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時(shí)間旅行充滿了誘惑力。遺憾的是，一直以來(lái)時(shí)間機(jī)器都只是一種幻想，因而處于主流科學(xué)的邊緣。但是在最近幾年，時(shí)間旅行開始成為一些理論物理學(xué)家的個(gè)人研究愛(ài)好。其中，享有盛名的理論物理學(xué)家保羅?戴維斯就頗有把握地向人們宣告：“時(shí)間旅行是可行的，而且我知道如何去完成它。”
對(duì)于制造時(shí)間機(jī)器，我們首先需要弄清楚的問(wèn)題是，你是想回到過(guò)去還是飛到未來(lái)。理論上到未來(lái)旅行是很容易的，當(dāng)你以接近于光速運(yùn)動(dòng)或者身處強(qiáng)大的引力場(chǎng)中時(shí)，你就會(huì)感到時(shí)間走得比其他人更緩慢，這就使得你有機(jī)會(huì)進(jìn)入到他們的未來(lái)。因此，戴維斯在《怎樣制造時(shí)間機(jī)器》一書中非常肯定地指出，飛向未來(lái)的“有限時(shí)間旅行”是可行的，但回到任何時(shí)代的“無(wú)限時(shí)間旅行”只是“有可能可行”。 我認(rèn)為，當(dāng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展到一定水平的時(shí)候，祖父悖論將不復(fù)存在。 時(shí)間旅行 科學(xué)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了古人神話中的飛天夢(mèng)，21世紀(jì)人類的思想更是飛得更高更遠(yuǎn)了。在有限的生命時(shí)間里漫游宇宙，為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)心愿回到過(guò)去或走進(jìn)未來(lái)，也就成為人類殷切期望實(shí)現(xiàn)的下一個(gè)夢(mèng)想。愛(ài)因斯坦在科學(xué)理論上曾經(jīng)告慰人們說(shuō)，回到過(guò)去和走進(jìn)未來(lái)是可能的，只要有一個(gè)穩(wěn)定的蟲洞，即一條貫穿空間和時(shí)間的隧道，人就可以跨越時(shí)間和空間。然而，跨越時(shí)空的旅行真的有可能實(shí)現(xiàn)嗎?幻想里的時(shí)間機(jī)器能夠制造出來(lái)嗎?許多人對(duì)時(shí)間旅行在理論上可行的說(shuō)法都表示懷疑。 
時(shí)間旅行 為此，戴維斯?jié)M懷信心地決定去嘗試設(shè)計(jì)和制造出時(shí)間機(jī)器。他把建造蟲洞的夢(mèng)想分為三步。首先是尋找或建立一個(gè)蟲洞，開辟一個(gè)隧道把太空中的兩個(gè)不同區(qū)域聯(lián)結(jié)起來(lái)。第二步是使蟲洞穩(wěn)定下來(lái)，由量子產(chǎn)生的負(fù)能量可以使蟲洞允許信號(hào)和物體安全地穿越它。負(fù)能量會(huì)使蟲洞變?yōu)槊芏葻o(wú)窮大或接近無(wú)窮大，也就是說(shuō)，它能阻止蟲洞演變成黑洞。最后一步是牽引蟲洞，用一艘具有高度先進(jìn)技術(shù)的太空船將蟲洞的入口互相分離。如果兩個(gè)端口都放置在空間中合適的地方，那么時(shí)間差將保持恒定狀態(tài)。假設(shè)這一差值是10年，一名宇航員從一個(gè)方向穿越蟲洞，他將跳到10年后的未來(lái)；反之，宇航員若是從相反的方向穿越蟲洞，他將跳到10年前的過(guò)去。 根據(jù)科學(xué)家的描述，蟲洞是彎曲時(shí)空中連接兩地的一條假想捷徑，它有兩個(gè)洞口。如果假設(shè)一個(gè)洞口在地球附近，另一個(gè)洞口在26光年外織女星軌道附近，那么這兩個(gè)洞口間通過(guò)超空間的隧道連接而成的蟲洞，其長(zhǎng)度可能只有1000米。也就是說(shuō)，假如我們從地球附近的洞口走進(jìn)隧道前往織女星，我們只需經(jīng)過(guò)1000米的路程即可到達(dá)目的地。對(duì)這一條理想化的時(shí)間旅行捷徑，有不少物理學(xué)家表示懷疑。因?yàn)?，按照?ài)因斯坦場(chǎng)方程的預(yù)言，蟲洞的壽命非常短暫，而且在強(qiáng)大輻射的轟擊下，它會(huì)比以往收縮、關(guān)閉得更快，快得就像根本不曾存在過(guò)一樣。此外，物理學(xué)家還沒(méi)有弄清楚蟲洞的曲率是否真的能夠通過(guò)扭曲作用讓真空漲落成為奇點(diǎn)，從而打開蟲洞。在自然界中，物理學(xué)家并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)類似的蟲洞生成的方式，他們找不到什么理由去相信宇宙包含了任何會(huì)產(chǎn)生蟲洞的奇點(diǎn)。即使存在這樣的奇點(diǎn)，也無(wú)法理解兩個(gè)奇點(diǎn)能在遙遠(yuǎn)的超空間里相遇而形成理想化的蟲洞。 
