「第九問:誰是穿越和時間之旅「科學」玄幻故事的鼻祖?
有人夢想踏上時間來路上留下的舊腳印,去撿拾隱藏在人生記憶角落裡的初戀青春;有人奢望看透光陰的前行路程,好在未來的路上竊取幾許幸運。
時間像大樹的年輪一圈圈,圈住光陰的流逝寂寞無聲。若不是圈圈從小到大,就會像時間本身一樣道不明說不清。於是古往今來,多少先驅哲人、神壇領袖、科學巨星,都來評論時間,眾說紛紜。在不同國家種族、宗教平民,哲人也好教宗也罷,雖有各種說法各自特色,縱貫古今,但總不外乎把時間具體成來世今生,日月年輪。時間的流逝不可捉摸,去而無痕無蹤影。
在古代,皇帝被稱做「萬歲」,可是他們沒有一個活過了百歲!發明科學時空故事的人們,也鮮有活過百歲的。我倒是希望他們是在時間旅行的旅途中,那麼也許將來還有見到他們風采的機會。我更希望自己有無數個「我」在平行世界里,那我不是永生了嗎?比如說在快要百歲的時候回到
20 歲的另一個我那裡,再開始新一輪的青春和愛戀...,有多少可以想象的美好啊!看看成千上萬本穿越故事書,就知道回到過去是多麼致命的美妙的夢想長生不老葯啊!
可惜這些都是幻想夢想。墓地里的那些骨頭告訴人們時間流逝的真諦。可是應該以實證實驗為基礎的現代科學,卻違反科學精神,把回到過去打上了科學的烙印,貼上了科學的標籤。例如,2018 年
6 月 15 日出版的 Phys. Rev. D 97,
124038 (物理評論)上有一篇題為「Time travel using degenerate metrics 用退化計量法進行時間旅行」的文章,在著名的主流學術雜誌上討論怎樣進行時空穿越旅行。
把這篇論文的摘要抄在下面:
「在真空中一階引力理論的框架內探索了時間旅行的可能性。我們提供了針對場方程的顯式解法,其測地線使恰當的時鐘向過去運行。這四維幾何結構包含退化的和非退化的四面體場,它們在時空的不同區域連續縫合在一起。由於沒有物質,也沒有因結構而引起的扭曲,因此這些解法中沒有出現異常領域。」
可以看出,論文以愛因斯坦的宇宙場方程為基礎,從理論上探討怎麼實現向過去時間旅行的問題。也就是說,現代物理科學家在愛因斯坦的帶領下,已經認定向過去的時間旅行的想法是正確的,問題是怎麼實現向過去旅行?
人們把愛因斯坦的戲言及霍金的疏忽散布並悄悄改正了的「科學」理論發揚光大,正式在主流雜誌的大雅之堂上供了出來。那些墳中枯骨要跳出來嚎啕大哭了:自己本來可以永生的,怎麼就變成枯骨了呢?趕快穿越回去吧!
科學是在什麼基礎上誕生成長的?有誰能夠做個可重複實驗展示一下怎麼讓人回到過去?總不能把民間故事網路玄幻當作科學在主流學術刊物上光明正大地討論吧?
真夠荒唐的!
