時間旅行的故事在流行文化中數(shù)不勝數(shù),在電影、電視和文學(xué)作品中有無數(shù)關(guān)于時間旅行情節(jié)。甚至有人認為,最早的時間旅行故事,可以追溯到索??死账?Sophocles)在2500多年前寫下的著名悲劇《俄狄浦斯王》。
但時間旅行在現(xiàn)實中是可能的嗎?這也是許多科學(xué)家思考的問題。
如果只用一個最簡單的方式回答,很多人可能會說,答案是否定的。原因可以有很多,比如那是物理學(xué)定律所不允許的,也繞不開技術(shù)上的挑戰(zhàn)。此外,還有時間旅行的悖論問題。又或者,時間本身就是一種“幻覺”。
物理定律
我們都知道,阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)的相對論描述了時間、空間和引力的性質(zhì),那是我們已知的關(guān)于時間最深刻的理論。我們會認為,時間旅行是相對論所不允許的。但“不幸”的是,愛因斯坦在普林斯頓高等研究院的一位同事、數(shù)學(xué)家?guī)鞝柼亍じ绲聽?Kurt G?del)發(fā)明了一個宇宙,在那個宇宙中,時間旅行不僅是可能的,而且過去和未來其實密不可分地糾纏在一起。
我們實際上可以設(shè)計某種時間機器,但(原則上)成功的提案里大多需要負能量,或者說負質(zhì)量,這在我們這個宇宙中似乎并不存在。如果你扔下一個具有負質(zhì)量的網(wǎng)球,它會往上掉。這個論點并不能令人滿意,因為它在通過引入另一種我們無法真正理解的想法(負能量或負質(zhì)量),來解釋為什么我們不能實踐時間旅行。
數(shù)學(xué)物理學(xué)家弗蘭克·蒂普勒(Frank Tipler)倒是構(gòu)思了一個不需要負質(zhì)量的時間機器,但它卻需要比宇宙中存在的更多能量。
時間旅行同樣違反了熱力學(xué)第二定律。這一著名定律指出,熵或隨機性始終會增加。時間只能向一個方向流動,換句話說,你沒有辦法把一盤炒蛋復(fù)原成一顆生雞蛋。更具體地說,我們想要進行時間旅行,就是從現(xiàn)在的高熵狀態(tài)進入過去的低熵狀態(tài),而這是不可能的。
這個論點起源于宇宙學(xué)家亞瑟·愛丁頓(Arthur Eddington),它充其量是不完備的。也許它可以阻止你穿越到過去,但仔細想想,它并沒有堵死時間旅行到未來的路。然而在現(xiàn)實中,“快進”到下周四和“倒帶”回上周四其實一樣難。
解決悖論問題
毫無疑問,如果我們可以自由地進行時間旅行,就會遇到悖論。最極端、也最著名的例子就是“祖父悖論”:如果一個人借助時間機器穿越回過去,在自己的祖母懷上父親之前就謀殺了祖父,從而抹殺了自己出生的可能性。但從邏輯上講,一個人不可能既存在又不存在。最著名的科幻電影之一《終結(jié)者》其實就涉及了祖父悖論。
庫爾特·馮內(nèi)古特(Kurt Vonnegut)的小說《五號屠場》也描述了如何規(guī)避祖父悖論。如果自由意志根本不存在,那就不可能在過去殺死自己的祖父,因為他在過去沒有被殺死。小說的主人公畢利只能穿越到他的世界線(他存在的時間線)上的其他點,但不能穿越到時空的其他點上,所以他甚至無法盤算殺死他的祖父。
《五號屠場》中的宇宙與我們所知的一切是一致的。熱力學(xué)第二定律在其中運轉(zhuǎn)良好,與相對論也沒有沖突。但它與我們認為的某些東西不一致,比如自由意志。你可以觀察過去,就像看電影一樣,但你不能干涉其中的人的行為。
我們能否允許修改過去進行實際修改,以便回到過去并謀殺祖父?根據(jù)一些多元宇宙的理論,不同的宇宙其實有許多時間線。
時間是一條河
羅馬皇帝馬可·奧勒留寫道:時間就像一條由發(fā)生的各種事件構(gòu)成的河流,它是一條湍急的河流;因為什么事情一旦被看到了,它就被帶走了,而另一件事會替代它,而隨后也會被帶走。
我們可以想象,時間確實流過宇宙中的每一個點,就像河水流過巖石一樣。但我們很難讓這種想法變得精確。流動是一種變化率,河流的流動是在一定時間內(nèi)通過特定長度的水量。因此,如果時間是一種流動,它就是以每秒一秒的速度行進的,這顯然不是一種非常有幫助的見解。
理論物理學(xué)家斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)提出,“時序保護猜想”一定存在,那是一則尚不為人知的物理原理,它真正讓時間旅行變得不可能?;艚鸬母拍钇鹪从谶@樣的想法:我們無法知道黑洞內(nèi)部發(fā)生了什么,因為我們無法從黑洞中獲得信息。那么,用這樣的論點來說,我們不能進行時間旅行,是因為我們不能進行時間旅行。
還有研究人員正在研究一種更基本的理論,也就是時間和空間是從其他東西中“涌現(xiàn)”出來的。它被稱為量子引力,但想要得到這樣的理論困難重重,它暫時還不存在。
那么,時間旅行到底有沒有可能?也許是不可能的,但我們還不確定!
作者:Watson