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追溯时间——读《时间简史》有感


追溯时间
——读《时间简史》有感
夜幕的降临总是使人们停下手中的劳作,深夜的寂静足以引发人 们无限的深思。星空,一直显得那么神秘令人充满遐想,同时也吸引 着一代又一代人们的思考:银河广阔,是什么力量保证它的平稳运 行?宇宙无边,它将无限膨胀还是最终塌缩?时间飞逝,而它的开端 又什么呢…… 为了解决物体的运动问题,牛顿创立了经典力学;当遇到牛顿经 典力学所不能解

决的高速运动问题时,爱因斯坦提出来广义相对论; 但是广义相对论无法准确地预言微观粒子的运动, 这时便出现了量子 力学。宇宙的定律是如此复杂,使得没有一套理论可以完美地解释它 的运行规律。但是我们并不能否认前人的智慧,科学理论的发展是曲 折的,正如科学哲学家卡尔卡尔·波普所强调的,一个好的理论的特 征是,它能给出许多在原则上可以被观测否定或证伪的预言。一套理 论不行,那么三套理论呢?虽然我们并不知道答案,但这想法正促使 着一套名叫“量子引力论”的理论发展。 “有一对双生兄弟,其中一个登上宇宙飞船作接近光速的长程太 空旅行,而另一个则留在地球。结果当旅行者回到地球后,我们发现 他比他留在地球的兄弟更年轻。 ”这就是我们熟悉的双生子佯谬了。根

据狭义相对论

我们很好理解,速度越快,时间过得

就越慢。除此之外,科学家们还发现了另一种奇特的现象:引力场越 大,时间过得越慢。引力场主要由万有引力产生,根据万有引力 ,若飞船围绕一质点做圆周运动,质点质量 m1 不变,飞 船与质点距离 r 也不变,G 为引力常量,而飞船质量也应该是常量, 可是, 引力为什么会变呢?这个问题还得靠爱因斯坦来解决, 别忘了,

在相对论的世界中, 飞船质量可不再是一成不变了:

,

飞船的速度越快, 它的相对论质量就越大, 产生的引力场也就增大了。 不仅是质量,时间也如此。相对论否定了牛顿的“绝对时间” ,同 时也新定义了“相对时间” ,每个人都有他自己的相对时间。正是因为 “相对时间”的存在,才使得“时间旅行”的幻想成为现实。由 可得:当飞船的速度越来越快时(v<c) ,所过的时 间就越慢,如果速度继续增大(v>c) ,那么这个方程又代表什么意 义呢?这个在实数范围无解的方程却在复数范围有解, 或许我们应该 像定义虚数那样定义“虚时间”这个概念。虚时间的流逝是怎样我们并 不明白,但超光速旅行确实为回到过去提供了一种可能。 正当人们憧憬着超光速时间旅行美梦时, 残酷的现实又一次把 他们唤醒。飞行器速度的提升依靠功率的提升,但是到达某一临界速 度时,无论怎么提升功率却无法再提高速度了。不幸这个速度略小于

光速,费米实验室、欧洲核子研究中心的粒子加速器可以把粒子加速 到光速的 99.99%,却不能大于等于光速。超光速时间旅行的可能从 此破灭。 人们的好奇和探索从不会因为一点挫折而停滞不前, 新的方法 正不断的产生。 一种连结宇宙遥远区域的时空细管为时间旅行提供了 可能性,它就是“虫洞” 。假设有一只蚂蚁在世界地图上要从巴黎爬到 华盛顿,那么它需要花费一些时间。但是如果将地图折叠,使巴黎和 华盛顿恰好处于一个点上,然后打开一个小洞,那么蚂蚁就可以瞬间 从巴黎爬到华盛顿了。这就是虫洞的原理。在浩瀚的宇宙中,虫洞可 以把平行宇宙和婴儿宇宙连接起来, 它不仅可以使遥远区域的空间相 连结,同样可以使相隔遥远的时间相连结,这样的话,时间旅行就有 可能通过虫洞成为现实。 如果时间旅行真的可行, 你回到过去并在你祖父还是个小孩时将 他杀死,结果会怎么样?如果祖父已经死了,那你就必定不会存在,也 就不可能回到过去杀自己的祖父。这就是令人头疼的祖父悖论。它常 常被用来证明时间旅行是不可能的。现在你回到你所在的时代,如果 发现你的祖父已经不存在,但你的父亲和你却安然无恙,那么说明你 改变了历史, 但是时间在历史的路口有无数种选择, 原来的路走不通, 它将换一条路继续走; 如果你在你的时代发现祖父仍然和蔼地向你微 笑,那么说明你没有改变历史,你杀死了那个时代的祖父,却没有杀 死现在的祖父。这时,我们不得不承认时空具有“独立性”了,一个时 间对应一个特定的空间, 形成了一个特定的时空, 各个时空相互独立,

不受其他时空影响。也就是说,即使你可以回到过去,你也不能改变 历史! 为了解决时间旅行导致的矛盾,便有了“时序防卫猜测” ,它讲的 是, 物理学共谋防止宏观物体将信息传递到过去。 时间箭头是单向的, 我们可以读取历史传递下来的信息,却不能将信息传过去;同样,我 们可以把信息传递给将来,却无法读取到来自未来的信息。正是因为 这样,我们可以从历史传递下来的信息中一步一步追溯时间的开 端……

邵鑫


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