斯坦·拉夫/著
孟捷/译
我们都是时间旅行者。
但是,由于时间旅行如此普遍,就没那么有趣了。我们无时无刻不在进行时间旅行,时间旅行也因此变得单调乏味。然而,由于不能自由控制时间旅行的行程安排,我们会经历各种惊喜或失望。我们无法改变这趟旅行的速度——每小时三千六百秒,蔚为壮观——就像我们无法得知无限小数的最末位是什么数字。时间旅行未必是冒险之旅。我们每个人都被困在这辆列车上,出于实用目的,这辆列车永远不会加速,永远不会减速,也永远不会倒车。
这些无趣的事实众人皆知。但是科幻小说会问:“假如……将会怎样?”从而在无趣的事实中混入一些有趣的东西。假如我们可以穿越到未来,去看看我们自己和我们现在了解的一些事物在未来都变成了什么样,那会怎样?更理想的是,假如我们可以穿越回过去,见证历史,甚至充当事后诸葛亮,让历史事件朝着对我们有利的方向发展,那又会怎样?
这些疑问为作家们创作短篇故事、图书和电影提供了肥沃的土壤,最早能追溯到马克·吐温。如果我们试着为有关时间旅行的文字作品列出一份不完全清单,恐怕少不了以下这些:威尔斯的《时间机器》、罗伯特·海茵莱茵的《进入盛夏之门》、雷·布拉德伯里的《一声惊雷》、弗里兹·雷伯的《大时代》、莱斯特·德·雷的《时间隧道》、库尔特·冯内古特的《五号屠场》、利福德·d·西马克的《庞然大物》、安妮·麦卡弗里的《龙飞》、弗雷德里克·波尔的《通向宇宙之门》、朱利安·梅的《上新世流亡系列》,以及无与伦比的道格拉斯·亚当斯的《宇宙尽头的餐馆》。有关时间旅行的电影和电视剧包括:《时光大盗》《终结者》《回到未来》《土拨鼠之日》《十二只猴子》《拜见罗宾逊一家》《穿越时空的少女》,以及一大堆《星际迷航》的剧集和电影,还有播了好几十年的《神秘博士》剧集。
你能找到许多激动人心,甚至古怪有趣的读物和视频。然而,这一切都只是幻想吗?在稳定不变的时间旅程中一起前往未来就是我们所拥有的一切吗?有没有可能,终有一日,科学能以某种方式仿效艺术,让时间旅行——能极大改变速度和方向的真正的时间旅行——成为可能?
让我们一起来看看。
加速前进
从物理学的角度来看,在时间中加速前进是可行的。而且令人兴奋的是,这十分简单。不需要任何特殊设备,就能感受到所有主要影响。只要来一趟漫长的旅行。等你回来后,迎接你的是一大堆未完成的工作和快被挤爆的邮箱。只要离开的时间足够长(比如驻军海外或者被判入狱),等你回来时,你便会对眼前的事物感到迷惑不解。科技进步了。你认识的所有人都变了,或许他们都认不出你了。
但这种老式的时间旅行太慢了,很难满足纯粹主义者。到未来旅行的魅力之一是能比周围的朋友更先看到未来,而且无须承担衰老的代价。我们想要的是通往未来的捷径。幸运的是,阿尔伯特·爱因斯坦告诉我们,通往未来的捷径不止一种,而是有两种。根据爱因斯坦博士的理论,快速前往未来的路有两条,一条是狭义之路,另一条是广义之路。
狭义相对论
当我们在知识的海洋里快速穿梭时,
教室里的时钟在缓慢地走着。
相对论。
爱因斯坦的狭义相对论预测,当物体的运动速度接近光速时,会产生一系列奇特的效应。长度缩短,质量增加。这时候发生的事情能被处于同一时刻的观察者看见,也能被别的观察者在别的时刻看见。而且,关键是,时间慢下来了。
从20世纪初期开始,著名的思想实验“双胞胎悖论”就被用来解释以相对论速度运动时所产生的时空扭曲效应。这个实验只能在思想中完成,因为目前还无法实现。在这个思想实验中,双胞胎中的一位去太空旅行后,乘着飞船以相对论速度回到地球。由于飞行速度巨快,时间在她身上变慢了。如果她的兄弟(双胞胎不一定是相同性别)用一台功能强大的望远镜观察她,会看到她动作缓慢,墙上的时钟指针走动速度也变慢了,书桌上台灯的灯光变得更长更红了。等她旅行结束回到地球时,她度过的时间只是她兄弟度过的一小部分。她的年龄增长也比她的兄弟慢。她成功到达了未来。
