從科學(xué)的角度來(lái)說(shuō),
人真的可以進(jìn)行時(shí)間旅行嗎?
人類生活在四維時(shí)空之中。我們也可以說(shuō),一切生命和我們所觀察到的一切物質(zhì),都存在于四維時(shí)空當(dāng)中。我們所說(shuō)的四維時(shí)空,是時(shí)間和空間的總和,其中包含三維的空間和一維的時(shí)間。
人們很早就發(fā)現(xiàn)了時(shí)間和空間的不同之處??臻g有上下、前后、左右三個(gè)維度,人們可以在空間的每一個(gè)維度中隨意地游走;時(shí)間則不同,時(shí)間只有一個(gè)維度,而且時(shí)間是有方向的。從日常生活的經(jīng)驗(yàn)中就可以知道,我們都只能從過(guò)去到未來(lái),而不能從未來(lái)回到過(guò)去。
一直有人幻想,在時(shí)間里,我們要是也能夠像是在空間里一樣,可以隨意旅行就好了。既可以從過(guò)去到未來(lái),又可以從未來(lái)到過(guò)去。2020年有一部很火的科幻電影叫作《信條》,主題就是時(shí)間旅行。電影里還有一段情節(jié)是一個(gè)人回到了過(guò)去,遇見(jiàn)了過(guò)去的自己,結(jié)果自己和自己打了起來(lái)。
從科學(xué)的角度來(lái)說(shuō),人真的可以進(jìn)行時(shí)間旅行嗎?
以我們現(xiàn)在所掌握的科學(xué)理論來(lái)說(shuō),向“未來(lái)”這個(gè)方向的時(shí)間旅行是可能的,但是回到“過(guò)去”的時(shí)間旅行則做不到。在20世紀(jì)之前,人們對(duì)于時(shí)空的認(rèn)識(shí)還比較簡(jiǎn)單,認(rèn)為所謂的空間,就像是一個(gè)空空蕩蕩的大盒子,而時(shí)間就像是在空間的每個(gè)位置都掛著一個(gè)鐘表,無(wú)論你處于什么狀態(tài),在空間的什么位置,看到鐘表所指示的時(shí)間都是一致的。這種時(shí)空觀,就是所謂的“經(jīng)典力學(xué)”的時(shí)空觀。
但是到了20世紀(jì)初,愛(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn)了狹義相對(duì)論。這個(gè)理論把我們對(duì)于時(shí)間和空間的認(rèn)識(shí)結(jié)合了起來(lái),也就是說(shuō),我們?cè)诓煌倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)下所感知的時(shí)間、讀取的時(shí)間,都是不一樣的。這也就是俗稱的“鐘慢尺縮”效應(yīng)——比如說(shuō),一個(gè)人如果以接近光速的速度離開(kāi)地球幾年時(shí)間,然后再以接近光速的速度返回地球,那么對(duì)于這個(gè)人來(lái)說(shuō),時(shí)間只流逝了幾年,而對(duì)于地球來(lái)說(shuō),時(shí)間則可能已經(jīng)過(guò)去了幾十年。
可以說(shuō),通過(guò)相對(duì)快速的運(yùn)動(dòng),一個(gè)人可以相比其他人“更快”地到達(dá)未來(lái)。雖然我們沒(méi)有辦法以接近光速的速度運(yùn)動(dòng),但是我們每一次的快速運(yùn)動(dòng),比如坐飛機(jī),其實(shí)都相當(dāng)于比其他人“更快”到達(dá)了未來(lái),只不過(guò)這種時(shí)間旅行的效應(yīng)太微弱,普通人根本察覺(jué)不到罷了。
那么為什么沒(méi)法進(jìn)行回到過(guò)去的時(shí)間旅行呢?
原因就在于,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),我們時(shí)空中的時(shí)間是有方向的,從過(guò)去到未來(lái)——這就是人們俗稱的“時(shí)間箭頭”。從我們目前所掌握的科學(xué)理論來(lái)看,人沒(méi)有辦法逆轉(zhuǎn)時(shí)間箭頭的方向,只能是從過(guò)去到未來(lái)。時(shí)間究竟為什么有一個(gè)方向?關(guān)于這個(gè)問(wèn)題,科學(xué)家們還不是很清楚,但是目前看來(lái),人們認(rèn)為有一些物理學(xué)因素造成了時(shí)間單一的方向。比如物理學(xué)家斯蒂芬·霍金就在他的名著《時(shí)間簡(jiǎn)史》里提到了可能造成時(shí)間箭頭存在的三個(gè)原因:
第一個(gè)原因,整個(gè)宇宙的發(fā)展是有一個(gè)方向的。我們的宇宙有一個(gè)開(kāi)端,也就是在大約140億年前發(fā)生的所謂“宇宙大爆炸”。整個(gè)宇宙從一個(gè)極其微小的尺度不斷擴(kuò)張,在大爆炸140億年之后發(fā)展成為我們現(xiàn)在所能夠觀察到的宏大的宇宙,這個(gè)過(guò)程可能造成了時(shí)間具有單一的方向性。
第二個(gè)原因,來(lái)自熱力學(xué)。在熱力學(xué)研究中,人們發(fā)現(xiàn)了一條規(guī)律,就是一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)的混亂程度總是越來(lái)越大。用物理學(xué)的術(shù)語(yǔ)描述,就是“熵值”越來(lái)越大。簡(jiǎn)單地說(shuō),比如有一個(gè)沒(méi)有人整理的房間,逐漸變得越來(lái)越亂,我們就可以說(shuō)它的熵值越來(lái)越大。這也是具有方向性的。
還有第三個(gè)原因,就是人的心理因素,人的感覺(jué)也是從過(guò)去到未來(lái),當(dāng)然這種感覺(jué),可能正是由前兩個(gè)因素所決定的。
正是因?yàn)槲覀儼l(fā)現(xiàn)了時(shí)間箭頭的存在,所以目前我們認(rèn)為回到過(guò)去的時(shí)間旅行是不可能的。時(shí)光不能倒流。但是,時(shí)間究竟是什么?我們對(duì)于時(shí)間本質(zhì)的研究,可以說(shuō)才剛剛開(kāi)始。時(shí)間和空間真正的關(guān)系是什么?我們?yōu)槭裁茨軌虼嬖冢筷P(guān)于這些問(wèn)題,還需要更深入的研究。(來(lái)源:《視野》2023年第2期,有改動(dòng))
思考空間
1.從文中可以總結(jié)出哪些“時(shí)間不能倒流”的原因?
2.展開(kāi)想象,假如時(shí)光可以倒流,你最想回到人生的哪個(gè)階段?為什么?