這麼荒唐的」科學「,難道還不要徹底澄清一下嗎?下面我們先討論一些關於時間的基本概念,然後從霍金的影響巨大的《時間簡史》中對時空光錐的描述和應用里,看愛因斯坦和霍金如何合作鑄就了「科學」穿越的時光隧道,把神神叨叨的神秘玄幻以科學的名義引入現代物理科學中。愛因斯坦是始作俑者,而霍金是傳播者。
對穿越旅行的批評
現代天文宇宙物理學中夾雜著大量的迷信的,令人充滿迷惑的與時間之旅有關的東西。而這種東西,在愛因斯坦、霍金等科學巨頭的推波助瀾下,在不喜獨立思考的現代物理學者的推動下,以
「科學」的名義佔領了現代人的頭腦。
先講一個真實的,從去世的拉斯維加斯老闆那裡要回信的科研項目的小故事。
大約 14 年前,教育部第一期春暉計劃訪問團團長,任教於美國內華達大學機械系的王志勇先生給當時也同為春暉訪問團員的我,講了一個發生在美國內華達大學裡面的真實的故事。
內華達大學離賭城拉斯維加斯城中心只有幾公里。一個著名的賭場老闆死了。他的繼承人懷疑是這個死去老闆的一個情婦把他害死的。可是找不到確切的證據。這位繼承人是絕對相信科學的。這位繼承人想,愛因斯坦先生能夠回到出生前去殺死父母,那麼送封信給死去不久的人應該沒有什麼問題吧。於是他找到內華達大學的教授,提出給他們
300 萬美金,做一個研究項目,一個研究與死人通信的課題。目的是送一封信給那位死去的賭場老闆,並從他那兒帶一封信來,證明他是被他的情人謀殺的。
內華達大學的幾位教授熱情高漲,以飛快的速度寫出了研究的項目計劃,其中意義
1、2、3、4……,研究步驟 A、B、C、D……等等厚厚一大本。看來破案指日可待。這樣的科研結果,將讓全世界的兇手都要有難了。
教授們主要的理論依據,就是根據愛因斯坦先生的空間—時間理論,利用霍金先生描繪的過去光錐,從現在沿著過去光錐傳播信息。
這是大約十多二十年前王教授當作笑話講給我聽的。不過儘管這個項目的科研經費早用光了,還是沒有看到任何有用的科學研究結果。問題是,從現在給已經過去已經死去的賭場老闆送信息,怎麼能夠送到過去呢?
這些內華達大學的教授們,倒是深得現代宇宙學家們做學問的某種精髓。他們的理論是建立在過去事件光錐的理論基礎上。難道藉助過去事件光錐可以成功完成這個項目?
過去事件光錐究竟是個什麼東西,還能向過去傳播信息?我得去仔細研究研究。愛因斯坦先生未經過任何證明和說明,就直接應用閔科夫斯基的時空數學模型,結合從這個模型中得到的簡化版的三維時空光錐,把現在發生的事件向過去的時空里傳播。這種毫無任何理論、經驗或事實根據,僅僅按照數學模型向現實拓展的行為,正可以作為《迷失在數學》中描繪的典型實例。
時空光錐小結
通過上面的描述,我們看到霍金先生在《時間簡史》和《果殼中的宇宙》中描述的過去光錐全部都是錯誤的,除了「現在」這一點,其餘全部一無是處。這是一件很令人震驚的事情。這麼簡單的現成的數學模型的應用,能搞出這麼多匪夷所思的問題來,也算是大師級別的了。
我感到欣慰的是:霍金先生雖然在漫不經心中一不小心「類似地」成為了荒謬的穿越、時空之旅的鼻祖,在思考十多年後,他還是徹底地否定了穿越的「科學」根據。儘管這個改正是偷偷摸的摸晦澀難懂的,但終究是做出了正確的選擇。而且,儘管這個新的解釋又充滿了謬誤,但比較起來畢竟沒有穿越理論那麼荒唐,是正常的把美麗的數學模型應用到宇宙實際中犯下的比較正常的錯誤,雖然這些錯誤比較低級。
在《時間簡史》中,霍金先生還用了許多篇幅和圖來解釋時空光錐。感興趣的讀者可以參考我的《Fading
Modern Cosmology 褪色的現代宇宙學》,此處就不贅述了。
全面考察空間-時間光錐的應用后,發現這個東西幾乎毫無用處,而且幾乎全部是錯誤的,只除了「現在」這一點。詳細點來說,未來光錐是「現在」以後的事情,屬於預測一類的範疇。但空時光錐中又沒有絲毫涉及預測的內容。而過去光錐,由於光在這個模型中是沿著時間的倒退而傳播的,在實際生活中根本不存在,只是給了穿越之類的時空旅行一個「科學」的背書。
對比前面介紹的我們的四維空間時間圖,孰對孰錯一目了然。
追本溯源,空時光錐是從 MINKOWSKI 的「空間和時間"論文而來,經過愛因斯坦的使用宣傳,霍金的勉強應用,就在天文宇宙科學界廣泛流傳起來。
MINKOWSKI 的論文是一篇優美的數學論文,描述的空時光錐的對稱美十分迷人。如果不仔細探求在現實世界中的應用的合理性,是不會出現任何問題的。這種明顯違背現實世界的規則的應用數學模型,竟然主宰了人類的物理世界上百年,不由得人要問一個為什麼:為什麼會有這種情況出現?
這個問題的進一步探討,留在後面作為全書的總結進行討論。