時(shí)間旅行 物理學(xué)家的這種懷疑不無(wú)道理。理想中假設(shè)的在兩奇點(diǎn)間出現(xiàn)的超空間，以及可以貫穿蟲洞的具有負(fù)能量密度的奇異物，都是很難實(shí)現(xiàn)的、理想化的難題。既然時(shí)空曲率相當(dāng)于引力，那我們大致上可以這樣理解：兩個(gè)奇點(diǎn)的引力相互作用導(dǎo)致了時(shí)空曲率，或者說(shuō)兩奇點(diǎn)間的時(shí)空被壓縮了。例如，織女星遠(yuǎn)在26光年外，地球與織女星的這段路程是直線距離，通常的航天器要飛抵織女星，它的航程實(shí)際上并不是直線的。如果織女星與地球間的距離被彎曲到1000米，那么，兩個(gè)洞口處的引力之大是非常驚人的。這就難以想象，處于洞口附近的地球是如何抵御蟲洞(盡管它不會(huì)演變成黑洞)引力而不被它吞噬掉的呢?至于負(fù)能量問(wèn)題，根據(jù)物理學(xué)家在最近十幾年來(lái)所做的一些理論研究顯示，由量子效應(yīng)產(chǎn)生的負(fù)能量物質(zhì)是不可能無(wú)限制地加以會(huì)聚的，它們會(huì)聚得越多，存在的時(shí)間就越短。如此說(shuō)來(lái)，蟲洞沒(méi)有負(fù)能量物質(zhì)則不能穩(wěn)定，有了太多的負(fù)能量物質(zhì)也會(huì)不穩(wěn)定。 對(duì)于建造蟲洞，有的科學(xué)家并不樂(lè)觀。法國(guó)的黑洞專家約翰?皮爾?盧米涅把它喻為“圖形游戲”時(shí)指出，“我們必須重新考察真實(shí)世界與其數(shù)學(xué)表述之間的關(guān)系，或者說(shuō)土地與地圖之間的關(guān)系這個(gè)微妙問(wèn)題”。這是因?yàn)?，物理方程的解并不是一定在真?shí)世界中存在的。他認(rèn)為，雖然科學(xué)史曾多次證明，今天看來(lái)是荒謬的東西明天可能成為普遍接受的事實(shí)，但時(shí)間倒退的旅行簡(jiǎn)直是對(duì)常識(shí)的侮辱。 
時(shí)間旅行 除了技術(shù)上存在如何開通安全的蟲洞通道以及能否造出時(shí)間機(jī)器的難題外，時(shí)間旅行中遭遇到的“外祖母悖論”也是人們熱衷于談?wù)摰脑掝}。那么，時(shí)間旅行者究竟能不能干預(yù)歷史呢?霍金認(rèn)為，物理定律會(huì)制止你干預(yù)歷史，即使你要把外祖母推下懸崖，她也不會(huì)掉下去。有的人則認(rèn)為時(shí)間旅行者可以干預(yù)歷史，一切都可以重來(lái)。例如，戴維斯便認(rèn)為可以用多宇宙理論來(lái)解決“外祖母悖論”出現(xiàn)的矛盾。在戴維斯看來(lái)，世界不僅僅只有一個(gè)，而是有許多個(gè)平行的世界。當(dāng)你回到過(guò)去，你所看到的并不是你自己的世界，而是和你的歷史相似的另一個(gè)世界。所以，即使你在那個(gè)世界打死了自己的母親，但當(dāng)你回到自己的現(xiàn)實(shí)世界時(shí)，她不但依然活著，而且還生下了已經(jīng)長(zhǎng)大成人的你。 誠(chéng)然，平行宇宙的說(shuō)法看起來(lái)是一個(gè)很不錯(cuò)的理論，在許多個(gè)各自運(yùn)行的平行宇宙里，幾乎每一個(gè)時(shí)空中都有一個(gè)不同的“我”，那個(gè)時(shí)空的“我”雖然死了，但這個(gè)時(shí)空的“我”仍然是活著的?；蛘呖梢赃@樣說(shuō)，在現(xiàn)實(shí)中死去的人，在地獄里有一個(gè)“他”，在天堂里也有一個(gè)“他”，在別的什么時(shí)空里還有另一個(gè)身份和年齡都有所不同的“他”。這種事情聽起來(lái)很荒唐，但有不少物理學(xué)家卻相信平行宇宙是存在的，而且還認(rèn)為它的存在是有科學(xué)依據(jù)的。