霍金解讀愛因斯坦的“蟲洞”理論
蟲洞是根據(jù)愛因斯坦相對(duì)論預(yù)測的連接時(shí)空中兩個(gè)不同地點(diǎn)的假想“隧道”或捷徑，上面的三維圖輪廓集中呈現(xiàn)了這一點(diǎn)：負(fù)能量將時(shí)間和空間拖入一條隧道入口，并在另一個(gè)宇宙出現(xiàn)。蟲洞至今仍是一種假設(shè)，因?yàn)閺臎]有人見過，但在一些電影中被描述成時(shí)間旅行的通道，比如《星際奇兵》(1994年)和《時(shí)光大盜》(1981年)，前者將蟲洞描述成宇宙之間有門的隧道，后者則是天體圖中展現(xiàn)了蟲洞的位置
新浪科技訊 北京時(shí)間5月5日消息，據(jù)國外媒體報(bào)道，繼警告人類勿主動(dòng)與外星人接觸以后，英國著名物理學(xué)家斯蒂芬-霍金又拋出一個(gè)驚人言論。在一篇探討如何建造“時(shí)間機(jī)器”的文章中，霍金詳細(xì)分析了人類如何利用自然規(guī)律實(shí)現(xiàn)“時(shí)間旅行”的偉大夢(mèng)想。盡管這一概念看起來有些荒誕，但他仍認(rèn)為人類終有一天會(huì)實(shí)現(xiàn)這一夢(mèng)想。以下是文章主要內(nèi)容。
尋找穿越第四維的通道
大家好，我是斯蒂芬-霍金，是物理學(xué)家、宇宙學(xué)家及夢(mèng)想家，盡管身體不能活動(dòng)，只能通過電腦與大家交流，但從內(nèi)心中我是自由的，自由地探索宇宙，思考以下重大問題：時(shí)間旅行是否可行？能否打開一個(gè)回到過去的通道，或找到通向未來的捷徑？我們最終能否利用自然規(guī)律成為掌控時(shí)間的主人？
在科學(xué)界，時(shí)間旅行一度被認(rèn)為是歪理學(xué)說。過去因?yàn)閾?dān)心有人會(huì)把怪人的標(biāo)簽貼在自己身上，我對(duì)這個(gè)問題常常避而不談。但現(xiàn)在，我不再那么謹(jǐn)小慎微了。事實(shí)上，我更像是建造了巨石陣的那些人。我對(duì)時(shí)間癡迷已久，如果有一臺(tái)時(shí)間機(jī)器，我會(huì)去拜訪風(fēng)華正茂的瑪麗蓮-夢(mèng)露，或是造訪將望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)向宇宙的伽利略。或許，我還會(huì)走到宇宙的盡頭，破解整個(gè)宇宙湮滅之謎。
為了讓這一切從虛幻變成現(xiàn)實(shí)，我們應(yīng)以物理學(xué)家的角度來重新審視時(shí)間——即第四維。這個(gè)問題沒有聽上去那么晦澀難懂。每個(gè)好學(xué)的孩子都知道，任何物體都以三維形式存在，包括坐在輪椅上的我。一切物體都有寬度、高度和長度。此外，還有一種長度——時(shí)間的長度。例如，雖然一個(gè)人可能活了80歲，但巨石陣的石頭卻數(shù)千年屹立不倒。太陽系的運(yùn)行將持續(xù)數(shù)十億年。
一切物體都有時(shí)間以及空間的長度。時(shí)間旅行意味著我們要經(jīng)過第四維。要想搞明白這一點(diǎn)，我們可以想象正在從事一種日常活動(dòng)，比如開車。開車沿直線行駛，是在一維中旅行。向左轉(zhuǎn)或是向右轉(zhuǎn)，則是二維旅行。驅(qū)車上下山路意味著又多增加了高度，所以是在三維空間內(nèi)。那么我們?cè)鯓硬拍軐?shí)現(xiàn)時(shí)間旅行？怎樣才能發(fā)現(xiàn)穿越第四維的通道呢？
無處不在的“蟲洞”
讓我們暫時(shí)從科幻電影中尋找答案吧。在此類電影中，通常會(huì)有一臺(tái)巨大而高能耗的時(shí)間機(jī)器，這臺(tái)機(jī)器產(chǎn)生通往第四維的通道——“時(shí)光隧道”。時(shí)光旅行者——勇敢但可能有些魯莽的人，做好我們大家所知道的準(zhǔn)備，然后走進(jìn)時(shí)光隧道，來到一個(gè)他們想要到達(dá)的時(shí)間里。這一概念可能有些牽強(qiáng)，事實(shí)可能與之存在著天壤之別，但該想法本身不是那么的瘋狂。
物理學(xué)家們也在思考時(shí)光隧道，但我們的角度不同。我們想搞清過去或未來的通道是否存在于自然規(guī)律中？事實(shí)證明，我們認(rèn)為確實(shí)是這樣的。而且，我們還給它們起了一個(gè)名字：蟲洞。其實(shí)，蟲洞無處不在，只是因?yàn)樘。覀內(nèi)庋劭床坏搅T了。蟲洞非常小，存在于時(shí)空的隱蔽處和縫隙里。你或許認(rèn)為這是一個(gè)難以理解的概念，請(qǐng)耐心聽我繼續(xù)解釋吧。
