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穿越時空是否真的有希望?

穿越時空有希望嗎

英國著名物理學家霍金曾指出, 穿越時空的方法之一, 就是讓物體接近光速飛行。 他認為, 如果能建造出接近光速的太空船, 宇航員駕駛它飛行一個星期, 地球上的時間就過去了100年, 也就意味著飛進了未來。

那麼, 物體能否超光速呢?香港科技大學物理學教授杜勝望的研究團隊表示, 他們的實驗證實, 單光子即光的基本粒子, 也不能超越光速。 “宇宙中最輕的物質, 是光子。 如果允許的話, 從原則上光子應是最容易超光速的, 如果光子不行, 其他物體可能更難。 ”

這一研究成果, 似乎再一次擊碎了眾多科幻愛好者穿越時空的夢想。

許多人—直渴望光速能被超越

10年前, 美國普林斯頓大學研究院的一項實驗表明, 光波群能以“超光速”傳播。 這曾引起無數人對時間穿梭的遐想。

因為, 如果光波群的傳播是一個實在的資訊傳播過程, 那麼其超光速傳播, 就意味著對因果律(原因必先於結果)的違背。 依據愛因斯坦的狹義相對論觀點, 只要實現超越光速, 時間就會出現逆轉倒流。

然而, 隨後人們失望地發現, 這項實驗, 只不過是—種視覺效應, 並不能用來傳遞資訊。 於是, 人們又寄希望于單光子,

因為它可以不需遵守經典世界裡的規則, 或許可以超光速。

在量子世界裡, 我們需要用概率來理解許多事情。 有些在經典世界裡不可能發生的事情, 在量子世界裡, 卻會有—定的概率發生。

例如, 量子隧穿效應。 在經典物理裡, 如果一個物體要越過一個山頭,

其動能必須大於在山頭的勢能才行, 否則, 就會違背能量守恆定律;然而在量子力學裡, 即使動能很低, 該物體仍有概率穿過山頭的勢能, 而出現在山的另一邊。

那麼單光子呢?它是否也有概率, 哪怕是很小的機會, 也會做一些離經背道的事情呢?比如違背因果律、超光速運動。 由於缺少實驗的資料, 物理學家們對這個問題, —直爭論不休。

而在某種意義上, 爭論也為科幻提供了資源。 比如, 在科幻影片《星際迷航2》中, 年少不羈的寇克被分解成“量子”, 被放逐到雪地裡, 遇到怪物襲擊, 意外地見到了老年史巴克。 寇克的這一奇遇之旅, 是通過“企業”號的“光波傳送系統”實現的。

時間旅行夢想的終結者

單個光子是沒有概率超光速的,

它永遠以真空中的光速移動。 這可以引申為更強的命題, 單個光子在任何介質裡, 是不可能超光速運動的。 愛因斯坦的理論依舊有效, 即沒有任何物體的運動, 可以比真空中的光走得更陝。 於是, 杜勝望被認為是“時間旅行夢想的終結者”。 事實上, “我們並沒有證明任何物體都不可以超光速!”杜勝望坦言, 這一實驗結論, 也無法絕對地回答“時間旅行是否可行”。

“從邏輯上講,我們並沒有說穿越時空不可以,而只是說依靠光的手段不行。”杜勝望說,從愛因斯坦的狹義相對論可以推出,要加速一個有品質的粒子接近光速,需要無窮大的能量,這就是為什麼一個粒子加速器十分昂貴的原因。 而此次研究最大的貢獻,杜勝望認為,可以加深對光子運動的理解,揭示物理學規律;而對現實社會和一般人而言,“或許只是飯後談資罷了”。

“100年前,愛因斯坦對時間、空間的看法也不被世人理解。”不過,杜勝望期待,此次研究能引起思想、觀念的改變,推動技術發展。尤其在通訊領域,重申用光傳遞資訊的速度最快,並指明限制,這可以讓技術發展少走彎路。

時間旅行受悖論制約

其實,作為一個物理基礎研究者,杜勝望對穿越時空之類的話題,並沒有太大的興趣。

而時間旅行也不是這次研究的重點,媒體往往重視的是時間旅行。 在杜勝望看來,一旦超過光速,可以隨意穿梭過去和未來,我們就會有倫理上的困難,這個世界的秩序就亂了。比如,假如你可以“回到過去”,就必須面對一個“外祖母悖論”,也就是你見到尚未結婚生子的外祖母,若將其殺死,又怎麼會有你的母親,自然也就不會有你,你又如何“返回過去”?

