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《时间旅行基础指南》
死结?
崔罗石    来源社团:中国海洋大学海洋生命...
得票 163 阅读 1479 评论 2
先看评语
· 首先题目就很吸引人,大概多数人也会很想看到最后了解到底如何时间旅行。其次,作者大体通过时间旅行这个线索介绍了不少相关物理学的理论,但并不会给人感觉太晦涩。比较喜欢作者在结尾的总结:“真正的时间旅行能否真正实现,我不得而知,但是我相信会有无数人会前赴后继的去尝试证明它可行或不可行。人类的过去只有大概二十万年,但未来还有很久,我们有足够久的时间去了解时间。”,从某种意义上也是一种科学探索精神的升华。 · 这是一篇做了充分准备的作品,否则不敢啃时间旅行这样的硬骨头。但也因为这个话题过于尖端和带有太多的不确定性,所以被挑刺乃至被批的体无完肤的可能性是完全存在的,但这不妨碍很多读者对这部作品的喜爱,尽管还有不少有待完善之处。关于这部作品带有调侃的表达风格,个人意见认为见仁见智,但不要为求时尚故意调侃就可。 · 说实话,“时间旅行”这样一个在学术界争议不断的,没有一个准确结论的话题并不适合做严肃科普,只适合做科学杂谈。而且稍有不慎就容易写成民科猎奇文。不过作者这边文章自我把控能力还好,在文中对于黑洞白洞还有时间空间定义的一些科普内容尚可。 · 作者非常努力地把前沿科学知识通过比喻、使用诙谐语言等多种方法介绍给读者,很值得肯定。但这篇文章的逻辑性、条理性还不是很强,主线也不明晰,结论也不明确,从总体上看,可读性还需进一步提高。 · 时空穿越是很多科幻小说的情节以展开的关键,也是很多科幻迷和青少年津津乐道的概念。但在科学研究中,时间旅行还仅仅停留在理论阶段,并没有具体实验的支撑。《时间旅行基础指南》写作的目的,就是希望解释清楚时空穿越的理论基础。这篇文章从提出问题,到超越光速,再到时空的本质,一环扣一环,体现了很强的逻辑性。在作品内容方面,不仅有大量关于时间、光速、引力的科学史素材,更是引入中国古代文学和现代动画片中关于时空的描写,体现了科学性和文学性统一。尤其值得赞赏的是,文中多条注释,进一步提供了关于时间旅行有价值的补充资料,在不影响整体行文流畅,避免拖沓冗余的前提下,降低了读者的阅读障碍。需要改进的是一点,本文的图片设计质量还需进一步提高。

有关旅行的可能方法我已经全部告诉你们了,虽然,现在好像看起来都没办法真的实现。但是否未来也一定不能实现呢?未来会不会出现其他的可能实现时间旅行的方式呢?我们不得而知。所以,作为一篇有远见的指南,除了方法的问题,本指南还会讨论一些其他有趣的问题,以备不时之需,即使在你有生之年还是没能进行时间旅行,那在平常和朋友聊天的时候讲出来装装逼,也算是有用到。

在时间旅行界,有这么一个流传很广的悬疑故事:有一个杀手被雇佣回到五十年前暗杀一个人,他乘坐时间机器回到五十年前,设计了完美的暗杀方案,费劲千辛万苦终于成功完成了任务,却在目标死亡的一瞬间发现自己暗杀的人是自己的外祖母……

现在就会产生这样一个问题:杀手回到过去杀死了自己的外祖母,所以他就不会出生,也就不会去杀死自己的祖母。但是这样的话他又会出生,然后去杀掉自己的外祖母……这个循环会这样一直持续下去。

类似的表述会有很多种,但表示的思想是一样的,这个悖论被统称为“外祖母悖论”(或者外祖父或者祖母或者祖父悖论)。当杀手回到过去杀掉他的外祖母后,他又会出现怎样的变化呢?会立即消失吗?还是不会有任何变化呢?另外一个问题,假如杀手回到自己已经出生的年代,两个人会共存吗?还是其中一个会消失呢?

