可以到一千年之后看看嗎

李淼

你可能覺得相對論是一個老掉牙的問題，確實(shí)，愛因斯坦建立狹義相對論距今已經(jīng)有114年了，他建立廣義相對論距今也有104年了。那么，為什么還要談？因為我看了一篇科幻小說，并沒有選擇遵循相對論。

當(dāng)然，按照著名科幻作家劉慈欣的看法，科幻不是科普，并不一定要遵循現(xiàn)有的物理學(xué)法則?？苹米骷冶救撕芮宄@一點(diǎn)，但是，讀者未必了解這一點(diǎn)，有時不免被科幻作家?guī)?。那么，這篇科幻小說是怎么違反相對論的呢？小說寫到，在未來，人可以選擇回到過去，也就是乘坐時光機(jī)器。這一點(diǎn)，相對論不置可否。如果存在負(fù)能量，原則上我們可以制造蟲洞，蟲洞原則上可以將未來連接到過去，或者將現(xiàn)在連接到過去。比如，我現(xiàn)在進(jìn)入這個蟲洞的入口，然后從出口出來，沒準(zhǔn)我就回到了1900年。

沒有人見過負(fù)能量，因此，蟲洞是否存在還是一個懸而未決的事情。但那篇小說還寫到，假如我從現(xiàn)在回到過去，從過去的世界里拿點(diǎn)東西再回到現(xiàn)在，我就攜帶了巨大的能量回到現(xiàn)在。這一點(diǎn)，是和相對論矛盾的。在相對論里，回到過去懸而未決，但我們從現(xiàn)在走到將來是可以的。一個最簡單的方法就是啥也不做，比如我睡一覺，第二天起床，不是走到明天了嗎。當(dāng)然，這里我們談的走到未來，不是這么簡單地走到未來，而是有點(diǎn)魔幻地走到未來。比如說，我最多活一百年，但是我想到一千年之后的未來看看，可以嗎？

在相對論里，回到過去懸而未決，但我們從現(xiàn)在走到將來是可以的。

相對論告訴我們，完全可以，但你需要巨大的能量。如果我們能夠造出一個可以近乎無限加速的火箭，就可以到一千年之后訪問一下，這就是著名的鐘慢效應(yīng)。什么是鐘慢效應(yīng)？比如，如果一只手機(jī)在飛行，原則上，它上面的石英鐘會變慢一點(diǎn)點(diǎn)，就像今天我坐飛機(jī)從廣州飛到北京，我攜帶的手機(jī)和留在北京沒有飛行的手機(jī)相比，走慢了一點(diǎn)點(diǎn)。當(dāng)然，由于飛機(jī)的速度不夠快，這個效應(yīng)幾乎看不出來，但飛行的手機(jī)其實(shí)是到了沒有飛行的手機(jī)的未來了。如果飛機(jī)的速度接近光速，那么，這個效應(yīng)就很明顯了，比如，飛行的手機(jī)表示下午一點(diǎn)，而沒有飛行的手機(jī)表示是下午兩點(diǎn)，不過，飛機(jī)得繞地球很多圈才會有這個效應(yīng)。這就引發(fā)了所謂的雙生子佯謬：對于飛行的手機(jī)來說，那個沒有飛行的手機(jī)也在飛啊，因為運(yùn)動是相對的，為什么一個慢一個快？解決這個問題很簡單，飛行的那個手機(jī)經(jīng)歷了起飛和降落的過程，在這個過程里，飛行的手機(jī)感受到了加速和減速，而那個留在北京不動的手機(jī)沒有經(jīng)歷加速和減速，因此它就走得快一點(diǎn)。

以接近光速飛行，原則上，在我們的有生之年可以飛出銀河系。我們距離銀河系的邊緣有兩萬光年，也就是說，即使以光的速度飛到銀河系邊緣，也要花兩萬年，任何一個人不可能活上兩萬年。但鐘慢原理解決了這個問題。飛行的人，他的生理經(jīng)過的時間，和飛行的鐘的物理時間是一致的。一只以接近光速飛行的鐘可以走得很慢很慢，因此，一個以接近光速飛行的人的生理時間走得也很慢很慢，這樣，他原則上可以在有生之年飛行到銀河系邊緣。

同樣的原理，一個人可以在有生之年從銀河系飛到另一個遙遠(yuǎn)的星系，只要宇宙飛船以接近光速的速度飛行，甚至，他可以在有生之年飛行到宇宙的邊緣。

當(dāng)然，你會問，宇宙有邊緣嗎？宇宙的邊緣是什么意思？這是另外一個有趣的物理問題了。