20世紀(jì)50年代，物理學(xué)家在觀察量子的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，他們每次觀察的量子狀態(tài)都不相同，這就是量子的不確定性。由于宇宙空間的所有物質(zhì)都是由量子組成的，科學(xué)家由此推測(cè)，既然每個(gè)量子都有不同的狀態(tài)，那么宇宙也有可能不是只有一個(gè)，而是由多個(gè)類似的宇宙組成。但是，如此類推進(jìn)行假設(shè)的話，上帝、神仙以及妖魔的存在也是可能的了?在古人的描述中，上帝、神仙以及妖魔的行為不是更具有量子的特征嗎? 以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行推測(cè)并不是放諸四海而皆準(zhǔn)的。在做出上述假設(shè)之前，我們應(yīng)該嚴(yán)謹(jǐn)?shù)厮伎嘉覀兡苷业蕉嗌倏尚诺囊罁?jù)來(lái)支持這種假設(shè)的成立。由于實(shí)驗(yàn)對(duì)象的本質(zhì)差異，物理學(xué)(或者在其他科學(xué)領(lǐng)域)中的許多實(shí)驗(yàn)是可以重復(fù)并且能夠在時(shí)間上連續(xù)進(jìn)行的?？墒牵匀唤绲陌l(fā)展歷史或人類社會(huì)的發(fā)展史卻無(wú)法進(jìn)行類似的實(shí)驗(yàn)。此外，一個(gè)電子在通過(guò)雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以顯示出多個(gè)數(shù)目以及不可思議的位置分布，可我們是否也能由此推測(cè)：一個(gè)人在通過(guò)雙縫門之后，也能使我們觀測(cè)到類似一個(gè)電子在雙縫實(shí)驗(yàn)中所顯示出的多個(gè)數(shù)目嗎? 宇宙或許是對(duì)稱的，對(duì)應(yīng)于“我們的”宇宙，可能還存在著一個(gè)或不止一個(gè)“他們的”宇宙。之所以劃分為“我們的”和“他們的”宇宙，不僅因?yàn)槿诵枰谡J(rèn)識(shí)對(duì)象身上找出“相互關(guān)系”來(lái)獲得知識(shí)，也因?yàn)椤八麄儭焙汀拔覀儭辈⒉皇峭活惾?。因此，這種一分為二的劃分并不等同把宇宙看成是多宇宙，對(duì)稱的宇宙(假設(shè)對(duì)稱)實(shí)際上是一個(gè)完整的系統(tǒng)。 事實(shí)上，時(shí)間旅行所遇到的難題非常明顯。宇宙是如何收藏真實(shí)歷史的動(dòng)態(tài)時(shí)空的呢?組成宇宙天體演化過(guò)程(含人類社會(huì)發(fā)展史)的每個(gè)片斷，是一個(gè)信息量大得驚人且操作起來(lái)極其復(fù)雜的時(shí)空系統(tǒng)。宇宙不可能以量子化的形式將所有過(guò)去的歷史隱藏起來(lái)，以便在某個(gè)時(shí)刻重現(xiàn)某段歷史的真實(shí)片斷來(lái)滿足時(shí)間旅行者的意愿。何況，若是按照戴維斯的多宇宙理論去推測(cè)，既然人的世界可以有多個(gè)，那么，太陽(yáng)系、銀河系以及本超星系團(tuán)也應(yīng)該有多個(gè)。以觀測(cè)到的10000個(gè)星系團(tuán)去推測(cè)，觀測(cè)宇宙到底有多大呢? 由量子特征得出存在多個(gè)平行世界的科學(xué)推測(cè)，多宇宙理論不禁使人覺(jué)得它充滿了神的意味。而對(duì)于時(shí)間旅行和制造時(shí)間機(jī)器的科學(xué)設(shè)想，引用丹尼斯?薩頓所說(shuō)的一句話也許是貼切的：“科學(xué)的前沿總是一種由新的真實(shí)、合理的假設(shè)和輕狂的猜想組成的古怪混合。” 加來(lái)道雄認(rèn)為時(shí)間旅行可行 加來(lái)道雄是弦論方面的理論物理學(xué)家，同時(shí)也是幾本物理科普著作的作者，這其中便包括《多維空間與幻想：科學(xué)將如何徹底改變21世紀(jì)》，此外，他還是一個(gè)每周播出的電臺(tái)科學(xué)節(jié)目的主持人。 加來(lái)道雄是弦論方面的理論物理學(xué)家，同時(shí)也是幾本物理科普著作的作者，這其中便包括《多維空間與幻想：科學(xué)將如何徹底改變21世紀(jì)》（Hyperspace and Visions: How Science Will Revolutionize the 21st Century），此外，他還是一個(gè)每周播出的電臺(tái)科學(xué)節(jié)目的主持人。 