當然,為了解釋上述悖論,物理界提出了“平行宇宙”的說法:世界不是只有一個,而是有許多平行的世界存在。電影《宇宙追緝令》,就運用這個的概念,將宇宙大約分為125個平行空間。在平行空間裡,居住著兩個完全一樣的人,他們的遭遇一樣、生活—樣,但絕不會相遇。

假如你可以“飛向未來”,也沒有什麼可以值得高興的,因為當你結束星際旅行回到地球上時,你所有的親朋好友可能都不存在了。

比如,影片《時間旅行者的妻子》中,主人公亨利可穿越時空,但卻不能掌控這—本領,因此,他經常不知道在某時、某地、因為什麼,突然就轉換到另一個陌生的時空裡,把愛人—次又_次遠遠地拋在了後面。

這些悖論讓因果關係概念陷入困境,如果是這樣,人恐怕就不能想千什麼就幹什麼,但是好不容易有了在時間中穿梭的自由,卻又失去了行動的自由,眼睜睜看著歷史從身邊滑過卻無力改變什麼,豈不是一個巨大的損失?

多個宇宙平行存在嗎

關於時間旅行問題,科學家可以用量子物量學的一些定律來解答這些矛盾。在亞原子世界裡,量子的不確定性占主導地位:一個電子撞擊一個質子既可能轉向左邊也可能轉向右邊,其間並無規律可循。在一些物理學家看來,這種不確定性造成了宇宙的“多重性”,每當一個電子轉向右邊的時候,就和一個轉向左邊的電子形成一個新的宇宙。

也就是說,世界不是只有一個,而是有許多平行的世界。你可以回到過去,但那已不是你自己的世界,而是和你的歷史相似的世界;如果你干預了歷史,未來走向的將是一個與你來時世界不同的另一世界。這種想法近乎瘋狂,但仍有許多著名物理學家相信有平行世界的存在。

杜勝望說,自己的研究興趣,是認識和揭示宇宙的基本規律,哪怕是很小的一部分。至於此次研究的應用前景,杜勝望坦言,目前他需要繼續研究,有待觀察。

“從邏輯上講,我們並沒有說穿越時空不可以,而只是說依靠光的手段不行。”杜勝望說,從愛因斯坦的狹義相對論可以推出,要加速一個有品質的粒子接近光速,需要無窮大的能量,這就是為什麼一個粒子加速器十分昂貴的原因。 而此次研究最大的貢獻,杜勝望認為,可以加深對光子運動的理解,揭示物理學規律;而對現實社會和一般人而言,“或許只是飯後談資罷了”。

“100年前,愛因斯坦對時間、空間的看法也不被世人理解。”不過,杜勝望期待,此次研究能引起思想、觀念的改變,推動技術發展。尤其在通訊領域,重申用光傳遞資訊的速度最快,並指明限制,這可以讓技術發展少走彎路。

時間旅行受悖論制約

其實,作為一個物理基礎研究者,杜勝望對穿越時空之類的話題,並沒有太大的興趣。

而時間旅行也不是這次研究的重點,媒體往往重視的是時間旅行。 在杜勝望看來,一旦超過光速,可以隨意穿梭過去和未來,我們就會有倫理上的困難,這個世界的秩序就亂了。比如,假如你可以“回到過去”,就必須面對一個“外祖母悖論”,也就是你見到尚未結婚生子的外祖母,若將其殺死,又怎麼會有你的母親,自然也就不會有你,你又如何“返回過去”?

當然,為了解釋上述悖論,物理界提出了“平行宇宙”的說法:世界不是只有一個,而是有許多平行的世界存在。電影《宇宙追緝令》,就運用這個的概念,將宇宙大約分為125個平行空間。在平行空間裡,居住著兩個完全一樣的人,他們的遭遇一樣、生活—樣,但絕不會相遇。

假如你可以“飛向未來”,也沒有什麼可以值得高興的,因為當你結束星際旅行回到地球上時,你所有的親朋好友可能都不存在了。

比如,影片《時間旅行者的妻子》中,主人公亨利可穿越時空,但卻不能掌控這—本領,因此,他經常不知道在某時、某地、因為什麼,突然就轉換到另一個陌生的時空裡,把愛人—次又_次遠遠地拋在了後面。

這些悖論讓因果關係概念陷入困境,如果是這樣,人恐怕就不能想千什麼就幹什麼,但是好不容易有了在時間中穿梭的自由,卻又失去了行動的自由,眼睜睜看著歷史從身邊滑過卻無力改變什麼,豈不是一個巨大的損失?

多個宇宙平行存在嗎

關於時間旅行問題,科學家可以用量子物量學的一些定律來解答這些矛盾。在亞原子世界裡,量子的不確定性占主導地位:一個電子撞擊一個質子既可能轉向左邊也可能轉向右邊,其間並無規律可循。在一些物理學家看來,這種不確定性造成了宇宙的“多重性”,每當一個電子轉向右邊的時候,就和一個轉向左邊的電子形成一個新的宇宙。

也就是說,世界不是只有一個,而是有許多平行的世界。你可以回到過去,但那已不是你自己的世界,而是和你的歷史相似的世界;如果你干預了歷史,未來走向的將是一個與你來時世界不同的另一世界。這種想法近乎瘋狂,但仍有許多著名物理學家相信有平行世界的存在。

杜勝望說,自己的研究興趣,是認識和揭示宇宙的基本規律,哪怕是很小的一部分。至於此次研究的應用前景,杜勝望坦言,目前他需要繼續研究,有待觀察。

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