斯坦·拉夫/著
孟捷/譯
我們都是時間旅行者。
但是,由於時間旅行如此普遍,就沒那麼有趣了。我們無時無刻不在進行時間旅行,時間旅行也因此變得單調乏味。然而,由於不能自由控制時間旅行的行程安排,我們會經歷各種驚喜或失望。我們無法改變這趟旅行的速度——每小時三千六百秒,蔚為壯觀——就像我們無法得知無限小數的最末位是什麼數字。時間旅行未必是冒險之旅。我們每個人都被困在這輛列車上,出於實用目的,這輛列車永遠不會加速,永遠不會減速,也永遠不會倒車。
這些無趣的事實眾人皆知。但是科幻小說會問:「假如……將會怎樣?」從而在無趣的事實中混入一些有趣的東西。假如我們可以穿越到未來,去看看我們自己和我們現在瞭解的一些事物在未來都變成了什麼樣,那會怎樣?更理想的是,假如我們可以穿越回過去,見證歷史,甚至充當事後諸葛亮,讓歷史事件朝著對我們有利的方向發展,那又會怎樣?
這些疑問為作家們創作短篇故事、圖書和電影提供了肥沃的土壤,最早能追溯到馬克·吐溫。如果我們試著為有關時間旅行的文字作品列出一份不完全清單,恐怕少不了以下這些:威爾斯的《時間機器》、羅伯特·海茵萊茵的《進入盛夏之門》、雷·布拉德伯裡的《一聲驚雷》、弗里茲·雷伯的《大時代》、萊斯特·德·雷的《時間隧道》、庫爾特·馮內古特的《五號屠場》、利福德·d·西馬克的《龐然大物》、安妮·麥卡弗裡的《龍飛》、弗雷德里克·波爾的《通向宇宙之門》、朱利安·梅的《上新世流亡系列》,以及無與倫比的道葛拉斯·亞當斯的《宇宙盡頭的餐館》。有關時間旅行的電影和電視劇包括:《時光大盜》《終結者》《回到未來》《土撥鼠之日》《十二隻猴子》《拜見羅賓遜一家》《穿越時空的少女》,以及一大堆《星際迷航》的劇集和電影,還有播了好幾十年的《神秘博士》劇集。
你能找到許多激動人心,甚至古怪有趣的讀物和影片。然而,這一切都只是幻想嗎?在穩定不變的時間旅程中一起前往未來就是我們所擁有的一切嗎?有沒有可能,終有一日,科學能以某種方式仿效藝術,讓時間旅行——能極大改變速度和方向的真正的時間旅行——成為可能?
讓我們一起來看看。
加速前進
從物理學的角度來看,在時間中加速前進是可行的。而且令人興奮的是,這十分簡單。不需要任何特殊裝置,就能感受到所有主要影響。只要來一趟漫長的旅行。等你回來後,迎接你的是一大堆未完成的工作和快被擠爆的郵箱。只要離開的時間足夠長(比如駐軍海外或者被判入獄),等你回來時,你便會對眼前的事物感到迷惑不解。科技進步了。你認識的所有人都變了,或許他們都認不出你了。
但這種老式的時間旅行太慢了,很難滿足純粹主義者。到未來旅行的魅力之一是能比周圍的朋友更先看到未來,而且無須承擔衰老的代價。我們想要的是通往未來的捷徑。幸運的是,阿爾伯特·愛因斯坦告訴我們,通往未來的捷徑不止一種,而是有兩種。根據愛因斯坦博士的理論,快速前往未來的路有兩條,一條是狹義之路,另一條是廣義之路。
狹義相對論
當我們在知識的海洋裡快速穿梭時,
教室裡的時鐘在緩慢地走著。
相對論。
愛因斯坦的狹義相對論預測,當物體的運動速度接近光速時,會產生一系列奇特的效應。長度縮短,質量增加。這時候發生的事情能被處於同一時刻的觀察者看見,也能被別的觀察者在別的時刻看見。而且,關鍵是,時間慢下來了。
從20世紀初期開始,著名的思想實驗「雙胞胎悖論」就被用來解釋以相對論速度運動時所產生的時空扭曲效應。這個實驗只能在思想中完成,因為目前還無法實現。在這個思想實驗中,雙胞胎中的一位去太空旅行後,乘著飛船以相對論速度回到地球。由於飛行速度巨快,時間在她身上變慢了。如果她的兄弟(雙胞胎不一定是相同性別)用一臺功能強大的望遠鏡觀察她,會看到她動作緩慢,牆上的時鐘指標走動速度也變慢了,書桌上臺燈的燈光變得更長更紅了。等她旅行結束回到地球時,她度過的時間只是她兄弟度過的一小部分。她的年齡增長也比她的兄弟慢。她成功到達了未來。
