斯蒂芬·霍金传

带着人类飞入未来的时光机,在理论上是可行的

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飞到未来,似乎只存在于人们的想象和科幻影视作品当中。而霍金通过理论证实,飞入未来,实际上是可行的。在讲述霍金的“飞入未来”计划理论之前,我们先来欣赏一部科幻作品,这对接下来论述霍金的理论有很大的帮助——2002年,美国上映的改编自赫伯特·乔治·威尔斯同名科幻小说的电影《时间机器》。

纽约曼哈顿的哥伦比亚大学有一个狂热的科学家——机械工程副教授亚历山大·哈德金博士。亚历山大·哈德金虽然已经成年,但是一直有一颗孩童般的好奇心,而且对任何事物都充满了求知欲,他的答案中总是会充斥着各种各样稀奇古怪的想法。然而,亚历山大·哈德金的理论和想法从来没有得到他人的赏识,尤其是校长,他更是认为亚历山大·哈德金是一个不切实际而满是幻想的人。所以,亚历山大·哈德金在校园里的生活并非那么如意。不过这些也不是他所在意的,他一直有一个梦想:向人类证明在时空当中穿梭是完全可能的,于是,亚历山大·哈德金博士决定自己研制一部能够穿越时空的时间机器。

然而,天有不测风云,一次事故让亚历山大·哈德金的未婚妻意外离世。这让他悲伤不已,但也促使他更加坚定制造时间机器的信念:他想返回过去,来挽救未婚妻。

经过昼夜不停的研究,时间机器终于研制成功,亚历山大·哈德金也成功地返回到了过去。但是事实却并非如他想象的那样简单:亚历山大回到过去,又一次目睹了未婚妻意外事故死亡的经过。事实上,不论他返回过去多少次,都没有办法救回自己的未婚妻,无论怎样,未婚妻还是会因为各种各样的意外事故而死去。

这不禁让亚历山大迷惑不已,为了解开这个谜题,他将答案的寻找放在了未来上。于是,他不停地穿越,前往未来去寻求答案。时间机器载着亚历山大·哈德金先是去到了3年后的纽约,未来的纽约让他无比惊讶,在那里,亚历山大听到人们在谈论两年后的月球殖民计划。受到好奇心的驱使,他又去到了5年后的未来。但是亚历山大没有看到人们谈论的月球殖民,而恰恰相反,由于人类对月球的破坏,使月球脱离了原来的运行轨道,正在向地球坠落,人类即将面临一场浩劫。为了躲避这场灾难,亚历山大坐上时间机器,向80万年之后的未来出发。

80万年之后的地球,已经又一次跨越了一个冰河世纪,早已经改变了模样。不过幸运的是,人类经过了时间的**涤和灾难的浩劫,并没有就此毁灭,有一部分人顽强地生存了下来。不过生存下来的人类已经不是和亚历山大一样的人类了,他们经历了两次进化,成为两大类人:一类人是伊洛人,他们友好而温和,爱好和平,生活在和平而宁静的世界。亚历山大首先遇到的就是他们,他受到了伊洛人彬彬有礼的礼遇;另一类人是莫洛克人,他们与伊洛人完全相反。莫洛克人居住在地下,长相丑陋,犹如怪物,并且他们在天黑的时候就会出来掳走伊洛人。

亚历山大为了解救被掳走的伊洛人玛拉,他决定独自一个人去寻找莫洛克人居住的巢穴。途中,亚历山大遇到了生化机械人沃克斯,并且得到了沃克斯的帮助。他们来到了被奉为神圣之地的遗迹——纽约地下铁,在这里,亚历山大发现了这个未来世界的背后隐藏着一个黑暗的秘密。而为了拯救伊洛人,亚历山大决定留在那里,于是,他毁掉了自己的时间机器,最终在“未来”里找到了属于自己的“快乐”。

用霍金的话来说,《时间机器》这部电影作品和其他类似的科幻电影一样,他表示:“时间旅行类的电影通常会描绘一种巨大的高能耗机器,这种机器能在四维时空中创造出一条道路来,即贯穿时间的隧道。一位英勇无畏还略带点傻气的时间旅行者,也不知道做了什么样的准备,就踏入了时间隧道,出现在了谁也说不清楚的年代。这种时间旅行的概念也许有点牵强附会,与现实出入很大,但这种想法本身并不算太疯狂。”而霍金认为,利用时间机器来实现到未来的旅行在理论上是可行的。

霍金曾经在一篇文章当中详细地描述他对时间以及四维空间的构想,他认为时间旅行是可行的。在过去,之所以一直没有时间旅行的理论,是因为时间旅行一直被认为是歪理邪说,因为时间的规律是永恒的,不能被打破。但是霍金对时间一直有着近乎疯狂的痴迷,他说:“我认为,我们不能因为‘时间是永恒’这一规律被打破就感到恐慌。我非常痴迷于对时间的探讨,我很想见一见风华正茂的玛丽莲·梦露,想看一下伽利略是怎样利用望远镜遥望无穷的太空,我也想飞到未来,看一下宇宙结束时的波澜壮阔。”

但是,由于有悖于历史的因果关系,霍金认为回到过去的时间旅行是基本上不可能实现的。虽然如此,但并不意味着人类不能做时间的旅行。他认为,如果科学家建造了飞行速度接近光速的太空船,因为太空船不能违反光速最大的限速法则(对于“限速法则”,霍金给出这样的解释:“达到光速意味着绕地球运行速度要飞快,比如每秒钟绕7圈。不过,无论这列火车的动力有多强劲,它永远也无法到达光速,因为物理学原理令其做不到这一点。假设它接近光速,距离这一终极速度还有一点距离,那么非同寻常的事情发生了。列车上的时间相对于地球开始减缓,就如同靠近超大质量的黑洞一样,而且有过之而无不及。列车上一切物体的活动都变慢。这是为了保护速度限制,原因并不难理解。”),那么就会导致太空船舱内的时间相对变慢,那么也就意味着飞进了未来。“我们可以按照这样的方式来理解:我们先制造一个巨大的飞船,里面装载着巨大的燃料,我们先让它加速,脱离地球引力的束缚,然后到达外行星;助推两年后,它的速度可能到光速的一半,进而脱离太阳系的束缚;再过两年它可能会已经达到光速的百分之九十,这意味着飞船已经开始了时间旅行,届时它的速度接近光速,船上一天,就意味着地球上一年。”

在飞船上度过一天,就相当于地球上的一年。如果是这样,我们就能够真正地实现飞入未来了。霍金的这一时光旅行理论,得到了很多科学家的支持,曼彻斯特大学粒子物理学教授布赖恩·科克斯说:“当我们用大型强子对撞机把粒子加速,达到光速的百分之九十九,粒子经历的时间,以我们时间的七千分之一的速率消逝。太空中的数十年,在地球上可能已过去了二百五十万年。”这也证明,在理论上可以实现飞入未来。不过要真正实现时间旅行,关键还是要靠飞船的速度,只有达到光的速度,才能够使飞入未来的时间旅行成为可能。