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物理学展开了一项重大研究,但有些事很难会得到学界认同,正如
史提分霍金(Prof. Stephen Hawking-Cambridge University)所说:研究时空穿梭的物理学家,要小心不要被冠以怪人之名,或被指浪费公帑研究妙想天开的事,但无论如何这是一个重要的课题。 现在科学正处於典型突破性时段,我们所知不多,有正反之争,甚至已有的论据也不实在,那是很迷惑和重要的时刻。我们还不太了解时间的本质,牛顿认为时间像条河流,时间流动,人随水飘流,大自然利用时间令万事有序,时间的定义不是三言两语就能说清楚的。 对於爱恩斯坦的相对论的评价极高,因为他在其中为时间下了定义,分析人和时间的关系。在相对论中爱恩斯坦提出人或任何物体移动得越快,时间便过得越慢。在1971年,有实验证明爱恩斯坦是对的,实验利用四个原子钟在飞机上环游世界,希菲尔(Prof. Joe Kafele - Christopher Newport University)和基庭(Richard Keating - US Naval Observatory)将原子钟所示的时间,与地面上的时间作比较,最初他们不知道会有何结果。几十年後的今天,现代的原子钟比以前的更精确,这次由伦敦国家物理实验室与希菲尔合作做实验,在一次越洋飞行中量度时差,他们在飞机上问飞机师取资料,再用爱恩斯坦的方程式算出时差。假设你会活到一百岁,并且一辈子在飞机上生活,环游世界,那麽你便会比其他人长命万份之一秒。以747客机的速度来说,出现的时差不大,旅程由伦敦出发,原子钟显示的是国际时间,然後到达美国时用相同时间制比较,结果真的成功了,实验结束时两边的原子钟时间不同,相差四十奈秒,飞机上出现时差,一如爱恩斯坦所料。但不只原子钟会走慢了,虫洞两端也会有时差,因此可能能充当时光机器。 如果你聪明并且思想先进,你便能以数种方式用虫洞穿梭时空,我指的是能够随心所欲但无法打破基本定律的人。方法是将一边虫洞口送到太空,以接近光速的速度将那洞内的时间拖慢,情况如747客机上的实验一样,但层次更高、速度更快、旅程更长,当将这洞口带返回地球时,洞内的时间会比地球上的慢,比洞口的另一端更慢,虫洞变成时光隧道。如果我走进这洞去,我该可以从另一端回到昨天或更後的过去。理论上虫洞可用作充当时光机器,但实行又是另一回事,一个人纵使思想非常先进,但制造时光机器的方法仍是未知之数。根据爱恩斯坦理论所发现的虫洞是转瞬即逝,洞口张合得很快,快得想用它回到过去的人不单只不能穿越进去,还会夹在洞口。而问题也不只一个,虫洞比原子还要小亿万倍,小得不能用,若人类想用它来穿梭时空,就要想办法拉开和固定洞口。 但我们如何拉开洞口让人能够安全进出呢?这就需要一些特殊物质,一些带负能源的东西。但若想要将洞口拉至一米宽让人进出的话,就需要约负一内量子的特殊物质(即负一木星的质量)。而一般物质都带有正能源的,那是否就没有带负能源的物质呢?时光机器便没法成为事实呢?不是的,在西雅图的一所实验室内,物理学家拉蒙诺(Prof. Steve Lamoreaux - Washington University)便制造了负能源,而另一物理学家维沙(Prof. Matt Visser - Washington U.)虽然是负能源理论专家,但却从没见过负能源。实验中的负能源是从真空里产生出的,位於两块平面间的小缝里,当两面靠近时,中间不会有长波段外的光子,於是部份能源会被隔开,如此一来平面间的能源会比外面的能源量低,两平面间就产生引力,引力再把两块平面拉近,而这一步很重要,因为这一步将能源密度变为负极,正是它转化成特别物质的关键。实验中可量度出微小引力,这是科学上的大胆之举,但可量度出负能源。维沙说:╔我们认为这实验可证明世上有特殊物质-负能源真的存在。╝ 世上真的有负能源,将来一个思想非常先进的时空旅行家或许有足够的负能源将洞口拉开和固定,然後安全地回到过去。既然有负能源,理论上虫洞又能用作时光机器,科学家科恩(Kip S. Thorne)便冒险公开了有关研究论文。科恩的研究引出了志同道合的科学家诺维哥夫(Prof. Igor Novikov Copenhagen Uni),诺维哥夫暗里研究时空穿梭已许多年了,主要是研究人以时空穿梭并试图改变历史时会遇上的困难。 时光机器之说成立後,便要面对相反理论,如果人能重返过去改写历史,基本物理定律便会被打破,若我回到我还没有出生的年份去,杀死了未来的父亲,那我会怎样呢?会否立刻消失呢?要是这样便回不到过去,依似类推。但桌球便有助於我们明白时空穿梭的反论,剔除了人的意愿的复习问题,没有时光机器的话,用桌球物理论解释也很也简单明确,有时光机器的话情况就不同了,现在只能用这个桌球解释。虫洞口A和B为例,A是入口B则是出口若一个桌球想由A洞进入,但在还没有进入时它已先从B洞口走出来,且撞倒了正在想进入A洞的自己,被撞的球便没法进入,这就是反论,用桌球解释了袓父论。