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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 】
| 文章主題 : 穿越時間可能嗎？物理學家稱時間只往前不後退 |
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發表時間 :2012/9/11 下午 02:04:07
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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
霍金到底哪裏說錯了？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。”
“在霍金的書裏面，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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