加來(lái)道雄 近期他接受了《科學(xué)美國(guó)人》的采訪，暢談了時(shí)間旅行的可能性以及他對(duì)科學(xué)和流行文化的看法，經(jīng)過(guò)編輯的采訪實(shí)錄如下。 《科學(xué)美國(guó)人》：大家對(duì)時(shí)間旅行的看法都經(jīng)歷過(guò)哪些變化？ 加來(lái)道雄：在上世紀(jì)90年代，如果一個(gè)正經(jīng)的物理學(xué)家討論起時(shí)間旅行，他會(huì)被整個(gè)科學(xué)圈所恥笑。大家會(huì)在背后非議他，他的科學(xué)聲譽(yù)也會(huì)破壞殆盡，再也拿不到終身職位。而在過(guò)去的20年時(shí)間里，科學(xué)界對(duì)時(shí)間旅行的態(tài)度發(fā)生了巨大的變化，我在《多維空間》（Hyperspace）這本書中也表達(dá)了這個(gè)觀點(diǎn)。曾經(jīng)，物理學(xué)家需要去證明時(shí)間旅行是可行的，而現(xiàn)在反倒是想證明時(shí)間旅行不可能的物理學(xué)家有壓力了。 《科學(xué)美國(guó)人》：從什么時(shí)候開始，科學(xué)家開始認(rèn)真思考時(shí)間旅行的問(wèn)題了呢？ 加來(lái)道雄：1949年，愛(ài)因斯坦在普林斯頓的同事，也是過(guò)去一千年中最偉大的邏輯學(xué)家之一的庫(kù)爾特·哥德爾（Kurt G?del）找到了愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論方程的一個(gè)解，這個(gè)解描述的宇宙是旋轉(zhuǎn)的。如果宇宙真是旋轉(zhuǎn)的，那么你乘一艘火箭環(huán)繞宇宙航行時(shí)，會(huì)在出發(fā)前就返回。 愛(ài)因斯坦也為這個(gè)解感到十分困擾。在牛頓看來(lái)，時(shí)間的長(zhǎng)河是筆直、連續(xù)且始終如一的，它從不偏離，并始終以相同的速度流逝，以自己的這種方式帶著世間萬(wàn)物同行。后來(lái)愛(ài)因斯坦認(rèn)為，時(shí)間“并沒(méi)有這么穩(wěn)定，時(shí)間的長(zhǎng)河蜿蜒曲折，會(huì)在恒星和星系周圍加速或者減速”。到了1949年，哥德爾發(fā)現(xiàn)時(shí)間長(zhǎng)河中還可能存在漩渦，這就是所謂的“閉合類時(shí)曲線”。在愛(ài)因斯坦的回憶錄里，他承認(rèn)這的確是他方程的解，但是他同時(shí)認(rèn)為我們可以從物理上將它們舍去——因?yàn)橛钪媸窃跀U(kuò)張的，并沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)。 科學(xué)家們?cè)谥匦聶z查愛(ài)因斯坦方程之前的一些解的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)還有其他解同樣允許時(shí)間旅行。1937年，W·J·范斯托克姆（W. J. van Stockum） 得到的一個(gè)解是一個(gè)旋轉(zhuǎn)著的無(wú)限長(zhǎng)圓柱體，就像五月柱一樣（歐洲人在傳統(tǒng)的五朔節(jié)時(shí)用樹干做成的柱子，上面漆成五顏六色，頂上掛著花環(huán)，花環(huán)上拴著彩帶，所有人圍著它歡歌起舞），如果繞著這個(gè)“五月柱”跳舞，你會(huì)在出發(fā)前回到原來(lái)的位置。1963年，數(shù)學(xué)家羅伊·克爾（Roy Kerr）發(fā)現(xiàn)自轉(zhuǎn)的黑洞會(huì)塌縮成一個(gè)由壓縮物質(zhì)組成的環(huán)，而不是一個(gè)點(diǎn)。如果你從這個(gè)環(huán)中間穿過(guò)去，你可能會(huì)經(jīng)歷時(shí)間倒流，甚至穿行到另一個(gè)宇宙。數(shù)學(xué)家稱這種空間為“多連通空間”（multiply connected space），物理學(xué)家則稱之為蟲洞。在20世紀(jì)80年代末期，加州理工學(xué)院的物理學(xué)家基普·索恩（Kip Thorne）及其同事發(fā)現(xiàn)了愛(ài)因斯坦方程的另一組解，這些解表明蟲洞是可以穿越的。