因果關(guān)系
克萊德也指出，因果關(guān)系的基本原則阻礙了穿越至過去的道路。眾所周知，整個(gè)宇宙都遵循因果關(guān)系的基本原則。
“一件事只有先發(fā)生，然后才會(huì)有結(jié)果。”克萊德說，“據(jù)我所知，還沒有哪個(gè)實(shí)驗(yàn)得出過與此不同的結(jié)論。我還沒有發(fā)現(xiàn)有哪個(gè)量子力學(xué)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)過違背因果關(guān)系的現(xiàn)象—盡管有許多實(shí)驗(yàn)可能會(huì)揭示這一現(xiàn)象。”
不過，就像時(shí)間膨脹得不夠快，看起來不像是穿越到了未來那樣，大眾也經(jīng)常忽略“穿越”到過去的一種常見方法。
“從某種意義上來說，天文學(xué)家一直都能穿越回過去，但其穿越方式并不會(huì)讓大多數(shù)人感到興奮，”克萊德說，“當(dāng)我們測(cè)量宇宙微波背景的時(shí)候，我們就是在往回追溯到100多億年以前，這是微波到達(dá)我們的觀測(cè)視野所需花費(fèi)的時(shí)間。”
很多關(guān)于時(shí)間穿越的問題仍懸而未決。來自未來的時(shí)空旅行者是否會(huì)出現(xiàn)，來為我們答疑解惑呢？我們只能拭目以待。但如果他們要乘坐蟲洞時(shí)光機(jī)而來，我們必須先為他們建造一臺(tái)。畢竟，只有一邊建成了通道他們還是無法穿越到現(xiàn)在的，對(duì)吧？
“理論上說，要建造一個(gè)跨越百年的雙向蟲洞通道，我們需要用100多年的時(shí)間，”戴維斯總結(jié)道，“所以，我們的子孫無論如何都不可能穿越回來告訴我們，說我們關(guān)于往回穿越的想法是錯(cuò)誤的。”
