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终局之战,你能否回到过去改变自己的生活

日期:2019-08-14编辑作者:澳门新葡8455手机版

原标题:你能否回到过去改变自己的生活?

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在经典好莱坞电影《回到未来》中,布朗博士把一辆轿车改装成了时间机器,而高中生马蒂乘坐这辆轿车一下子回到了30年前。那么,你想不想也拥有一台时间机器,回到过去或前往未来?不过,我们得提醒你,时间旅行常常会产生很多悖论,即那些自相矛盾的事情。乘坐时间机器之前,你先了解一下这种问题,当然,这些问题都非常绕。

澳门新葡8455手机版 2撰文/秦建" style="width:60%;margin:1rem auto">

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{"type":1,"value":"本文选自《知识就是力量》杂志

祖父悖论:你能否回到过去杀死你的祖父母?

缔造了约42亿的票房、接近1亿的观众人次……《复仇者联盟4:终局之战》(以下简称《复联4》)日前在中国内地影院下线了,但是《复联4》的热度始终未曾减弱,有关影片的各种幕后花絮照仍然在网络上不断推陈出现……

祖父悖论讲述了这样一件怪事:假设你回到过去,在自己父亲出生前把自己的祖父母杀死;因为你祖父母死了,就不会有你父亲;没有了你父亲,你就不会出生;这样,就没有人把你祖父母杀死,你就会出生,长大后的你会回到过去把你祖父母杀死……于是矛盾出现了。

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类似的情节在电影《回到未来》中也出现过。回到30年前的马蒂在不经意地干预了父亲追求母亲的过程,让母亲转而爱上了自己。但是,如果马蒂阻止了他父母相爱,那么他就不会出生,那么也就没有人能回到过去阻止马蒂的父母相爱……这就成了无解的悖论。

复仇者联盟4:终局之战

有一种办法可以轻松消除掉祖父悖论,那就是引入平行世界。一些理论认为,除了我们的世界之外,宇宙中还有无数个平行世界,每个世界都有上演着不同的故事。比如,这个世界中的你可能正在购物,另一个世界中的你可能正在读书。假如你回到的过去只是某个平行世界中的过去,那么悖论会瞬间消失:你回到过去杀死的是平行世界中的祖父母,不是你真正的祖父母。

穿越到灭霸打响指之前,阻止灭霸集齐六块原石并带回现代,这是超级英雄们挽回因灭霸打响指而逝去的生命的唯一方法。回到过去,改变过去,以实现自己想要的未来,几乎和长生不老一样令人向往,哪怕种种悖论也无法阻止人类的无限遐想……那么,就实际情况而言,时间旅行可以实现吗?

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超高速飞船:面向未来的时间机器

循环悖论:笔记本的内容最初来自哪里?

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在这个悖论中,一件物品或一段信息从未来穿越到过去,成为了它过去的自己。美国科幻作家罗伯特·海因莱因在他的短篇小说《他的自力更生》中,就展示过这种悖论。在小说中,这件物品是一个笔记本,由主人公鲍勃在遥远的未来找到的。鲍勃找到后回到过去,利用里面的信息成为了一个仁慈的独裁者。数年后,他的笔记本已变得破旧,他重新抄写出了一个新的笔记本,并把旧的丢掉了。到故事的结尾时,鲍勃才发现,从过去穿越过来的年轻的鲍勃拿走的笔记本,就是他新抄的笔记本!那么,这个笔记本的内容最初来自哪里?似乎这是无解的。

复仇者借助量子通道回到过去寻找原石

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包括斯蒂芬·霍金和基恩·索普在内的许多物理学家都认为,时间旅行并不违反现有物理定律。但像电影中所说的那样,借助“量子领域”回到过去并不科学。因为量子力学是研究微观领域的,跟宏观的时间和空间没有关系。想要找到时间旅行的理论依据,还要从爱因斯坦的相对论入手。

循环悖论也出现在电影《回到未来》中。马蒂回到了过去,并在一场舞会上演唱了一首查克·贝里的歌曲。恰巧在那时,贝里的表兄在舞会上听到了这种歌曲,于是他给贝里打电话,好让对方听见。根据听到的歌曲,贝里后来演唱并发行了这首歌,这就可以让未来的马蒂听到,马蒂就能回到过去演唱这首歌,好让过去的贝里能听到。但问题是,这首歌最初是谁写的呢?

1905年,爱因斯坦提出狭义相对论。在此之前,科学家们相信时间和空间不受任何物质及运动的影响。在这种绝对时空观里,时间旅行不具备理论基础。但在狭义相对论诞生后,科学家惊讶地发现,时间和空间不再是绝对的概念,而是可以改变的,这就为时间旅行提供了可能性。

台球悖论:台球能否进入虫洞?

狭义相对论指出,时间流逝的速度与物体的运动速度成反比,即物体的运动速度越快,其时间流逝的速度就越慢。这样一来,超高速飞船就成为航向未来的时间机器。这里的超高速不是与飞机和火箭作比较,而是30万千米/秒的光速。计算表明,以光速的99.995%飞行10年,5年往外飞,5年往回飞,对于飞船上的宇航员来说,只过了10年;但当他回到地球时,地球上已经过了1000年。此时,他熟悉的一切都已荡然无存。飞船速度越快,能够抵达的未来也就越遥远。假如飞船以光速的99.99995%在宇宙中飞行10年,回到地球时,10000年就已经过去了。