就像是連接平行宇宙的一架電梯一樣，這些解有一個(gè)“上行按鈕”和一個(gè)“下行按鈕”，在某些情況下，你可以像電影中那樣輕松地穿過(guò)它們。你可以像愛(ài)麗絲一樣進(jìn)入“鏡中世界”，然后再回到原來(lái)的世界中。 《科學(xué)美國(guó)人》：那么蟲洞可以從哪里產(chǎn)生呢？ 加來(lái)道雄：我們可以從真空中把蟲洞給抓出來(lái)，因?yàn)樗鼈儫o(wú)處不在。我們認(rèn)為在非常小的尺度（10^-33厘米）上，時(shí)空充滿了泡沫。在這種量子尺度，主要的結(jié)構(gòu)可能是蟲洞、小泡沫以及憑空產(chǎn)生繼而湮滅的宇宙。如果你可以操縱這些所謂的量子泡沫的話，那么你就可以穿越某一個(gè)小泡泡。基普·索恩提出了一個(gè)時(shí)間機(jī)器設(shè)計(jì)方案，他說(shuō)我們也許可以抓住這些泡泡中的一個(gè)，將它擴(kuò)大，再利用負(fù)能量將它穩(wěn)定，從而獲得一個(gè)蟲洞。 《科學(xué)美國(guó)人》：負(fù)能量？ 加來(lái)道雄：負(fù)能就是比真空態(tài)更低的能量，或者是“沒(méi)有任何東西的靜止?fàn)顟B(tài)”（the state of motionless nothing）。我們?cè)O(shè)想有兩個(gè)不帶電的平行板，因?yàn)樗鼈兌际庆o止的，所以可以認(rèn)為它的能量為零。但是如果你真的（用量子場(chǎng)論）計(jì)算它的能量的話，你會(huì)發(fā)現(xiàn)板間其實(shí)充滿了運(yùn)動(dòng)的虛粒子。這些虛粒子使得兩板間壓力小于板外壓力，于是平行板就會(huì)被擠向一起。本來(lái)兩板處于能量為零的狀態(tài)，因而當(dāng)兩者距離減小時(shí)會(huì)進(jìn)入能量更低的狀態(tài)，這就是所謂的卡西米爾效應(yīng)。這個(gè)效應(yīng)極其微弱，需要使用極為精密的實(shí)驗(yàn)設(shè)備才能探測(cè)到，但是它是真實(shí)存在的，并非科幻小說(shuō)的幻想——我們已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室觀測(cè)到了負(fù)能量。 《科學(xué)美國(guó)人》：科幻電影中將粒子“傳真”到過(guò)去的做法有科學(xué)基礎(chǔ)嗎？ 加來(lái)道雄：在過(guò)去的十年中，“量子傳輸”（quantum teleportation）領(lǐng)域取得了巨大的進(jìn)展，這不再僅僅是只能出現(xiàn)在科幻小說(shuō)里的事物了。實(shí)在地說(shuō)，我們現(xiàn)在談的不是穿越時(shí)空傳送柯克船長(zhǎng)，而是對(duì)單個(gè)光子進(jìn)行空間傳送。也許再過(guò)幾十年，我們就可以首次傳送由幾千個(gè)分子構(gòu)成的病毒，但是在當(dāng)下，這就是我們能做的極限。并且我們也只能在空間傳送物體，而不是進(jìn)行時(shí)間傳送。然而物質(zhì)傳送的概念并非是癡人說(shuō)夢(mèng)，這個(gè)概念在我的書里也提出來(lái)了，所以說(shuō)這一點(diǎn)還是有一定事實(shí)基礎(chǔ)的。 《科學(xué)美國(guó)人》：在電影《時(shí)間線》里，片中角色旅行到了公元1357年的法國(guó)，因?yàn)橄x洞恰好通向那兒。他們有六個(gè)小時(shí)的時(shí)間返回，但過(guò)去的六小時(shí)和當(dāng)前的六小時(shí)是同步的。這有什么道理嗎？ 加來(lái)道雄：這就得視情況而定了。關(guān)于時(shí)間機(jī)器，現(xiàn)在有很多的設(shè)想。從真空產(chǎn)生的蟲洞會(huì)隨機(jī)地將時(shí)空中的任意兩點(diǎn)連接起來(lái)，因此沒(méi)有人知道它的另一端會(huì)通向什么地方，蟲洞應(yīng)該更有可能會(huì)連接到我們的過(guò)去而非現(xiàn)在。另外，如果蟲洞的每個(gè)開口相對(duì)于彼此靜止不動(dòng)的話，那么在每個(gè)開口處時(shí)間流逝的速度就會(huì)一樣快。 《科學(xué)美國(guó)人》：建造一臺(tái)這樣的時(shí)間機(jī)器的可行性有多大呢？ 