
(本文为文章摘录连载,摘录自新星出版社的读库杂志2301期,作者为孙朝阳先生/女士,非本人原创,旨在和头条的朋友们分享好文,共同学习。)
应用上,光速旅行,现在做不到,以后估计也做不到,亚光速也很难很难,因为需要的能量太多了。目前相对论就是个对计算的修正作用,比如修正加速器粒子的周期,又比如修正GPS卫星高速运行对时间的影响,从而提高定位精度。各种天文观测,也需要修正。
倒是 量子力学 大大超过了相对论的应用。没有量子力学,就没有今天的“ 智能社会 ”。你现在刷的手机,里面芯片应用到量子力学,没有量子力学,就没有 半导体芯片 的发明。除此之外,量子力学还应用在 太阳能光伏发电,量子化学,分子生物学,量子计算机,量子通信,超导现象,固体物理,低温物理 等领域。
可以超光速吗?可以,但分情 情况。大爆炸初期,是可以超光速的。既然光速受限于宇宙,而爆炸之前没有宇宙,那么爆炸之后各规律还未形成时,自然可以超光速。当然你也可以认为光速是缓慢降低的,比如十亿年后,光速会降为每秒二十九万公里。但我觉着没有必要深究,因为爱因斯坦已经研究并否定了这种想法, 量子纠缠 可超光速,但不能传递信息,《三体》中的“智子”有硬伤,但它是小说。
关于量子纠缠,世界上没人知道为什么。遥远的星球退行速度可以超光速(实际速度+空间膨胀速度,是一种“假”超光速,因为这种情况理论上我们能追上它)。
与之相同的问题就是,一只蚂蚁在一条一百米且能无限拉长的皮筋上爬,蚂蚁一秒爬一毫米,皮筋一秒拉长十米。数学证明,蚂蚁还是能走到头的,不过所需时间够宇宙重启无数亿次了。可以认为,对蚂蚁来讲,橡皮筋那头,已经是另一个 平行世界 了,因为蚂蚁几乎永远到不了那头,那头也几乎永远影响不到蚂蚁。
此外还有一个情况,一直超光速的物质是可以超光速的。可能大爆炸初期的一些物质,现在还在以真正的超光速向外飞行。那里是真的和我们无关的世界。
这些都不违反相对论。
超光速之后,能使时间倒流吗?现有理论无法把物质加速到超过光速,这也是加速器已经证实的实际情况,也推不出时间可以倒流。
宇宙大爆炸之后有了时间和空间,那么爆炸之前有没有时间和空间?
这是个争论性话题。如果爆炸之前的时空对爆炸之后的时空没有任何影响,可以作不存在。
也有人说宇宙是一遍遍炸的。如今的某地,也许正酝酿着下一个宇宙奇点。
关于时间的话题。有人说不存在时间,爆炸之前不存在,现在也不存在,时间就是人类虚构出来的东西。
我觉着时间是存在的,它是某种规律的外在体现。四种基本作用力,以及它们引发的世间各种运动,都是严格按照时间运行的。难道这还不够神奇吗?凭什么引力就必须和电磁力被同一个时间绑定?在相对论效应中,为什么强力要和弱力一起快进或慢放?
设想大爆炸之后有一批其他力,它们遵循它们的时间,流逝速度是现在我们时间的无数倍且完全不相关,在宇宙诞生的瞬间,那批物质就走完了自己的一生。或者另一批物质遵循无限慢的时间,它们正在爆炸奇点“暴涨”。这些物质和我们有着不同的时间,它们和我们的时间完全不相干,也许这一秒和我们的时间同步流逝,下一秒就跨越一亿个数量级。这样想,时间就是我们所能见到的物质的一种共同属性。我们不知道这个属性到底是什么,只看到就这个属性的一个侧面,并称之为“时间”。这个属性,使世界就像一部无数齿轮紧密结合的机器,有条不紊地转。
时间能作为各种运动的尺度,也许暗示了各种力在本质上是同一种力( 大一统理论 ),各种运动是同一种运动各种物质是同一种物质( 超弦理论 )。宇宙大爆炸理论就说,爆炸初期经历了四个基本力大一统阶段,然后引力先被分离出来,接着分离出相互作用力,然后是弱力,电磁力,于是四种力统治世间万物。
现在科学界正在同一四种力,目前统一了除引力外的其他三种力,当然情况不那么乐观,这种统一没有指出这三种力是同一种力,只是能用同一套模式解题,跟当年麦克斯韦完美统一电和磁有天壤之别。
另外初中课本中关于“力”的定义–––力是物体之间的相互作用,很明显也很深奥。万物只要能相互影响,那就是力的作用。 化学反应,核衰变,聚变,裂变,正反物质湮没,量子纠缠,无一不是力的作用。 力也不是非吸引就排斥,不是非吸引就排斥,力就是“作用”。四大力之外,也不排除还有第五个力,也不排除还有第五个力。
相对论讲,运动越快,时间越慢,也许速度和时间在某个高维度上的矢量和是守恒的,速度快了,时间就慢了,时间和速度紧密地联系起来。而速度是物质在空间中的运动产生的,这样时间和空间又有了某种最本质,最底层的紧密联系。而物质和能量又有些莫大的关系,E=mc*2揭示了这种联系。
在“真空”的宇宙中,根据海森堡不确定性原理,会在瞬间凭空产生一对正反虚粒子,然后瞬间消失,所以符合能量守恒。在黑洞世界之外也不例外。斯蒂芬,霍金在《时间简史》中推想,如果在黑洞外产生的虚粒子对,其中一个被吸引进去,而另一个逃逸,那个逃逸的粒子就获得了能量,也不需要跟其相反的粒子湮灭,可以逃逸到无限远。在外界看,就像黑洞发射粒子一样。这种辐射被命名为“霍金辐射”。由于是向外带去能量,所以它是吸收了一部分黑洞的能量,黑洞的质量也会渐渐变小,消失。关于霍金辐射,科学界还在研究中,并无定论。
时间,空间,物质,能量,力,就这样完全纠缠在了一起,类似的想法还有:
爆炸之前如果有空间,它兼容我们现在的物质吗?
如果宇宙停止了任何运动,一秒之后和十亿年之后一模一样,这还算不算有时间?
如果宇宙空间被压缩成一个黑洞,里面的东西都被压缩成一个点,里面各向同性(其物理,化学等方面的性质不因方向的不同而有所变化),外面啥也没有,还有没有时间?
探讨文明问题,要以地球为蓝本,这是有一定理由的。
宇宙文明问题,不可避免涉及哲学问题,主要是不可知论的问题。
(连载03,2023.6.16 4:46)待续