有一个外祖母悖论可以带出来很多逻辑上的问题,而针对这些问题,科学家们想出了一些可能的解释,其中有两种比较出名。

首先是多宇宙诠释,或者叫做平行宇宙猜想。在很多科幻作品之中都能看到平行宇宙这个设定,有些差劲的科幻甚至把平行宇宙当做解释剧情漏洞和推动的伎俩,导致平行宇宙猜想“风评不好”。但我个人认为平行宇宙是一个天才般的想法,只有脑洞超大的科学家才能想出这样优秀的猜想。

最开始的时候,多宇宙诠释并不是为了解释外祖母悖论而提出的。在量子物理学蓬勃发展的过程中,科学家们发现,每次观察量子的状态都是不同的,而我们的宇宙就是由量子构成的,因此科学家们开始思考,既然每个量子都有不同的状态,那么我们的宇宙是否是多个宇宙中的一个?

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多元的宇宙

是否我们的宇宙是多重宇宙中的一个,目前我们还不得而知,以我们现有的观测手段,连本宇宙都没能观测全,更不要说另外的宇宙了。因此,平行宇宙到现在为止也只是个猜想而非理论。但是用来解释外祖母悖论外祖母悖论的话,这个猜想早已提现了其优秀之处。如果宇宙是多元的,那么当杀手回到过去杀死自己的外祖母时,宇宙就会进入两条不同的轨道,一条是没有他的世界,另一条是他存在的世界。这样就会绕过逻辑上的悖论。但是这是否是世界的真实情况呢?那我就不清楚了,还没有人真的做过这样的实验,或者做过但是没人告诉我也说不定……

如果宇宙并不是多元的,我们只是唯一的一个宇宙,也有另外一种角度来解释外祖母悖论,即我们是否拥有自由意志。自由意志的意思是一个人意识的主动性,也就是说,我们能否自主决定我们自己的行动?

我想可能大部分人都觉得这个问题很可笑:我做出的所有选择难道不是我自己的选择吗?我选择看这篇指南,或者我选择现在就关掉它,难道不是我依靠自己的意愿做出的选择吗?

还真有可能不是。1981年希拉里·普特南在他的著作《理性,真理与历史》中阐述了这样一个假设:“一个人(可以假设是你自己)被邪恶科学家施行了手术,他的脑被从身体上切了下来,放进一个盛有维持脑存活营养液的缸中。脑的神经末梢连接在计算机上,这台计算机按照程序向脑传送信息,以使他保持一切完全正常的幻觉。对于他来说,似乎人、物体、天空还都存在,自身的运动、身体感觉都可以输入。这个脑还可以被输入或截取记忆(截取掉大脑手术的记忆,然后输入他可能经历的各种环境、日常生活)。他甚至可以被输入代码,感觉到他自己正在这里阅读一段有趣而荒唐的文字。”这个思想实验(注1)被称为缸中之脑。假设我们真的都只是泡在营养液中的大脑,我们有办法从假象中醒来,从而看到真实世界吗?

答案是没有。我们所有的感觉和决定都是由大脑做出的,如果大脑被欺骗那我们没有任何挣扎的机会。再进一步,如果我们所看到听到感觉到的都可以是假象的话,那么我们所做出的决定是否也会被左右呢?杀手回到过去杀死自己的外祖母,就会产生一个悖论,而这个宇宙是不可能允许这个悖论存在的,所以宇宙可能会通过各种各样的事情来“阻止”杀手杀掉外祖母呢,从而防止悖论的发生。

从这个角度解释外祖母悖论似乎也是一个不错的选择,但由此,另外科学家波尔钦斯基又设计了这样一个思想实验:把一个台球打向虫洞的入口,然后把虫洞的出口放在一个合适的位置,使飞出的台球回到几秒钟以前而且刚好能碰撞到之前的自己,让它偏离虫洞入口,这样的话,台球就不能进入洞口然后打偏自己……这个思想实验和外祖母悖论如出一辙,但台球和人不一样的地方就在于,台球是没有意识的,不会有自由意志这种不确定性的因素影响。那么宇宙会用何种方法来阻止这个悖论的发生呢?科学家们依然设想了很多种可能的解释,最靠谱的应该就是时间保护机制假说了,其核心思想和之前所说的差不多,就是说宇宙会想方设法组织这些事情的发生,比如桌子不平坦啦,有只小虫子出现啦什么的意外来阻止台球回到过去打到自己。可是我想对于很多人来说,这样的解释未免太勉强了一些。

