时间旅行的另一种方式是什么

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  回到过去的方法之一,就是超越光速。我们能不能实现?很遗憾,在狭义相对论的理论框架内,这是不可能的。那有人就问了那有没有时间旅行的另外一种方式呢?

  时间旅行的另一种方式

  人类能不能自己产生并驱动小部分局部结构,达到超光速旅行的目的?在电影《星际穿越》中,飞船通过名叫“曲率驱动”的技术来实现超光速飞行。我记得物理学家李淼在他的博客中曾谈到过这一设想。这篇文章中还提到一位科学家的研究成果:满足了量子条件,驱动一个原子超光速飞行的负能量的绝对值可以降低到三个太阳质量,可以想象,人类若想通过这种方式实现超光速,需要多么巨大的能量。也就是说,这样的发动机“油耗”太大,一瞬间可能就要烧掉几十颗星星。

  利用虫洞,也许是最可行的时间旅行的方式了。但回到过去,就会造成无法克服的悖论,因果律会被破坏。因果律要求,事件的原因必须发生在结果之前。在量子物理中,我们小心地处理公式,使它们符合因果律的要求,最终给出了一系列完善的理论描述方法,可以利用它们来计算微观世界和日常经验中的各种现象,并且已经得到了大量实验观测数据的证实。

  在广义相对论中,允许世界线相互缠绕形成封闭的圆环,从而可能回到过去。但是,几乎所有人都承认,引力理论需要量子化。在将来的量子引力理论中,时间旅行是否有可能,是一个尚未搞清楚的问题。考虑到我们现在还没有发现已经被未来的时间旅行者大规模入侵的迹象,很可能时间旅行永远无法实现。

  对时间旅行感兴趣的人,一定听过著名的外祖父悖论:假设你回到过去,在自己母亲出生前把自己的外祖父杀死了,结果会怎么样?你会因此变得不存在。而一个不存在的人又怎么可能回到过去杀自己的外祖父呢?这个悖论,常常被用来证明时间旅行是不可能的。

  于是,为了解决这个问题,科学家们煞费苦心,提出了各种假说。其中流传最广泛的一种,就是平行宇宙——我们的宇宙不止一个,而是有无数个,每一个人对每一件哪怕最微不足道的小事的所有选项,都存在于不同的平行宇宙中。这样,就可以解决时间旅行的悖论了:为什么杀死了外祖父你还能够继续存在呢?其实,你并没有真正改变原来那个宇宙的历史,只是进入了一个外祖父被杀死的平行宇宙罢了。

  这一理论,也成为诸多科幻小说和电影的逻辑基础。在《x战警:逆转未来》《明日边缘》等影片中,主角们都英勇地返回过去改变了历史、拯救了世界,但无一例外的,所有同伴都不会记得主角的英雄事迹,主角自己却还记得。而若历史真的改变,那主角的浴血奋战也就成了未曾发生过的事,又如何能保留那段记忆呢?用平行宇宙理论就说得通了——主角其实是在原来的世界中经历了一切,然后通过努力创建并进入了一个悲剧从未发生的平行宇宙。

  不过,这样一来,原来的世界岂不是仍然没能被拯救?主角的努力岂不是变得没有意义?没错,平行宇宙理论就意味着如此残酷的现实。难怪,科幻影片宁愿顶着逻辑硬伤,也要将改变历史的设定坚持到底。

  拓展

  一组理论物理学家通过研究发现,时间的箭头可能无法折回,这意味着时间将一直向前,我们可能无法突破理论上的限制研制出时间机器。这个消息让物理学家们感到沮丧,因为我们在还没有发明时间机器前就得知我们的宇宙可能无法让时间的箭头向后。从传统意义上看,时间旅行回到过去就是让时间的箭头往相反方向移动,这也相当于让熵增状态的系统向低熵方向发展,在热力学上称为热力学的时间不对称,这一现象从根本上阻碍了时间机器的研制。

  在我们日常生活中可以遇到许多熵增的例子,这表示了系统无序度的增加,比如冰块融化等,但无序度的增加被认为是不可逆的。从宇宙的角度看,在大爆炸的初期,我们的宇宙处于低熵状态,也就是最低的无序度,随着宇宙的膨胀和逐渐冷却,宇宙中的无序度开始逐渐增加,演化到130多亿年后,宇宙的无序度已经达到较高的水平。如果我们要回到过去,就需要改变系统的无序度,让我们现在宇宙的熵值降低,这在热力学上显然是无法实现的,因此回到过去可能在我们这个宇宙是无法实现的。

  位于加拿大安大略省的理论物理研究所科学家对宇宙熵进行了研究,他认为熵的测量也需要对某个系统的参考,如果我们在宇宙的某个空间中就可以对熵进行研究,但对于整个宇宙而言,似乎没有太多的参考,因此也无法进行更加深入研究。随着宇宙不断进化并趋于成熟,热力学的时间箭头指向更加明确了,而且宇宙的结构也在不断增加,变得更加复杂而庞大,最终我们的宇宙将不可逆转地演化下去。

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