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〈穿越時間可能嗎?物理學家稱時間只往前不後退〉-【化工字典-討論區-www.coi.tw 】

作者 : 化工字典
性別 : 男
文章主題 : 穿越時間可能嗎?物理學家稱時間只往前不後退 人氣指數 : 2719
發表時間 :2012/9/11 下午 02:04:07   


穿越時間可能嗎?物理學家稱時間只往前不後退

  在最近的上海書展上,旅美理論物理學家張操先生的一本科普新作《穿越時間可能嗎?——PK<時間簡史>》由復旦大學出版社出版和發行。

  這是一本既有蔡志忠漫畫,又有麥克斯韋方程,還有“佛說”、“子曰”談論現代物理和宇宙學的書。文字少、圖片多,即使沒有物理學背景之人,如我,也願意仔細一讀。


  細讀之下,我才發現,原來張操先生是在煞費苦心地將讀者帶出一個框框——英國物理學家霍金在他的科普讀物《時間簡史》中所描繪的那個“可能回到過去”的宇宙。他是想讓大衆認識到霍金的宇宙理論的局限,用真正科學的態度,而非迷信權威的方式,來認識宇宙,了解自然科學與我們的生活。

  穿越時間可能嗎

  早在《步步驚心》之類的穿越劇前十年,《尋秦記》便已從港颱風靡大陸;1985年,美國科幻片《回到未來》就開始了“穿越”時間。更早,受佛教影響,中國明清兩代的市井小說中,就充斥了很多前世今生輪迴的“穿越”情節。

  因為世上沒有後悔的藥,時間是“逝者如斯夫”地不可輓回,“穿越時間”才成了人類的一大願望。然而,在科學上,它可能嗎?

  英國物理學家霍金所寫的《時間簡史》在1988年首版,第一次如此大規模地告訴大衆,根據愛因斯坦的相對論關於宇宙的認識,時間旅行是可能的——只要有多維空間和蟲洞,如果某種物質超光速,相對論時間將可能倒流。

  不過,張操在書中告訴人們,即使存在有物質超光速,時間一樣不可能倒流。“1987年2月,SN1987A超新星爆發時既有中微子又有光子前往地球,中微子到達時間比光子到達的時間早了3個多小時。”“SN1987A超新星距離地球16萬光年……而在2011年歐洲OPERA實驗中,兩地距離為730公里……中微子到達的時間比光子僅僅早了0.01納秒。目前的技術水平測量不到這樣小的時間差。”還有量子信息傳輸的速度至少是光速的1萬倍,引力場的傳播速度也可能超光速,然而,時間沒有倒流。

  如果不是一位40年專注於理論物理前沿的學者如此娓娓道來,作為一個普通人,任誰也不會想到,原來就在當下,“超光速”早就存在於我們身邊。然而,我們依然沒有回到過去。

  為什麼?因為霍金講的是相對論時間,是多種時間定義中的一種。就像中國古代把一天劃分為12個時辰,而現代人用24小時來計時;就像全球旅行要採用格林尼治時間來確定時差,而小範圍活動只需使用本地太陽時。張操先生通過這本書告訴大家,牛頓曾經提出過絶對時間,它是只會往前、不會後退,單向流逝的——穿越時間是不可能的,穿越劇更不可當真。

  審視霍金的假設

  霍金到底哪婸▼糷F?說實話,現代物理學、宇宙學因着大量複雜的數學推理,早已成為當代玄學,要讓大衆搞明白,實在很難。可在張操先生的這本書中,我看到了如此可喜的一次嘗試:避開了一切繁瑣繞舌的公式推理,直接告訴你現代宇宙學中最可能有問題的根子所在。

  他告訴讀者,“真空中的光速不變”只是愛因斯坦狹義相對論中的一個假設,它僅僅在一定的條件下適用——“如果物理學中准許有其他的時間定義,光速將不再是一切物質運動速度的極限。”;愛因斯坦認為時間和空間相互聯繫,不存在獨立的時間維度,而這也只是愛因斯坦的定義。

  在書中,當出現張操先生自己的觀點時,都會出現一幅小小的畫像:頭髮灰白的老先生,戴着眼鏡,穿着中式高領外套,手托葫蘆,頗有哲人的味道。對於霍金的宇宙理論,他的評判也很有哲學的高度:“相對論講的是相對時間,但在實際存在中,還有着真實時間,也就是絶對同時的時間。絶對時間一直均勻地在流逝,不會改變方向。如果絶對時間倒流,那麼因果律就會被打破;如果因果律不成立,那麼所有的自然科學大廈都將轟然倒塌——因為因果律是比相對論的事件觀念更為基礎的科學基石。”

  他要警醒讀者,愛因斯坦的偉大在於跳出了牛頓經典力學的框架,奠定了現代物理學大廈的基石,然而他所建立的仍然是一個大框架,猶如一副幫助人類認識宇宙的“眼鏡”,我們應該隨時准備突破這個框架,面對更本真的自然和宇宙。

  流行的未必是真理

  PK霍金?很多人會認為那是一個為新書叫座的噱頭。更有人會問,如此世界聞名的霍金教授,連《生活大爆炸》中的“物理奇才”謝爾頓都以見上他一面為榮的霍金,如何是你張操所能PK的?

  我以為不然。雖然這是一本科普書,但年屆古稀的張操先生卻是以十分嚴謹的態度來寫的。有一點可以見得:這本書出版於今年6月,而他所用的資料一直更新到了今年3月8日的“大亞灣中微子實驗室國際合作組宣佈發現新的中微子振蕩”。

  衆所周知,人類對於宇宙認識的任何一點新進展,尤其是基於實證的發現,都有可能對此前的理論産生影響,有的甚至是顛覆性的影響。張操不願意錯過任何最新的進展,他要讓這本書更豐滿而全面。

  不管霍金在公衆中的影響多麼大,聲音多麼響亮,張操仍然願意堅持一個科學家的態度,來發出自己的聲音——

  “霍金在第二章中指出,從愛因斯坦廣義相對論可推斷出,宇宙必須有個開端,並可能有個終結。事實上,愛因斯坦本人從來沒有作出過這樣的推斷。”

  “在霍金的書堶情A他多次提到航天員接近黑洞的‘故事’。在黑洞理論中,‘事件視界’是指數學中的‘奇異曲面’,在這一‘奇異曲面’上,廣義相對論的公式和物理學定理都失效。”

  如果只看霍金的書,一個物理學外行不會了解到這些。這本《穿越時間可能嗎?》打開了一扇窗,讓我們透過《時間簡史》的帷幕,看到了更廣闊的物理學天空。

  張操這本《穿越時間可能嗎?》是送給青少年讀者的很好的禮物。如果在科普園地,能有更多的霍金,也有更多的張操,那將是大衆的福音。



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