加來(lái)道雄：實(shí)際上這需要整個(gè)恒星那么多的能量。這就需要一個(gè)比我們遠(yuǎn)遠(yuǎn)先進(jìn)的文明，極為先進(jìn)的文明，才可能有能力去操縱負(fù)能量來(lái)產(chǎn)生回到過(guò)去的時(shí)空門。但是一旦你可以獲得如此大量的負(fù)能量的話，你就可以制造一臺(tái)時(shí)間機(jī)器，不但遵循愛(ài)因斯坦方程，也可能遵循量子理論。你需要弦論來(lái)調(diào)和所有理論上的分歧，比如確保當(dāng)你打開或者關(guān)閉時(shí)間機(jī)器時(shí)大量涌出的引力子不會(huì)把你煮熟了。也許一些悲觀主義者會(huì)說(shuō)量子效應(yīng)仍然可能會(huì)導(dǎo)致時(shí)間機(jī)器爆炸，但到現(xiàn)在證明的責(zé)任已經(jīng)落在了他們的身上：以前是相信時(shí)間旅行的人需要證明時(shí)間旅行的可行性，現(xiàn)在反倒是懷疑時(shí)間旅行的人需要去證明時(shí)間旅行的不可能性——而直到現(xiàn)在所有的這種嘗試都失敗了。 《科學(xué)美國(guó)人》：難道時(shí)間旅行不會(huì)導(dǎo)致悖論嗎？ 加來(lái)道雄：現(xiàn)在主要存在四五種類型的悖論。其中最著名的就是所謂的“祖父悖論”，它是說(shuō)如果你回到過(guò)去并在你出生前殺死了你的父母，那么你又怎么能出生并在你出生前去殺死你的父母呢？對(duì)于這個(gè)問(wèn)題主要有兩個(gè)學(xué)派。第一個(gè)是俄羅斯學(xué)派。哥本哈根大學(xué)的伊戈?duì)枴ぶZ維科夫（Igor Novikov）是一位著名的宇宙學(xué)家。他認(rèn)為如果人回到過(guò)去，那么由于某種原因，人的自由意志會(huì)受到限制。總會(huì)發(fā)生某些事情阻止你在你出生前殺死你的父母?；蛘呶覀兣e個(gè)例子吧，如果你回到了英國(guó)伊麗莎白女王的軍隊(duì)打敗西班牙無(wú)敵艦隊(duì)的時(shí)候，并給了西班牙一艘載有機(jī)關(guān)槍的潛水艇，從而改變了人類歷史，那么我們現(xiàn)在都在說(shuō)西班牙語(yǔ)了。諾維科夫認(rèn)為這是不可能發(fā)生的，當(dāng)你回到過(guò)去并且要把潛水艇交給西班牙的時(shí)候，一定會(huì)有一些事情會(huì)阻止你。然而我的觀點(diǎn)是，未來(lái)的高級(jí)文明也許可以直接把潛水艇傳送給西班牙，這樣就不用擔(dān)心自由意志受到限制了，無(wú)生命的物質(zhì)也可以通過(guò)時(shí)間機(jī)器而改變歷史。這也是我對(duì)諾維科夫的解釋持保留態(tài)度的原因：認(rèn)為宇宙定律會(huì)協(xié)助阻止悖論的產(chǎn)生，這要求恐怕也太高了。 《科學(xué)美國(guó)人》：那怎么解決這個(gè)悖論呢？ 加來(lái)道雄：我更傾向于“多世界”解釋。（編輯注：量子物理用概率波函數(shù)描述一個(gè)粒子，因此它的位置在波函數(shù)坍縮前是不確定的，直到波函數(shù)坍縮后粒子才有了確切的位置，雖然這是隨機(jī)決定的。）多世界理論認(rèn)為波函數(shù)也許從來(lái)都不會(huì)坍縮，也許它每次遇到障礙物都會(huì)分叉。因此隨著波函數(shù)不斷地分叉，時(shí)間線也在不斷地分叉。我們只是恰好在波函數(shù)的這一支罷了，卻誤以為我們是唯一的一支。在其他的分支，那里的人也會(huì)覺(jué)得自己是唯一的一支。而實(shí)際上，沒(méi)有任何人的波函數(shù)坍縮了。 至于時(shí)間旅行，其實(shí)就是從波函數(shù)的一支到另一支，從一條時(shí)間線到另一條時(shí)間線，這些時(shí)間線看起來(lái)非常相似。如果多世界理論是對(duì)的，那便意味著如果你回到過(guò)去并在你出生前殺死了你的父母，那么他們就成了別人的父母，時(shí)間線在此處就分叉了。你的父母僅僅在你的世界，你的時(shí)間線里生下了你。所以，如果我們有了多世界理論，那么就不存在所謂的悖論了，只是存在不同的時(shí)間線而已。 《科學(xué)美國(guó)人》：物理學(xué)家研究時(shí)間機(jī)器的價(jià)值究竟在哪兒呢？ 加來(lái)道雄：在物理學(xué)領(lǐng)域有一條定理：一件事情，如果沒(méi)有被禁止，那么它就是必須的。