当然,这个问题已不鲜,在文学、电影和科幻小说中也常有提及,而我们在说的不是空想,乃是严肃的科学。 为了想办法解释反论,诺维哥夫提出了一个理论,说万物并没有矛盾,只看能否找到没矛盾的解释,解释为何桌球会撞中自己。如果桌球也能重返过去,它就会把以前的自己撞进时光机器,球也藉着时光机器回到过去,击中自己,周而复始,这样就能自圆其说了。诺维哥夫反覆研究这条方程式後,认为只有这种解释可以成立。这就是基本定律,万物不能互相矛盾,是简单和最好不过的道理,而且有数据证明,这定律源自基本物理。 根据这定律,穿梭时空的人不能够改变历史,发生了就是发生了,不能改变,不能重来。但人不是机器,我们有个人意愿,要是坚持己见就能打破常规,做出不一样的事。但诺维哥夫对这点的回应是:╔假设我想走上一堵90度的墙上去,且不靠工具,但我不能够,因为违反了物理引力定律。引力令人无法走上这堵墙步行,也可说是引力限制了我的意愿。╝ 本世纪初,美国飞行员伊格成为超音速飞行的第一人,这证明了音障只是想像,并非真实存在,然而还有一道现时无法冲破的并障--光速。谈到光速,一切都变得诡异!若物体在空间移动越接近光速,越会进入未来;但若超过了光速,便会回到过去的时间。虽然我们现时的物理定律主张这点无法实现,不过或许有科学管导存在能让人回到过去,多年前的科学一致认同这是痴人说梦,但现在开始有理论模式显示这是做得到的,就是虫洞。我们已知虫洞存在於亚原子世界的泡沬中,但其开口比原子小数十亿倍。 纵使时空穿梭成真,其他定律也会阻止人改变历史。决意要改变历史的人,如果要传达讯息到过去,讯息就必须比光速更快,但现今物理阶段看似没可能,不过层有过一阵国际风波,因为有人声称能传达比光速更快的讯息。实验中的讯号被电子镜分成两部份(路径)来通过预设的设备,两讯号通过後再量度两者的比较。一组於空气间流动通过,另一组要穿过一重并障。做上述工序的人便是尼密之(Prof. Gunter NimtzUni. of Cologne )尼密之分柝了一组微波讯号,在波动显微镜下清澈可见在空气中以光速传送的一组讯号,以及另一组应该穿不过障碍的一组,结果出乎意料之外。透过波动显微镜可以看到讯号,看到那一组比较快,萤幕上两组曲线的位置不同,其中一组较早出现,就是越过了障碍的那一组。虽然只是大部份而不是全部穿过并障,但始终是穿过了,而且它比光速快得多。尼密之相信较快的那一组讯号是以量子隧道这种特殊方式穿越障碍,此法在量子环境下可行,因为量子比原子小得多,是一个没有规律的世界,光子等粒子可以跳到这里、那里、那里、、没有特定规律,而光子在末端出现时,尼等人就量度它们的速度。而另一科学家赵雷蒙(Prof. Raymond Chiao -Uni. of California)是这方面的权威,但他反对尼的看法,而同意他的部份言语。在尼的实验中,光子能以光速的一点七倍穿越障碍,赵同意量子隧道,能让不规则光子冲破光速,但赵与及物理学界等人却不认同能以此不大规则的路径来传达讯息,赵说:╔讯息是控制得到的,但量子隧道作用的光子是不规则的,所以不能用来传达讯息。>而尼的回应是:╔没错!部份同行说这不能通讯,於是我们试用莫札特编号40的乐曲来以光速的四点七倍作传送,传送距离为十四厘米,而传送收录後的乐曲,在播放时,有接近九成的音调都是正确的。╝在这点上,赵和尼的意见不一,因为我们还不知道,量子世界里何谓讯号? 而笔者写到这里的时候不禁有一阵子心痛!因为有一个奇怪的风气或现象已发生在人类的历史上很久了,单的说例如每每有些出色的科学家研发出一些或发现了一些比较过头的科学突破时,不但不能即时受到世人的赞叹及接受,反而被置诸不理、受人轻视等等。但过了一阵子的岁月时(研发者已去世时),人们不但异口同声的赞赏这神奇的发现还会做一些表面看来很推崇的事情,例如我们有:伽俚略号、泰斯拉线圈、、、等等,总之是用了已故成就者名字命名的东西,不过在他们在生的时候是不可能有人这样推崇他的!不知读者们有没有这样的感觉呢?笔者常自问为什麽不能在当时来一起继续深造下去新发现的科学?如果每个出色的科学家都能像莱特兄弟为实现人类能飞行这个梦想这般穷追不舍的钻研的话,人类的科学和生活的改善将比现有的先进,例如泰斯拉技术起码晚了八十年!希望我们的後世人不会有一个名叫"尼密之超光速传送器"的东西啊!虽然尼已是科学权威,但还是初次研究量子隧道论,而且因传送莫札特乐曲的实验,他几乎被视为疯子,反对者说那只是讯号流和载波,尼被以波纹的宽度反驳,但得不到他人支持。无论如何,这引发了以思想过程做的有趣模疑实验,德文为"纪登勤实验",是将讯息传到宇宙远处的话会怎样?比光速快的话,讯息就会回到过去。假设一个"纪登勤实验",如果我要将你出生的讯息用光速传到远方星球去,而在你二十岁时再传一次你已是二十岁,後来的讯息会比二十年前的先到达,如果那障碍横晅地球与那星球,理论上就会产生隧道作用,传送比光速更快的讯息。也许有一天我们思想先进的子孙,能轻易或者甚至用虫洞回到过去。 |
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