大自然禁止時間機器:宇宙的時間計時器

2020-09-21 愛科學的恐龍哥哥

自從英國科幻小說鼻祖威爾斯1895年出版《時間機器》一書以來,關於製造時間機器、實現時間旅行便一度成為科幻小說及影視中的熱門題材,甚至有些泛濫。時間機器,這個怪物確實讓人激動又忐忑不安。如果真能返回過去,那就意味著可以返老還童,重塑人生,甚至是再造人類乃至地球的歷史!然而,這種令人神往的圖景帶來的不全是美妙,也帶來混亂甚至是恐怖。


一個人通過時間旅行可以來到他出生以前,殺死他的父親、母親,甚至是外祖父,從而使自己無法出生。這就是聳人聽聞的關於時間機器的「祖孫悖論」。由此,許多科學家、哲學家均斷言:一個合理的宇宙將禁止時間機器的製造。 儘管時間機器荒誕不經,但仍有不少科學家鑽進這個牛角尖,從理論上探索時間旅行的可能性。1937年,斯託庫姆發現愛因斯坦場方程的一個解。在這個解中,一個快速旋轉的無限長柱體起著時間機器的作用,稱之為「旋轉柱」。但顯然宇宙中不存在這種無限長的旋轉柱體。1949年,哲學家哥德爾又發現一個愛因斯坦方程的解,描述了一個旋轉但靜止的全宇宙,一個人只要離開地球到很遠的地方然後返回,他就可以回到過去。


這個解同樣沒有實際意義,因為我們的真實宇宙既不旋轉又非靜止。後來,普林斯頓大學的哥特又提出可以通過兩根無限長的宇宙弦以極高速度相對移動來做時間機器。可惜,宇宙弦是宇宙中一種可能存在也可能不存在的假想物體。即使宇宙弦存在,無限長的東西也不可能存在。這種設想也純屬空想。 真正有價值的有關時間機器的探索是美國物理學家基普·索恩有關蟲洞的透徹研究。蟲洞是一種超空間的假想捷徑。他論證:一個無限發達的文明可以用量子的辦法或經典的辦法(扭曲空間)製造「蟲洞」,並運用奇異物打開它。這種蟲洞既可實現空間旅行,又能成為時間機器。 1988年,基普與他的學生聯合發表了《蟲洞、時間機器和弱能量條件》的論文,引起巨大反響。有些傳媒以《物理學家發明時間機器》為題大肆宣揚,基普被稱為「發明時間旅行的人」,但科學家對此工作褒貶不一。理論物理大師霍金就完全不同意基普的論證,他指出:這種蟲洞在成為時間機器之前(據說是不可想像的10的-55次方秒),會有一束真空漲落將它破壞無遺。

看來時間機器註定是竹籃打水一場空。霍金把大自然禁止時間機器表述為一個能維護時間次序的「良序猜想」。他強調,這個猜想能「保證時間不會破壞歷史」。

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