玩台球需要把台球打进洞里,但如果台球进入的是虫洞,那就会有个悖论等着你。不过,我们先来谈谈虫洞是什么。

澳门新葡8455手机版 ,但实现近光速飞行面临着一个关键性的问题:飞船的燃料。现在的火箭都使用化学能,要使火箭推动的航天飞机达到光速的1/250,则所需化学燃料就会超过整个已知宇宙的总和。核聚变火箭的速度能够达到光速的1/20,若想要达到这个速度,则氢燃料的质量应为飞船的57倍;若想要达到光速的1/2,则飞船必须携带超过自身质量59000倍的氢燃料。由物质与反物质湮灭而形成的辐射具有比核聚变更高的动能。计算表明,1千克反物质燃料提供的能量和100千克的氢燃料相差无几,想把飞船加速到光速的99%,只需要13倍于飞船质量的反物质燃料。因此,从理论探讨到现实创造还有很远的路要走。人类对于时间旅行的幻想,就好比古人刚刚学会钻木取火,就幻想制造火药。

虫洞是一种连接时空上两个点的狭窄隧道,是广义相对论预言的一个产物。有时,虫洞会成为太空旅行的快捷通道:你从一个洞口进入后,可以很快从另一个洞口出来,但你可能抵达了几万光年之外。有时,虫洞会成为时间机器:你从一个洞口进入后,从另一个洞口出来,你可能会在出发的前几天抵达目的地。现在,想象一个两个洞口相邻的虫洞,一个台球从一个洞口进入,但它却在几分钟之前从另一个洞口出来,此时就可以设计出一个悖论:从洞口出来的台球可以撞到原来的它,使原来的它无法进入虫洞,这样就没有从另一个洞口出来的台球能撞到它,这样它就会进入虫洞……

另外,狭义相对论为面向未来的时间旅行开启了大门,却没能为重返过去的时间旅行提供同样的理论可行性。在狭义相对论中,只有超光速的运动才可能导致时间倒流,回到过去。但狭义相对论成立的前提就是光速,30万千米/秒是我们这个宇宙的速度极限。在狭义相对论的时空体系里,没有任何已知的物理过程能够使物体进入超光速状态,也就是说没有时间旅行家可以重返过去。

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除了上面的情况,事情也可能会这样发生:如果原来的台球在新台球的撞击下进入虫洞,那么这个台球会从另一个洞口出来后成为新台球,然后会撞到原来的台球,使原来的台球能进入虫洞。此时是没有任何矛盾的,一些科学家们认为,只要没有产生任何悖论,那么时间旅行是有可能发生的。也许,如果你能成功地回到过去,那么当你试图杀死你祖父母时,事情总是会出错:拿把枪射击,子弹会射偏;用毒酒毒死他们,毒酒反而会被别人喝掉;等等。

复仇者乘坐昆式战机穿梭于星球之间

双生子佯谬:兄弟俩为何衰老速度不一样?

虫洞:通往另一个时空的快捷隧道

把它叫做“佯谬”,因为它看上去是一个悖论,但实际上不是。这与爱因斯坦的狭义相对论有关。狭义相对论告诉我们,移动的时钟(包括生物钟)运行得更慢。这种现象被称为时间膨胀,许多实验已经证明了这一点。例如,科学家发现,把具有一定寿命的粒子加速到接近光速时,它们会“活得更长”。类似地,如果一对双胞胎兄弟中的一个乘宇宙飞船进行太空旅行,那么他会衰老得更慢,当旅行者回到地球后,他会发现自己比留在地球上的兄弟更年轻。

如果时间机器存在,它真正独特的价值不在于面向未来,而在于重返过去。因为即使不乘坐超高速飞船,我们每一个人也在一分一秒地奔向未来。假设可以重返过去,那么重返过去的路又在哪里呢?

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1915年,爱因斯坦发表了广义相对论。在广义相对论中,时间和空间依赖于物质的分布与运动。由此得出一个结论:时空在某种意义上就像流体一样会受到运动物质的拖曳,甚至连时间的方向都有可能因拖曳而改变。这种对时间方向的拖曳如此显着,以至于可以把未来的方向拖曳成过去的方向,甚至可以让不同的时间方向首尾相接,连成一条“闭合类时曲线”。如果你乘坐飞船沿这样的曲线作一次为期10年的旅行,那么在旅行结束时你不仅会回到飞船出发的地方,并且还会遇见10年前整装待发的自己。这就是我们渴盼已久的面向过去的时间机器。

等一下。既然狭义相对论认为所有观察者的地位是等价的,那么我们也可以说旅行者是静止的,地球以及留在地球上的兄弟以一定的速度离开并返回,那么留在地球的兄弟不应该更年轻吗?事实上,这两位兄弟的地位并不等价。旅行者要想回家,他的飞船需要减速,然后掉头加速开往地球,此时的旅行者会在掉头过程中感受到一种惯性力,但留在地球上的兄弟感受不到这种力。所以说,兄弟俩的地位并不一样,不能换位思考。

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从旅行者的角度来看,地球上的时间会过得更快。在宇宙飞船上呆了一年之后,他可能会回来发现,在地球上已经过去了100年或更久。所以说,这也是一种时间旅行,而且是完全可行的,但不是回到过去,而是更快地前往未来。

时间旅行隧道

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几十年来,物理学家们在广义相对论中陆续发现了一些“闭合类时曲线”的解。“闭合类时曲线”太过专业与拗口,有科学家给它起了一个通俗易懂的名字,这就是为读者所熟悉的“虫洞”。

如何建造时间机器?

在球体表面从一个点到另一个点需要走一条弧线,但如果有蛀虫在这两点之间蛀出了一个虫洞,那么通过虫洞就可以在这两点之间走直线,这显然要比原先的弧线近得多。把这个情景从球体表面推广到物理时空,就是物理学家们所说的“虫洞”。

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