如果你想问,为什么这个故事展现了悖论,那我要为你鼓掌!确实没有。你想想双胞胎姐姐用望远镜观察她的兄弟时会看到什么,悖论就产生了。对双胞胎姐姐来说,是她的兄弟正在高速运动,是她的兄弟的时钟变快了。要解决这个悖论得做一大堆数学运算:我们大学的相对论教材——封面上有头犀牛的那本——用了七页来解决这个问题。这个计算过程就留给那些有着非凡兴趣的读者作为课后习题吧,总之悖论解决了,远游归来的双胞胎姐姐的确比她的兄弟老得慢。罗伯特·海茵莱茵在他的经典作品《异星游》中用许多对双胞胎的故事来仔细探讨了“双胞胎悖论”。虽然情节有点老套,但涉及物理学的部分都是正确的。
狭义相对论最棒的一点在于,它经得起检验。这一理论已经被实验反复证明。虽然总有一些著名的物理学家热衷于戳破科幻爱好者的幻想泡泡,但连他们也无法否认我们有可能快速到达未来。
尽管并非不可能……却异常艰难。要让你的时间变得超级慢,你必须把自己加速到超级快。光速大约是每秒三十万千米。要让你的时间显著变慢,你得接近光速:考虑到百分之六十的时间膨胀,那也得达到每秒二十四万千米的速度。目前人类达到过的最快速度是每秒十一千米,那是“阿波罗号”飞船从月球上径直向地球坠落时太空舱中的宇航员所体验到的速度。即便是这样的速度也极难达到并且所费不菲,当时美国国家航空航天局从联邦政府得到的可自由支配的开支是今天的十倍,在那样的情况下,人类达到那种速度的次数也屈指可数。我们的无人驾驶航天器能达到的最快飞行速度是每秒七十千米,这是在“赫利俄斯号”太阳能计划和“伽利略号”木星探测计划中实现的。无论是载人的速度还是不载人的速度,都与每秒三十万千米相距甚远。在自然科学的另一个分支领域,我们已经能将物体加速到接近光速,但这些物体的大小不会超过一粒原子,而且粒子加速器的长度和能耗相当于一个小城镇。如果我们想应用狭义相对论来实现时间旅行,在动力推进方面还有相当长的路要走。等动力推进发展到那个程度时,我们就能到达其他恒星了,这是附带的好处。
广义相对论
广义相对论
赋予物质如下特性:
自引力强大,
能创造黑洞,
捕捉一切光的黑洞。
广义相对论提供了另一种到达未来的途径。如果你以接近或等于光速的逃逸速度靠近某物体,在外太空的观察者看来你的时钟就变慢了。这个方法完全适用,所有对此进行研究的实验,包括最近执行的高灵敏度引力探测器b航天任务,都证实这一方法可行。我们甚至可以测量出地球的重力时间膨胀效应,地球的逃逸速度只有每秒十一点二千米,与光速相差甚远。
但地球的时间不会明显变慢,太阳也不会。太阳的表面逃逸速度大约每秒六百千米,从太阳表面低空飞过并不会产生时间位移,只会造成更多灼伤。要显著影响时间的流动,你需要的是中子星或者黑洞。这些东西你在地球附近可找不到。它们具有强大的潮汐引力,能撕碎任何已知物体,包括你那软绵绵、粉嘟嘟的身体。它们可能会释放出强烈的高能辐射和磁场,强度足以使你的神经系统短路。事实上,你得非常非常靠近黑洞或中子星才能使时间慢下来,而且你还得在那儿晃悠一段时间,等待时间变慢的影响叠加到足够显著。着陆不是求生的选择,但或许你可以进入低空轨道,以每秒几百圈的速度绕着这头怪兽疯狂旋转。你将不得不忍受潮汐引力和辐射。然后,你还得离开这里,才能去享受未来的旅行,这意味着你需要一架能克服逃逸速度(接近光速)的飞行器!与狭义相对论相比,运用广义相对论来实现时间旅行棘手且冒险——不过这两种方法都得到了物理学界的认可。
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