美國科幻影片《時間機器》劇照
澳大利亞科學家保羅·戴維斯的科學研究包括黑洞、量子場論、宇宙起源、意識的本質和生命起源等諸多涉及人類和宇宙本源的問題。他曾經帶領一個研究小組,得出光速在變化的結論;他曾經寫過不少關於時間的書;如果他設想的一切都成為現實,人可以回到過去見一見自己的老爺爺、老奶奶,也可以到未來看一看自己的重孫子、重孫女,關於時空的基本定義就要改寫,物理學的根基就會動搖。
「有限時間旅行」肯定可行
人類樂於夢想,也盼望知曉過去和未來。若要將歷史和命運活生生地展現在我們面前,時間旅行似乎是個最為簡便的方法。然而,時間機器的製造仍然停留在幻想階段,而即便是幻想,也多產生於小說家和電影特效師的手中,少有人知科學家對時間機器的具體構想。保羅·戴維斯是享譽世界的理論物理學家,他決定當第一個吃螃蟹的人,嘗試製造時間機器,哪怕只是「理論上的製造」。
要製造時間機器首先需要弄清楚的問題是,你想回到過去還是飛到未來。在戴維斯看來,在時間中到未來旅行是很容易的,如果你接近於光速運動或者身處強大的引力場中,會感到時間流逝得比其他人更緩慢——你進入了他們的未來。
飛向未來的旅行又叫「有限時間旅行」。保羅·戴維斯在《怎樣製造時間機器》的開頭非常肯定的提出,「有限時間旅行」是可行的,但回到任何時代的「無限時間旅行」只是「有可能可行」。
蟲洞:回到過去的關鍵
愛因斯坦的相對論允許這一旅行發生在特定的時空結構裡:一個旋轉的宇宙,一個旋轉的柱體,以及非常著名的蟲洞——一條貫穿空間和時間的隧道。也就是說,只要能夠建造一個穩定的蟲洞,就可以跨越時間和空間。那麼,到底什麼是蟲洞?它和黑洞有什麼聯繫呢?
在斯蒂芬·霍金的《時間簡史》裡有這樣的解釋:蟲洞是連接宇宙遙遠區域間的時空細管,它可以把平行的宇宙或者嬰兒宇宙連接起來,並提供時間旅行的可能性。而黑洞是時空的一個區域,那裡引力是如此之強,以至於任何東西,甚至光都不能從該處逃逸出來。
在戴維斯的計劃裡,建造一個蟲洞要分3步:
第一步,尋找或建立一個蟲洞,開闢一個隧道用來連接太空中兩個不同的區域。
第二步,使蟲洞穩定下來。由量子產生的負能量,蟲洞便允許信號和物體安全地穿越它。負能量會抵制蟲洞變為密度無窮大或接近無窮大。換句話說,它阻止了蟲洞演變成黑洞。
第三步是牽引蟲洞。一艘具有高度先進技術的太空船將蟲洞的入口互相分離開。如果兩個端口都放置在空間中合適的地方,那麼時間差將保持恆定狀態。假設這一差值是10年,一名宇航員從一個方向穿越蟲洞,他將跳到10年後的未來,反之,宇航員若是從另一方向穿越蟲洞,他將跳到10年前的過去。
時間機器的悖論
假如技術上的諸多難題都被克服了,時間機器的生產將會打開充滿悖論的潘多拉盒子。對於這些,戴維斯也表現出一絲憂慮。他說:「我本人不打算把我描述的時間旅行和其它控制自然的行為區分開來。所有的技術都在以某種方式干預自然。在一些科幻小說裡,有人通過回到過去而改變了現狀。這種事出現在小說裡當然無傷大雅,但如果發生在現實中會帶來嚴重的倫理問題。誰給你回到過去改變歷史的權利?」
既然過去、現在和未來緊密聯繫,過去能影響現在,那麼現在影響過去在邏輯上也說得通。如果不能想幹什麼就幹什麼,人好不容易有了在時間中穿梭的自由,卻又失去了行動的自由,眼睜睜看著歷史從身邊滑過,卻無力改變什麼,豈不是一個巨大的損失?
對此,戴維斯給出的解決方案是「多宇宙」理論——世界不是只有一個,而是有許多平行的世界。你回到過去,但那不是你自己的世界,而是和你的歷史相似的世界。這樣,即便你打死了自己的母親,她在那個世界也的確死了,但當你回到未來時,她依然活得好好的。
這種想法近乎瘋狂,但除了戴維斯外還有許多著名物理學家相信有平行世界的存在。在《時間簡史》裡,霍金這樣說:解決時間旅行的其他可能的方法是選擇歷史假想。其思想是,當時間旅行者回到過去,他就進入和歷史記載不同的另外的一個歷史中去。這樣,他們可以自由地行動,不受和原先的歷史相一致的約束。如果這樣,回到過去和做一場夢又有什麼區別?
中國新聞網 2003-01-23 09:00