任何物質(zhì)都不是平整無暇和實(shí)心的，如果仔細(xì)觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)它們上面都存在小孔和裂縫，這是一個(gè)基本的物理原理，同樣適用于時(shí)間。即便是像臺(tái)球一樣的東西，上面也有裂縫、褶皺或空洞。現(xiàn)在容易說明這種情況也存在于第一個(gè)三維中。相信我，這一原理同樣適用于第四維。時(shí)間也存在許多微小的裂縫、褶皺和空洞。在最小的刻度下——比分子甚至原子都小，我們來到一個(gè)稱為量子泡沫(quantum foam)的地方，這是蟲洞存在之處。
時(shí)空中的微小隧道或捷徑不停地在這個(gè)量子世界中形成、消失和重新形成。它們可以連接兩個(gè)隔離的空間以及兩個(gè)不同的時(shí)間。不幸的是，現(xiàn)實(shí)生活中這種時(shí)光隧道非常狹小，即使發(fā)現(xiàn)了它們，我們也不能從這個(gè)縫隙穿過——可這正是“蟲洞時(shí)間機(jī)器”概念的前進(jìn)方向。部分科學(xué)家認(rèn)為，或許有一天捕捉到一個(gè)蟲洞，將它放大數(shù)萬億倍，令其足夠的大，能讓人甚至飛船進(jìn)入。
如果我們擁有足夠的能量和先進(jìn)的技術(shù)，將來或許甚至能在太空中建造一個(gè)巨型蟲洞。我并不是說一定可以做到，但如果真的有這種裝置，那么確實(shí)很了不起。一端在地球的附近，另一端則在遙遠(yuǎn)的星球附近。從理論上講，蟲洞或時(shí)光隧道不僅僅能把我們帶到別的星球。如果兩端在同一個(gè)地方，且由時(shí)間而非距離分離，在遙遠(yuǎn)的過去，飛船就能在地球附近自由出入。或許恐龍會(huì)看到飛船登陸的場景。
“瘋狂科學(xué)家”悖論
如今，我意識(shí)到以四維方式思考并不容易，蟲洞是一個(gè)令你絞盡腦汁的概念。我一直想做一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)，揭示人類通過蟲洞的時(shí)間旅行是否可行，或是現(xiàn)在，或是未來，我喜歡簡單的實(shí)驗(yàn)和成功后的香檳酒。所以，我將自己最喜歡的兩件事情結(jié)合起來，探討時(shí)間旅行是否可行。讓我們?cè)O(shè)想一下這樣的場景，我參加一個(gè)為未來旅行者舉辦的歡迎宴會(huì)。
由于出現(xiàn)意外，我沒有讓別人知道，直至歡迎宴會(huì)結(jié)束以后。我寫好了邀請(qǐng)函，注明了準(zhǔn)確的時(shí)間和空間坐標(biāo)。我希望它能以這樣或那樣的形式存在數(shù)千年。或許，未來一天有人會(huì)發(fā)現(xiàn)邀請(qǐng)函上的信息，利用蟲洞時(shí)間機(jī)器回到我的宴會(huì)，證明時(shí)間旅行將來是可行的。
與此同時(shí)，時(shí)間旅行貴賓應(yīng)該隨時(shí)會(huì)降臨，五個(gè)或一個(gè)。但就在我說話的工夫，仍沒有人到來，真是慚愧。我希望至少未來的“環(huán)球小姐”能踏進(jìn)這扇門。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)為何不奏效？一個(gè)原因可能是回到過去的時(shí)間旅行所存在的問題——我們稱之為悖論，一個(gè)眾所周知的問題。探討悖論是一件很有趣的事情，最著名的悖論通常被稱為“祖父悖論”。
我有一個(gè)新的簡化版本——“瘋狂科學(xué)家”悖論。我不喜歡一些電影中科學(xué)家被描述成瘋狂的群體，但在這種情況下，確實(shí)如此。這個(gè)家伙決心建立一個(gè)悖論，即便付出生命代價(jià)在所不惜。可以想見，他是在建造蟲洞——僅需一分鐘就來到過去的時(shí)光隧道。通過蟲洞，這位科學(xué)家可以看到他一分鐘以前的自我。
如果這位科學(xué)家利用蟲洞向以前的自我開槍，會(huì)發(fā)生什么事情？他現(xiàn)在已經(jīng)一命嗚呼。那又是誰開的槍呢？這便是一個(gè)悖論，聽上去毫無意義。但這卻是那種讓宇宙學(xué)家做噩夢(mèng)的狀況。這種時(shí)間機(jī)器會(huì)違反整個(gè)宇宙所遵循的基本規(guī)則。我認(rèn)為一切皆有可能。如果真是如此，那么就沒有任何辦法阻止整個(gè)宇宙陷入混亂。所以，我認(rèn)為有些事情總會(huì)發(fā)生以阻止這種悖論。
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