所以如果我們假設(shè)我們可以洞察世間萬(wàn)物的規(guī)律，也就意味著我們必須回答所有的“怎么來(lái)的”的問(wèn)題，比如宇宙從何創(chuàng)生、大爆炸如何產(chǎn)生，以及黑洞的奇點(diǎn)是什么等等。而現(xiàn)在，我們對(duì)因果性的了解還有很大的空白——迄今為止所有用“時(shí)序保護(hù)”假說(shuō)來(lái)禁止時(shí)間旅行的嘗試都失敗了，這表明我們并不是真正了解因果律。如果你仔細(xì)檢查一下計(jì)算，你會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)每當(dāng)你試圖證實(shí)或證偽時(shí)間旅行時(shí)，你都需要在量子效應(yīng)占據(jù)主導(dǎo)的極限條件下考察愛(ài)因斯坦的理論。這就意味著我們十分需要一個(gè)萬(wàn)有理論來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，而萬(wàn)有理論的唯一候選就是弦論。這便是我們?yōu)槭裁匆芯窟@些東西的原因，即便我們?cè)谝磺陜?nèi)也沒(méi)法建造一臺(tái)時(shí)間機(jī)器。 《科學(xué)美國(guó)人》：目前弦論對(duì)于這些問(wèn)題給了我們什么啟發(fā)了嗎？ 加來(lái)道雄：沒(méi)有。弦論會(huì)給我們不計(jì)其數(shù)的解，每個(gè)解都定義良好（well-defined），同時(shí)符合愛(ài)因斯坦方程及量子理論。所以在弦論中存在“多宇宙”，非常多可能的宇宙，并且這些宇宙還有可能同時(shí)存在。然而，弦理論與哥本哈根解釋——可以替代多世界理論的另一個(gè)理論——也是相容的。因此弦論并不能排除兩者中任意一個(gè)解釋。我個(gè)人認(rèn)為多世界理論是否正確將會(huì)由弦論所決定。而弦論看起來(lái)更傾向于多宇宙的觀點(diǎn)。 《科學(xué)美國(guó)人》：那么你覺(jué)得為什么我們還沒(méi)有見到任何時(shí)間旅行者呢？ 加來(lái)道雄：如果你在路邊看到一個(gè)蟻窩，你會(huì)不會(huì)俯身對(duì)那些螞蟻說(shuō)：我給你們帶了小禮物哦，我給你們帶了核能哦，我給你們帶來(lái)DNA技術(shù)哦？答案是否定的。你甚至很可能會(huì)在它們身上踩過(guò)去。科學(xué)地講，螞蟻和我們之間的距離就像我們和可以操控普朗克能量的文明之間的距離一樣（普朗克能量是探測(cè)非常小的距離以及操控時(shí)間機(jī)器所需要的能量，遠(yuǎn)大于我們目前可操控的能量）。如果認(rèn)為他們會(huì)對(duì)我們有足夠的興趣，愿意拜訪我們并傳授技術(shù)，那我們也太狂妄無(wú)知，太自以為是了。其實(shí)他們很可能并不在意。然而，需要注意的是，如果某天一個(gè)人敲開你的門并且聲稱是你的曾曾曾曾孫女，回到了過(guò)去來(lái)拜訪你的話，不要把門砰地關(guān)上。誰(shuí)知道呢，也許他們有了時(shí)間機(jī)器呢。 《科學(xué)美國(guó)人》：你對(duì)流行文化以及科幻小說(shuō)對(duì)物理學(xué)的影響有什么看法？ 加來(lái)道雄：歷史上，科學(xué)家曾經(jīng)因?yàn)榭苹眯≌f(shuō)而覺(jué)得十分尷尬，他們總是盡力與科幻小說(shuō)保持距離。但是當(dāng)你讀一些偉大科學(xué)家的傳記的時(shí)候，又會(huì)發(fā)現(xiàn)他們中的很多人在小時(shí)候都很癡迷于科幻小說(shuō)。我剛剛完成了一本叫做《愛(ài)因斯坦的宇宙》的愛(ài)因斯坦傳記，所以需要參閱很多大科學(xué)家的傳記。我驚奇地發(fā)現(xiàn)，埃德溫·哈勃（Edwin Hubble）在年輕的時(shí)候會(huì)讀儒勒·凡爾納的小說(shuō)，而且對(duì)飛往外太空、飛向月球這樣的想法非常著迷。這種童年時(shí)代的癡迷讓他放棄了前途光明的律師行業(yè)，而成為一名天文學(xué)家。所以說(shuō)，我認(rèn)為雖然科學(xué)家們羞于承認(rèn)，其實(shí)有很多人在童年時(shí)期其實(shí)都受到凡爾納甚至《星際迷航》的影響。我覺(jué)得沒(méi)什么可羞愧的，而且這也是我們應(yīng)該認(rèn)真對(duì)待科幻小說(shuō)的原因之一。 