張唯誠

科學(xué)家們的“穿越”實(shí)驗(yàn)

1975年，一位叫卡羅爾·阿里的科學(xué)家將一座原子鐘放在地面，而另一座則放在一架高速飛行的飛機(jī)上。阿里聲稱，幾個(gè)小時(shí)后，他發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)原子鐘有了些許的不同步。飛機(jī)上的原子鐘比地面上的原子鐘走慢了一點(diǎn)點(diǎn)。

阿里為什么要做這樣的實(shí)驗(yàn)?原來他是想印證愛因斯坦的狹義相對論。根據(jù)這種理論，時(shí)空旅行是可能的，假若你以接近光的速度飛越蒼穹，你便可以在過去和未來之間自由穿行。阿理表示，他的這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明，在高速運(yùn)動(dòng)的物體上，原子鐘的確向未來邁進(jìn)了一點(diǎn)點(diǎn)，因?yàn)轱w機(jī)上的時(shí)間被極高的速度壓縮了。

無獨(dú)有偶，科學(xué)家們也做過返回過去的時(shí)空穿越實(shí)驗(yàn)。根據(jù)愛因斯坦的理論，在延伸的時(shí)空中，靠近地球的時(shí)鐘會(huì)慢于運(yùn)動(dòng)于星系間的時(shí)鐘。于是，美國康涅狄克大學(xué)的科學(xué)家、理論物理學(xué)教授羅納德·米萊特設(shè)計(jì)了一部時(shí)空機(jī)器，它由兩道強(qiáng)烈的光環(huán)組成。米萊特相信，任何能量都可以使時(shí)空發(fā)生彎曲，所以在超低溫的原子作用和極強(qiáng)的光束下，光環(huán)里的時(shí)空會(huì)發(fā)生彎曲，直至變得接近一維。這時(shí)，假如你進(jìn)入到光環(huán)中并朝恰當(dāng)?shù)姆较蚯斑M(jìn)，你便有可能回到過去，當(dāng)然，你也有可能就此消失。

可以想象到的結(jié)果是，米萊特的時(shí)空機(jī)器沒有成功。因?yàn)橐尮猸h(huán)中的時(shí)空發(fā)生彎曲，實(shí)際上根本做不到，而且人也無法生存在超低溫的環(huán)境里，況且你也不可能在機(jī)器開動(dòng)后，又回到機(jī)器開動(dòng)前的過去。

找到了“穿越”的捷徑

從理論上說，時(shí)空旅行并非癡人說夢，因?yàn)樵趷垡蛩固沟南鄬φ撝?，所謂未來是相對的。如果你以接近光的速度前進(jìn)，經(jīng)過一段時(shí)間后，地球上的時(shí)間會(huì)變得更長，相較與地球上的人來說，你便到了未來。另一種解釋是，達(dá)到光速，時(shí)間會(huì)靜止；超過光速，時(shí)間會(huì)倒流。不過要達(dá)到光速，需要很大的質(zhì)量和能量，而根據(jù)相對論的觀點(diǎn)，任何物質(zhì)在真空中的速度是無法超過光速的。據(jù)說不久前，有科學(xué)家測量到運(yùn)動(dòng)速度超過光速的中微子。中微子是一種基本粒子，它不帶電、質(zhì)量極小，幾乎不與其他物質(zhì)發(fā)生作用。如果它們的運(yùn)動(dòng)果真超過了光速，那愛因斯坦相對論中“光速超過任何物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的速度”這一基本物理定律就會(huì)受到顛覆，整個(gè)物理學(xué)理論體系也會(huì)因之而重建。2007年，美國費(fèi)米國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員就曾獲得過類似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但精確性遭受了質(zhì)疑。所以，對這次的測量結(jié)果，科學(xué)家們也會(huì)相當(dāng)?shù)刂?jǐn)慎。

不過，時(shí)空穿越也可以尋找捷徑，例如依靠一個(gè)“蟲洞”。1913年，愛因斯坦提出了蟲洞理論。對于蟲洞，現(xiàn)在最有說服力的解釋是霍金的“多元宇宙”理論。根據(jù)這種理論，蟲洞可以連接其他宇宙，也可以連接通往過去或者未來的宇宙。當(dāng)然，這只是個(gè)假說，我們目前無法驗(yàn)證它，但從理論上說，蟲洞是有科學(xué)依據(jù)的。理論上的解釋是，假若你要在時(shí)空中旅行，又不想成年累月地呆在狹小的宇宙飛船里，你便需要尋找一個(gè)蟲洞，因?yàn)橛钪媸且粋€(gè)三維空間，第四維是時(shí)間，而蟲洞被認(rèn)為是穿越第四維的通道，它是宇宙中連接兩個(gè)不同時(shí)空的通道。你可以將宇宙設(shè)想成一張巨大的薄紙，如果你要從其中的一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一點(diǎn)，你可以在紙沿一條直線前進(jìn)，也可以將紙片折疊起來。使紙上遙遠(yuǎn)的兩點(diǎn)近若比鄰。假若你做到了這一點(diǎn)，你便找到了一個(gè)蟲洞。

這些是不是“穿越”

