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关于时间旅行的话题,一直都是科幻迷们津津乐道的话题,也是许多科幻电影中最喜欢使用的元素之一,了解并控制时间,也是人类最希望能够掌握的技术,虽然暂时掌握时间的秘密对于人类而言,还是一个遥不可及的梦想,但是话又说回来,如今我们所拥有所掌握的技术,对于过去的人们而言,又何尝不是天马行空一般的梦想呢?
那么,未来,人类有可能掌握时间的密码,造出真正意义上能够进行时间旅行的时间机器吗?
中国古代的“时间”观
时间旅行,这个听起来是近代才出现的概念,其实在中国古代哲学思想中早有雏形,生活在公元前300多年的中国古代思想家,庄子的至交好友-惠施在当时就提出过对于时间的思考。
庄子在《历物十事》中曾经提到惠施的一个奇思妙想:“今日适越而昔来”,意思是今天出发到越国去,傍晚我就回来了,从字面上来看这句话就是胡言乱语,在交通极为不便利的古代,根本是不可能的,所以最多也就可能代表着惠施的一个幻想而已。
但是,这句话放到现在,却有了不一样的意义。
北京师范大学物理系教授刘辽认为,这句话其实是在讨论一个概念的可能性,就是“逆时间”的可能性,惠施所写的这个奇思妙想其实正确的理解应该是:今天出发去越国,而昨天就已经到了,字面上看当然是矛盾的,今天出发,怎么昨天就到了,这不是反过来了吗?但是这正是惠施想要思考的概念-时间。
当然,两千多年前的古人应该不至于已经开始思考起了时间旅行的可能性,但是这句话至少证明了,那时候已经有人开始思考起了如今我们依然在思考的概念:时间。
惠施的这句话,其实真正的意思是:昨天、今天、明天,过去、现在、未来,在时间链条上只具有相对的意义。每个今天都有明天,而每个明天又都会成为昨天。过去都曾是未来,未来也总要成为现在。
可以说是古人们最早对于时间的一种哲学思考,也最多充其量就是个哲学思考。
邀请未来人类的晚宴
直到1895年,英国著名科幻小说作家H·G·威尔斯创作了之后被翻拍成经典电影的著名科幻小说《时间机器》。从那时起,人们对时空旅行就开始了各种各样的梦想。但是那时候人们更多的只不过是把它作为一种幻想而已,毕竟时间这个东西,太虚无了,所以自然没有人想过时间旅行是不是真的有可能实现,直到物理学家们发现,时间与空间在测量上都不是绝对的,观察者在不同的相对速度或不同时空结构的测量点,所测量到时间的流逝是不同的,质量产生的重力场会造成扭曲的时空建构,在大质量的天体,比如黑洞附近的时间流逝要比在距离大质量天体较远的地方的时间流逝要慢。
这也就代表,理论上,时间是可以在特定条件下,相对变慢的,所以在物理学家们得到了时间在不同的条件下,的的确确并不是完全一致的论点之后,时间旅行的可能性,才开始被人们津津乐道至今,甚至对此相关的争论也一直持续着。
如果未来人类真的可以发明出时间机器,那么为什么从来就没有一个未来的人类回来过呢?
所以在2009年,20世纪最伟大的物理学家之一的史蒂芬.霍金就曾经举办了一次晚宴,想要邀请到一些特殊的客人。
2009年的6月28日,霍金为了证实到底人类未来有没有发明出时间机器,掌握时间旅行的能力,于是他做了一个请未来人共进晚餐的实验。
实验的流程特别有意思。
霍金先是独自在一个布置地满是气球,香槟,美食的房间中静静地等待着,房间里还挂着“欢迎时间旅行者”的标语。
而此时,他的邀请函其实并没有发出去,等到宴会结束以后,霍金才将邀请函交给政府保管,邀请函上写着希望有能力的“穿越”人士,能够找到这里来,邀请函上不仅写明了宴会的地点在英国剑桥大学冈维尔与凯斯学院,并且还表明了经纬度以及晚宴的具体时间。
那这时候肯定有人一头雾水了,邀请未来的人,那这邀请函要寄给谁呢?怎么寄到未来呢?其次,邀请函根本没有发出去实际上,只是晚宴结束了才交给政府保管,那怎么可能有人来呢?
而这,其实恰恰是能够将邀请函给到未来人最正确的做法。
因为既然邀请的是未来的人类,或者未来什么在地球上的智慧文明,那么自然不需要在过去将它寄出去,当然也寄不出去,只需真实的举办一场宴会,并且将邀请函交给最有可能将其保存好并且掌握着最高技术的人去保管他,这样才能确保,假设未来人类或者别的什么,真的创造出了时间机器,那么他们就能够看到被保存完好的邀请函。
并且试问,如果这项技术真的实现,但不普及,那么谁最有可能掌握呢?所以霍金交给当时政府去保存,无疑是最正确的做法。他认为,如果真的有穿越者,那么它们会穿越回来,出现在宴会的时间上,与他共进晚餐。
然而,这个霍金邀请未来人的实验不出意料的失败了,并没有一个人来参加他的宴会,所以霍金通过这个实验认为,时间旅行是不可能的,时间至少在宏观宇宙的前提下是不可逆的。
实验的结果虽然在当时并不出意料地失败了,但是许多物理学家认为这个实验的失败并不代表时间是不可逆的,并不能说明人类在未来,也没有实现时间旅行。
原因很简单:
第一:实验的不确定性因素太多了,不如这封邀请函是否能完好地保存到人类发明出时间机器的时间点呢?这一点就是未知的。
第二:我们对于未来究竟是怎么样的也一无所知,未来的时空旅行技术也许并不能进行准确的定位,又或者进行时间逆转的范围是有限的,又或者未来旅行的规范严格约束了可能导致过去改变的时间旅行等等,就比如广为人知的祖父悖论,为了防止这种事情的发生,时间旅行会在未来被严格审批等,都有可能。
再者,如果未来的人根本就不想参加这个宴会呢?更夸张一点来说,未来也许,根本没有人类呢?