2017年初,有一部非同寻常的科幻电影上映——《降临》。有很多冲着“鹰眼”去看这部电影的人观影后大失所望,因为这部电影并无惊心动魄的大战外星人场面,也没有炫酷的高科技装备出现,所以对很多只是想看一部爆米花电影的人来说,这是一部很烂的科幻片。但是对于很多资深科幻迷来说并非如此。这部电影实际上来头不小,其故事改编于科幻大牛特德·姜的短篇小说《你一生的故事》,而这部小说在我心目中是数一数二的科幻。

这篇小说对我们提出了一个新的问题:时间是线性的吗?因果是真实存在的吗?对于我们来说,两件有因果关系的事情一定是这样的,首先原因发生了,从而导致了结果的发生。在这个过程之中,我们所经历的时间是线性发展的。有没有可能,时间其实是另外一种形态的呢?

如果我们要在一张白纸上写下自己的名字,那么我们肯定是从姓的第一划写起,到名的最后一划终止,那如果我有一个印章的话,我就可以在同一时间把自己的姓名全部印在纸上。时间也有可能是这样一种形态:所有的事情其实都已经决定好了,从你出生到你的死亡都是在同一个瞬间确定的,你只是连续的去感受它们。这听起来有点像是宿命,但其实完全不同。所谓宿命,是你无论如何都改变不了未来的走向,只能眼睁睁地看着自己走向既定的结局。但非线性时间代表着,你的努力与否都是在时间上记录过的。你有选择,但你的选择是既定的。如果你看了这篇指南,决定改变你在某件事情上的选择,那对不起,这件事情也是既定的。这种既定有一种马后炮的感觉,永远告诉你“我早就知道”,但在结果出现之前,什么也不会告诉你。

虽然至今为止,人类并没有任何进行时间旅行的有效方法,但却曾经举行过一个给时间旅行者的宴会。2009年6月8日,霍金在家里举办了一场“盛大的”时间旅行者宴会,他却在宴会结束之后才发布了邀请函。如果真的有时间旅行者的话,他就能在看到这个邀请函之后回到过去参加霍金举办的宴会。不出所料,盛大的宴会上空无一人,没有任何一个时间旅行者来到这个宴会。那么,时间旅行真的就不可能了吗?

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时间旅行者宴会

别沮丧啊旅行者们,这个实验并不能笃定时间旅行不可能。或许只是近年来不会实现,或者也有可能现在就已经有人可以进行时间旅行了,但碍于某种原因或受困于某种约束不能去参加这次宴会。总之,作为《时间旅行基础指南》的作者,我是不会放弃探寻时间旅行的可能性的。


注1:思想实验简单来讲就是在大脑中进行想象实验。由于有些实验是现实中无法做到的,但在脑子里想一想就能得出实验结果或是推出矛盾来。历史上很多定律就是被思想实验推翻的。例如亚里士多德认为自由落体运动中,质量越大的物体下落的速度越快。伽利略提出了这样一个思想实验:把一个大金属球和一个小金属球绑在一起,一方面小金属球下落慢大金属球下落快,绑在一起的速度应该介于大小金属球的速度中间;但另一方面,绑在一起之后质量更大了,应该下落最快。由此推出的矛盾证明了亚里士多德的错误。另外一个著名的思想实验就是薛定谔的猫了:一只猫被关在一个密闭无窗的盒子里,盒子里有一些放射性物质。一旦放射性物质衰变,有一个装置就会使锤子砸碎毒药瓶,将猫毒死。反之,衰变未发生,猫便能活下来,而衰变的概率是50%。在你打开盒子之前,猫既有可能活着也有可能死了,根据量子物理的理论,此时猫处于生与死的叠加态,又活着又死了。这个现象很难理解,但是如果用上多宇宙诠释来解释,就容易接受多了:并不是猫处于叠加态,在盒子打开之后,宇宙会“分裂”成两个平行的宇宙,猫死了和猫活着的宇宙分别独立的发展下去。