另一個(gè)原因是它可以改變公眾對(duì)科學(xué)的態(tài)度。任何可以弘揚(yáng)科學(xué)精神的東西，即使是被好萊塢夸大甚至炒作的，我認(rèn)為都是有積極意義的。我們這些在象牙塔中生活的人也需要意識(shí)到，在某種程度上我們需要為了生存去取悅大眾——超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)（SSC）計(jì)劃的取消就為所有的高能物理學(xué)家敲響了警鐘。不幸的是，我覺(jué)得科學(xué)家們并沒(méi)有使公眾對(duì)科學(xué)產(chǎn)生足夠的興趣，我想這不太好。 《科學(xué)美國(guó)人》：怎么說(shuō)？ 加來(lái)道雄：我們舉個(gè)喬治·伽莫夫（George Gamow）的例子吧，他現(xiàn)在被認(rèn)為是過(guò)去一百年間最偉大的宇宙學(xué)家之一。但我想他之所以沒(méi)有獲得諾貝爾獎(jiǎng)，就是因?yàn)槿藗儾](méi)有嚴(yán)肅地看待他的工作。他寫了一些兒童讀物，他的同事也曾經(jīng)公開宣稱他寫兒童科普讀物損壞了他的科學(xué)名聲；因此當(dāng)他和他的同事在提出宇宙背景輻射這個(gè)20世紀(jì)物理學(xué)最偉大的發(fā)現(xiàn)之一的時(shí)候，并沒(méi)有得到人們的重視。 想當(dāng)初，卡爾·薩根（Carl Sagan）正積極吸引公眾參與科學(xué)活動(dòng)時(shí)，也被美國(guó)國(guó)家科學(xué)院拒之門外。在辯論中，很多科學(xué)家都不把他視為正經(jīng)的科研工作者。他們會(huì)在電視上看到卡爾·薩根——當(dāng)你在電視上看到一個(gè)人的時(shí)候，你還會(huì)把他看得多嚴(yán)肅嗎？要知道我們?cè)陔娨暽峡吹降亩际茄輪T啊。所以我覺(jué)得這對(duì)他的科學(xué)事業(yè)也產(chǎn)生了不好的影響。 《科學(xué)美國(guó)人》：似乎現(xiàn)在狀況已經(jīng)有了很大的改觀了。 加來(lái)道雄：最大的改觀是在斯蒂芬·霍金出版《時(shí)間簡(jiǎn)史》的時(shí)候。他是個(gè)嚴(yán)肅的宇宙學(xué)家，并且花時(shí)間為大眾寫書，而這本書成了史上最暢銷的書籍之一，即使是出版界也不得不去關(guān)注它。我覺(jué)得這促成了更多的科學(xué)家去推動(dòng)大眾了解科學(xué)，現(xiàn)在知名的科學(xué)家也可以撰寫科普讀物，而不會(huì)遭受幾十年前伽莫夫受到的那種名譽(yù)上的損害。 《科學(xué)美國(guó)人》：這跟你做電臺(tái)節(jié)目有關(guān)系嗎？你為什么會(huì)想著去做電臺(tái)節(jié)目呢？ 加來(lái)道雄：是的，我想讓大眾更多地去了解科學(xué)。當(dāng)我還是一名高中生時(shí)，我就非常癡迷于反物質(zhì)、高維度以及時(shí)間旅行這樣的問(wèn)題，但是每次我去圖書館，問(wèn)人們這些問(wèn)題時(shí)，總會(huì)收到別人異樣的眼光。沒(méi)有人可以回答這些問(wèn)題，因此在孩提時(shí)代我就下定決心，當(dāng)我成為一位理論物理學(xué)家并做科學(xué)研究時(shí)，我希望能夠?yàn)槟切┩瑯訉?duì)這些問(wèn)題感興趣而得不到答案的孩子們提供解答。 《科學(xué)美國(guó)人》：你有自己喜歡的時(shí)間旅行電影嗎？ 加來(lái)道雄：哎呀，這個(gè)問(wèn)題有點(diǎn)難。作為一個(gè)物理學(xué)家，有一個(gè)問(wèn)題就是當(dāng)你看這些電影時(shí)，你會(huì)覺(jué)得“啊，這演得不對(duì)啊。”而這種想法會(huì)毀了電影的。但是我喜歡《回到未來(lái)》（Back to the Future）系列。在這些電影中你可以真正看到科學(xué)家在發(fā)揮作用，并且是整個(gè)系列非常重要的角色。布朗博士（Doc Brown）是個(gè)瘋狂的人，但是至少被演了出來(lái)。這個(gè)角色的存在使得這一系列電影非常成功。 |
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來(lái)自： ldjsld > 《星際政治 外星人與UFO之謎》