所以,这项实验的失败,并不等于,时间旅行的技术在未来也没有实现,况且,未来人类会利用什么来进行时间旅行,我们如今也是一无所知的。
但是尽管如此,觉得时间旅行根本不可能的人还是占绝大多数,因为即使证明了在距离大质量天体较近的周围的时间会相对于较远的时间流速更慢,时间的变化并不是固定的,可问题是,人类有这个能力么?
就在前2年,人类还真的开始掌握了这个能力!
俄罗斯物理学家就通过了量子计算机实现了最小程度的“时间逆转”,这一突破性壮举引发了全球媒体的轰动。
因为通常在宇宙中,时间的流逝意味着熵值的增加,即热力学第二定律(亦称熵增加定律),它解释了为什么热咖啡会变凉、为什么破镜难以重圆、以及为什么人类无法制造出第二类永动机等,他诠释了时间箭头的单一性,是不可逆的。
但俄罗斯科学家进行的最近一项实验表明,在区分过去和未来时,至少在量子尺度上,人类是可以做到反转时间的。
并且他们认为,物理学中的几乎所有规则都可以逆向运行并且仍具有意义的。
时间“倒流”实验
我们打一个简单的比方,比如,你在一个漆黑的房间打桌球,整个房间里只有你手里的杆以及桌子上的母球是发光的,其他的球都在黑暗中你根本看不见,所以当你发球以后,你听到了撞击声,你只知道那些球都在以不同的速度向着不同的位置移动,但是它们移动到哪里,速度有多快,你并不知道,但是你可以通过薛定谔方程来知道它们的移动速度或者移动位置,但是你不可能知道这些球各自的移动轨迹以及它们各自的移动速度。
而实验的目的,就是要在量子计算机中,通过逆转薛定谔方程,在量子层面上让这些球回到发球前的初始位置,从而在这个层面上实现时间的逆转。
在计算机中,每一个量子比特,代表一个电子,也就对应这我们刚才桌球例子中的一颗黑暗中无法看见的桌球,接着,利用量子计算机将这些量子比特“发射”出去,在确定的程序下,就像是桌球开球以后一样,这些量子比特散落在了四面八方。
接下来,科学家们开始运行计算机,这些量子比特果然逆转了薛定谔方程,回到了最初的状态,论文中指出,在共计8192次的只有两个量子比特的模型中,85%都实现了逆转。
这个实现就证明了,在这个层面上,人类是可以通过人为修改参数来实现电子的时间逆转,该项试验也被发布在了科学报告杂志中《Scientific Reports》。
那么离开量子层面回到我们真实的世界中,有没有某些我们暂时不知道的东西决定了时间是可逆的呢?通过发现和修改,我们能回到几分钟前打出第一杆母球前的时间吗?
但是有人就对此提出了异议,认为量子层面的时间逆转,不能说明时间是可以被逆转的,反而恰好更证明了时间箭头的单一不可逆性。
但是有人反对,也有人支持。
以色列工学院的教授阿莫斯·奥里就在前段时间展示了一台时间机器的理论模型,这一理论模型以万有引力定律为依据,根据这一定律,时间会被物体的引力所扭曲,就好像黑洞周围的时间会更慢一样。
所以他认为,当扭曲的程度足够大时,也就是说当引力足够大时,便可以创造出一个环,也就是虫洞理论,利用它便可以出现进行时间旅行的可能性。
但是反对的人通常提出的依据,有2个,第一也就是人类没有能力和足够的能量来制造出这样的东西,并且时间旅行的概念是违反一个最基本的概念-因果概念的,换言之也就是你到了过去杀了你的祖父,那么你就不会出生,你不会出生你又怎么回到过去杀了你的祖父的祖父悖论。
但是认为时间旅行可行的人,也提出了反驳这2个观点的理由,比如现在人类所掌握的能源,不可能就是人类所有的能源,将来必然会有十倍百倍于今天能源的新能源出现,科幻作家刘慈欣也用了一个“西瓜皮理论”来反驳“祖父悖论”,以此来说明因果概念不是时间旅行不可能的理论依据。
他认为,当你回到过去想要做出改变过去进程的行为时,必然会发生阻止你这么做的物理机制,来阻止你改变过去。
总而言之,直至如今,相信时间旅行必然可以实现的依然是占据少数人群,但是未来人类,或者说那时候地球上的文明,究竟能发达到何种程度,我们可能想都不敢想,就像过去的人们对如今我们的发达程度不敢想象一样。
那么你们认为,不管何种意义的时间旅行,未来能实现么,欢迎在评论区讨论,好了本期节目就到这,下一期见!