「光錐之內就是命運」是什麼意思？從宇宙的桎梏說起

命運，是一個讓人捉摸不透的詞，有許多人不管是發達了還是倒黴了，都會歸結於命運。而小到一隻螞蟻，大到整個人類、整個地球甚至是整個宇宙，似乎都會有「命運」。而科學界有一句話「光錐之內就是命運」，看起來十分玄幻，光錐是什麼？為什麼光錐內就是命運？今天讓我來給大家介紹一下這句話和其背後的原因，相信你會對我們生活的世界有一個全新的認識

首先，我們尋找這句話的出處，經過查找，「光錐之內就是命運」出自大劉的小說《三體·黑暗森林》，原文是這樣表述的：

「光的傳播沿著事件軸呈現錐狀，物理學家們稱之為光錐，光錐之外的人們不可能了解光錐內發生的事件。想想現在，這知道宇宙中有多少重大事件的信息正在以光速向我們飛奔而來，有些可能已經飛了上億年，但是我們仍然在這些時間的光錐之外。」

「光錐之內就是命運」

林格略一思考，讚賞的衝費茲羅連連點頭，「將軍，這個比喻很好！」

「可是智子就能在光錐外看到錐內發生的事情」

「所以智子改變了命運」費茲羅感慨地說。

看到這裡，你可能會滿臉的問號，但是沒關係，要理解這句話的含義，我們先從基礎的說起，談談我們宇宙中的隨處可見但是人類卻難以企及的速度——光速。

光在我們的生活中隨處可見

我們都知道，光的速度是每秒三十萬公裡，在我們的日常生活中可以說是非常非常的快了，幾乎可以認為是無限的速度，但是，放到廣袤無垠的宇宙之中，這個速度就並不夠用了。宇宙中常用的尺度都是以「光年」為計量單位的，光要走一年才可以到達，在這時我們所看到的就與實際發生的有很大的延遲了，我們所看到的並不是這個物體本身，而是它在過去某一時刻的影像。

知道了這個理論，在仰望星空時，可以說我們看到的其實都是宇宙的遺蹟。是不是有種莫名的悽涼呢

再來舉個例子：當我們仰望星空的時候，可以尋找一下獵戶座，獵戶座裡面有一顆暗紅色的星星，叫做參宿四，是一顆垂垂老矣的紅巨星，由於不斷膨脹，它的體積變得十分巨大，據估計可以達到我們的太陽的七億倍，但是質量就只有太陽的十幾倍，可以說是長了一身「虛膘」了

這一顆處於「老年」的恆星，是我們觀測範圍之內最有可能發生超新星爆炸的一顆恆星之一，一旦發生爆炸，就會向宇宙拋出大量的物質和能量，伴隨著恐怖的伽馬射線暴，對所經過的地方來說，都是一場不小的考驗。

但是這一顆巨無霸恆星距離我們有整整723光年，也就是說，我們所觀測到的都是它700多年前的虛影，在七百多年前，我們還處在明朝。所以說，誰也不知道現在的參宿四是什麼情況，可能是早就爆炸了，也可能還維持著「巨無霸」的形態，對於這件事，我們一無所知。可能他在720年前就發生了爆炸，大量的宇宙射線正以300000km每秒的速度向我們奔湧而來，這已經成為了我們的「命運」了。（不過不用害怕，我們距離它足夠遠，而且我們的星球有磁場和大氣層的保護，就算宇宙射線真的來了，我們也許只是會看到在全球各地頻繁出現的極光，可以說是千載難逢的奇觀了）

極光是一種十分美麗的自然景象

在知道了光速是我們宇宙的最快速度之後，我們可以進一步的推廣，根據廣義相對論，光速也是宇宙中所有信息傳遞的最快速度，一旦信息的傳播的速度能夠快過光速，那麼就擁有了改變自己命運的能力（就像《三體》中智子通過量子糾纏的應用改變了地球人的命運）。假設太陽因為某種神秘的力量突然消失，我們在地球上不會有任何的感覺，因為包括引力的所有信息的傳播都是有速度的，需要一定的時間來傳遞這種變化，所以我們的地球還是會按照原來的軌道運行，我們也會看到太陽照常掛在空中，一切都只會在8分鐘之後變得不同，太陽突然熄滅，人們會在毫不知情的情況下突然面對滅頂之災。（當然，這種事件純屬想像，發生的可能性微乎其微）

通過以上的論述，可能你已經對光錐有一種大致的猜測的概念了，下面我們再來研究一下這個光錐到底是什麼

「光錐」這個概念，最早出現在二十多年前的名著《時間簡史》中，大致的描述為：

在「時間-距離」的二維坐標系之中，時間傳播時沿著一條直線，其與橫軸夾角會形成一個「錐」，不處在這個夾角之中的事件，我們永遠無法感受而在此夾角內，無論距離多麼遙遠，隨著時間的推移，我們一定會觀測或者感知到這件事的發生

可能你也像我一樣，在初次看到這個理論的時候，又一頭霧水了，但是不要緊，接下來我會繼續對其進行解釋

首先，根據廣義相對論，我們的宇宙是以三維的空間和一維的時間所組成的，可以想像為一個時間軸上串著處在不同時刻的空間，下面，為了結合我們常見的三維坐標系，我把我們所在的三維空間簡化為二維平面，豎直的z軸當作時間軸，不同時刻的空間串在z軸上（純手繪，醜圖警告！）

湊合著看吧

當我們靜止不動的時候，我們只是會在時間軸上移動，而不會在空間上移動：

當人靜止在空間中時

而一旦人在空間上發生移動，那麼隨著時間的推移，在我們的時間-空間坐標系中，就會形成一個有向的向量，這個向量會和時間軸或者是坐標軸呈現一個夾角：

當物體開始運動時

而物體運動的極限，就是光速，當物體以光速運動時，會形成一個夾角最大的有向向量，而把從這一個位置向所有方向以光速移動的所有可能性的軌道都結合起來，就會形成一個錐面：

所有方向光速傳播形成的錐形

同樣的，過去發生的事情也能對現在發生影響，但是，過去的事情發生的越早，對我們的生活產生影響的可能性就越大，而最近發生的事情只能影響附近的事情發展。所以，過去的光錐是尖端朝下的。將過去的和未來的光錐結合起來，就形成了一個「完整」的光錐

完整的光錐理論

因為我們的宇宙有光速這個「桎梏」，所以我們的經歷全部都會在這個光錐之中發生，不論是過去、現在還是將來，任何事件都不能超出光錐的內部。所以，到這裡，我們就講完了「光錐」的理論。（假如聽懂了，全靠您的聰明才智，因為我畫的圖太渣渣了~）

小結

今天，我們有幸在這篇文章裡相遇，一起探索了「光錐」的故事。總而言之，光錐就是一個因為光速而衍生出的限制，我們的「命運」都被限制在這個特殊的錐形之中，我們現在能夠觀察到的所有事件的發生，都是因為在多個（無數）事件發生後的結果疊加而來的，通俗一點說，都是「命運」。當然，這種命運與我們自身的決定是有很大關係的。其實，在我們的宇宙之中，有很多基本的原理與猜想都是與「錐形」這個奇妙的幾何體有關係，假如大家感興趣，我會在以後的文章中逐一與大家分享和探討。

我是，每天分享生活中的科學或者奇妙的科學原理，歡迎大家關注我這個小小的新人，今後我們共同成長和探索，您的關注和支持就是我前進的最大動力！