如果你想問,為什麼這個故事展現了悖論,那我要為你鼓掌!確實沒有。你想想雙胞胎姐姐用望遠鏡觀察她的兄弟時會看到什麼,悖論就產生了。對雙胞胎姐姐來說,是她的兄弟正在高速運動,是她的兄弟的時鐘變快了。要解決這個悖論得做一大堆數學運算:我們大學的相對論教材——封面上有頭犀牛的那本——用了七頁來解決這個問題。這個計算過程就留給那些有著非凡興趣的讀者作為課後習題吧,總之悖論解決了,遠遊歸來的雙胞胎姐姐的確比她的兄弟老得慢。羅伯特·海茵萊茵在他的經典作品《異星遊》中用許多對雙胞胎的故事來仔細探討了「雙胞胎悖論」。雖然情節有點老套,但涉及物理學的部分都是正確的。
狹義相對論最棒的一點在於,它經得起檢驗。這一理論已經被實驗反覆證明。雖然總有一些著名的物理學家熱衷於戳破科幻愛好者的幻想泡泡,但連他們也無法否認我們有可能快速到達未來。
儘管並非不可能……卻異常艱難。要讓你的時間變得超級慢,你必須把自己加速到超級快。光速大約是每秒三十萬千米。要讓你的時間顯著變慢,你得接近光速:考慮到百分之六十的時間膨脹,那也得達到每秒二十四萬千米的速度。目前人類達到過的最快速度是每秒十一千米,那是「阿波羅號」飛船從月球上徑直向地球墜落時太空艙中的宇航員所體驗到的速度。即便是這樣的速度也極難達到並且所費不菲,當時美國國家航空航天局從聯邦政府得到的可自由支配的開支是今天的十倍,在那樣的情況下,人類達到那種速度的次數也屈指可數。我們的無人駕駛航天器能達到的最快飛行速度是每秒七十千米,這是在「赫利俄斯號」太陽能計劃和「伽利略號」木星探測計劃中實現的。無論是載人的速度還是不載人的速度,都與每秒三十萬千米相距甚遠。在自然科學的另一個分支領域,我們已經能將物體加速到接近光速,但這些物體的大小不會超過一粒原子,而且粒子加速器的長度和能耗相當於一個小城鎮。如果我們想應用狹義相對論來實現時間旅行,在動力推進方面還有相當長的路要走。等動力推進發展到那個程度時,我們就能到達其他恆星了,這是附帶的好處。
廣義相對論
廣義相對論
賦予物質如下特性:
自引力強大,
能創造黑洞,
捕捉一切光的黑洞。
廣義相對論提供了另一種到達未來的途徑。如果你以接近或等於光速的逃逸速度靠近某物體,在外太空的觀察者看來你的時鐘就變慢了。這個方法完全適用,所有對此進行研究的實驗,包括最近執行的高靈敏度引力探測器b航天任務,都證實這一方法可行。我們甚至可以測量出地球的重力時間膨脹效應,地球的逃逸速度只有每秒十一點二千米,與光速相差甚遠。
但地球的時間不會明顯變慢,太陽也不會。太陽的表面逃逸速度大約每秒六百千米,從太陽表面低空飛過並不會產生時間位移,只會造成更多灼傷。要顯著影響時間的流動,你需要的是中子星或者黑洞。這些東西你在地球附近可找不到。它們具有強大的潮汐引力,能撕碎任何已知物體,包括你那軟綿綿、粉嘟嘟的身體。它們可能會釋放出強烈的高能輻射和磁場,強度足以使你的神經系統短路。事實上,你得非常非常靠近黑洞或中子星才能使時間慢下來,而且你還得在那兒晃悠一段時間,等待時間變慢的影響疊加到足夠顯著。著陸不是求生的選擇,但或許你可以進入低空軌道,以每秒幾百圈的速度繞著這頭怪獸瘋狂旋轉。你將不得不忍受潮汐引力和輻射。然後,你還得離開這裡,才能去享受未來的旅行,這意味著你需要一架能克服逃逸速度(接近光速)的飛行器!與狹義相對論相比,運用廣義相對論來實現時間旅行棘手且冒險——不過這兩種方法都得到了物理學界的認可。
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