20世紀(jì)80年代中期，卡爾·薩根在他的小說《接觸》中首次重提了蟲洞。作為一個(gè)科學(xué)家，薩根希望盡可能科學(xué)而準(zhǔn)確地描述蟲洞。為此。他專門請教了加州理工學(xué)院的物理學(xué)家基普·德隆。最后，在薩根的小說中。主人公艾莉·阿蘿薇經(jīng)由一個(gè)蟲洞到達(dá)了銀河系的中心。

然而，薩根的小說畢竟只是科學(xué)幻想，而現(xiàn)實(shí)才是檢驗(yàn)科學(xué)理論的地方。據(jù)說二戰(zhàn)期間，美國海軍為了讓軍艦不被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)，他們在一艘名為“愛爾德里奇號”的軍艦上。用磁場發(fā)射器產(chǎn)生了很強(qiáng)的磁場，結(jié)果這艘軍艦突然消失了。而不久后，它又出現(xiàn)在了幾百公里外的一個(gè)碼頭上。之后再次消失，最后又返回到費(fèi)城。同樣奇怪的另一件事也發(fā)生在海洋上，一艘蘇聯(lián)潛水艇一分鐘前在百慕大海域水下航行，可一分鐘后浮上水面時(shí)，它竟出現(xiàn)在了印度洋上，這非常不可思議。而且，潛艇中的乘員全部一下子衰老了，出現(xiàn)了皺紋、白發(fā)、肌肉失去彈性和視力減退等現(xiàn)象。

1991年。一架波音727飛機(jī)突然從雷達(dá)屏幕上消失，10分鐘后又出現(xiàn)了，而機(jī)上人員的手表與儀器上的計(jì)時(shí)器都比正確時(shí)間晚了10分鐘。這就是說，這架飛機(jī)和機(jī)上所有的乘員有l(wèi)O分鐘不存在于我們這個(gè)時(shí)空之內(nèi)；另外一架由菲律賓飛往意大利的客機(jī)，在途經(jīng)非洲東部上空時(shí)，突然失蹤了20分鐘，即在雷達(dá)屏幕上消失了20分鐘，最后到達(dá)意大利機(jī)場時(shí)晚點(diǎn)了20分鐘?？墒菣C(jī)上乘客和機(jī)組人員都一無所知。每個(gè)人的手表指針也都顯示并沒有晚點(diǎn)；1872年，一艘海船“瑪麗亞·謝列斯塔號”被發(fā)現(xiàn)遺棄在亞速爾海域，盡管船只毫發(fā)無損，現(xiàn)金與各種貴重物品也沒有損失。但船員卻不見了蹤影。此后，這類事情時(shí)有發(fā)生，人們稱這種船為“鬼船”。

“穿越”需要“負(fù)能量”

如何解釋這些事呢?有人說，也許蟲洞理論可以提供一種解釋。理論上說，蟲洞中的時(shí)間狀態(tài)和我們的不一樣，我們過了一年，在蟲洞中卻經(jīng)過了20年或30年，所以人們會(huì)變老。還有一種情況是，里面的時(shí)間停滯了，所以有可能把一段時(shí)間丟失了。至于“愛爾德里奇號”軍艦的事情，有一種解釋是，強(qiáng)磁場有一種排斥力——磁張力，它把本來開口不大的蟲洞撐得很大，軍艦進(jìn)入蟲洞，在蟲洞里中從A點(diǎn)來到了B點(diǎn)，所以出現(xiàn)在了另外一個(gè)地方。

這究竟是真還是假，現(xiàn)在沒有人說得清，因?yàn)閺膫髀劦秸{(diào)查到揭露出真相，這是一個(gè)很復(fù)雜的過程。不過理論學(xué)家們認(rèn)為，蟲洞可以存在于宇宙中的任何地方，而最有可能找到它的地方是黑洞。穿過一個(gè)黑洞也許就可以證明蟲洞的存在，只不過這種穿越在眼下極端困難，即使那里真有蟲洞，它也可能極不穩(wěn)定，因?yàn)樗枰环N能量的支撐，這種能量就是負(fù)能量，在物理學(xué)上的解釋便是“反物質(zhì)”的能量。沒有負(fù)能量的支撐，任何宇宙飛船或者哪怕只是一束光線，也會(huì)被它壓扁。

假若有了負(fù)能量，科學(xué)家們還認(rèn)為，他們可以就此找到蟲洞，他們說，假如一個(gè)蟲洞包含足夠多的負(fù)能量，它就會(huì)使附近的光線發(fā)生偏移，其結(jié)果極相似于引力透鏡現(xiàn)象，也就是由引力造成的光線彎曲現(xiàn)象。當(dāng)光線經(jīng)過質(zhì)量巨大的物質(zhì)，如黑洞時(shí)，它會(huì)受這些物質(zhì)引力的作用，而發(fā)生彎曲，而蟲洞中的負(fù)能量也會(huì)造成類似的引力透鏡現(xiàn)象，天文學(xué)家們據(jù)此就能偵測到蟲洞的存在了。

不過在現(xiàn)實(shí)中，要獲得一個(gè)穩(wěn)定的蟲洞。需要很多負(fù)能量。而這種能量目前尚未找到。雖然量子力學(xué)理論認(rèn)為，它們的確存在，但科學(xué)家們并不能確定量子力學(xué)理論的原理是否允許足夠多的負(fù)能量集中起來，并維持住一個(gè)蟲洞。由此看來，除非你想到了更好的辦法，否則你還是進(jìn)不了蟲洞的。