-完-
我要评论
劦石 2018-01-21 06:31
这是一篇以大量科学理论为基础的科普探索,态度严谨,语言平实,用严谨与平实搭建科普科幻之路,使苦涩的物理理论变得通俗易懂,让读者再次遐想苹果落地是如此轻松的触发了万有引力定律、两个铜球同时落地简答地证伪了重的东西比轻的东西落地速度快,让科学放下了身段走向读者。
2018-01-05 10:59
语言诙谐幽默,但至于是不是用一些与情节无关的话来可以打趣引入主题……就需要再做考究了。时间旅行是个非常好的点,求问作者如何想到以此做科普切入点的呢?篇章结构上感觉每个章节内部以时间顺序,但不很清楚每个章节之间联系,如何策划的?
崔罗石 回复 感谢评论。 关于用无关话题引入文章,我是觉得直接开始有点生硬,所以想引起一下读者的兴趣吧,可能有些欠考虑。 写这篇文章的初衷呢,是几年前读过阿西莫夫的《永恒的终结》,然后就萌生了总结一下从古至今人类对时间这一概念的认识和研究,以及时间旅行构想的发展。没想到现在才动笔写。 每个章节之间的联系不是很紧密,因为所谓“指南”嘛,就是想介绍一下各种时间旅行的不同“方法”。但也是按照较弱的时间顺序来写的。首先是想象,然后是相对论和超光速,接下来是黑洞与虫洞这样。
2018-01-05 13:42 回复
科普作品
时间旅行基础指南
| 目录  (共7章)
评委点评 评语汇总

首先题目就很吸引人,大概多数人也会很想看到最后了解到底如何时间旅行。其次,作者大体通过时间旅行这个线索介绍了不少相关物理学的理论,但并不会给人感觉太晦涩。比较喜欢作者在结尾的总结:“真正的时间旅行能否真正实现,我不得而知,但是我相信会有无数人会前赴后继的去尝试证明它可行或不可行。人类的过去只有大概二十万年,但未来还有很久,我们有足够久的时间去了解时间。”,从某种意义上也是一种科学探索精神的升华。

2018-01-10 13:52 匿名 ——

这是一篇做了充分准备的作品,否则不敢啃时间旅行这样的硬骨头。但也因为这个话题过于尖端和带有太多的不确定性,所以被挑刺乃至被批的体无完肤的可能性是完全存在的,但这不妨碍很多读者对这部作品的喜爱,尽管还有不少有待完善之处。关于这部作品带有调侃的表达风格,个人意见认为见仁见智,但不要为求时尚故意调侃就可。

2018-01-23 14:19 匿名 ——

说实话,“时间旅行”这样一个在学术界争议不断的,没有一个准确结论的话题并不适合做严肃科普,只适合做科学杂谈。而且稍有不慎就容易写成民科猎奇文。不过作者这边文章自我把控能力还好,在文中对于黑洞白洞还有时间空间定义的一些科普内容尚可。

2018-01-24 18:29 匿名 ——

作者非常努力地把前沿科学知识通过比喻、使用诙谐语言等多种方法介绍给读者,很值得肯定。但这篇文章的逻辑性、条理性还不是很强,主线也不明晰,结论也不明确,从总体上看,可读性还需进一步提高。

2018-02-02 15:52 匿名 ——

时空穿越是很多科幻小说的情节以展开的关键,也是很多科幻迷和青少年津津乐道的概念。但在科学研究中,时间旅行还仅仅停留在理论阶段,并没有具体实验的支撑。《时间旅行基础指南》写作的目的,就是希望解释清楚时空穿越的理论基础。这篇文章从提出问题,到超越光速,再到时空的本质,一环扣一环,体现了很强的逻辑性。在作品内容方面,不仅有大量关于时间、光速、引力的科学史素材,更是引入中国古代文学和现代动画片中关于时空的描写,体现了科学性和文学性统一。尤其值得赞赏的是,文中多条注释,进一步提供了关于时间旅行有价值的补充资料,在不影响整体行文流畅,避免拖沓冗余的前提下,降低了读者的阅读障碍。需要改进的是一点,本文的图片设计质量还需进一步提高。

2018-02-08 23:28 匿名 ——

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