|
在最近的上海书展上，旅美理论物理学家张操先生的一本科普新作《穿越时间可能吗?PK》由复旦大学出版社出版和发行。 这是一本既有蔡志忠漫画，又有麦克斯韦方程，还有“佛说”、“子曰”谈论现代物理和宇宙学的书。文字少、图片多，即使没有物理学背景之人，如我，也愿意仔细一读。 细读之下，我才发现，原来张操先生是在煞费苦心地将读者带出一个框框英国物理学家霍金在他的科普读物《时间简史》中所描绘的那个“可能回到过去”的宇宙。他是想让大众认识到霍金的宇宙理论的局限，用真正科学的态度，而非迷信权威的方式，来认识宇宙，了解自然科学与我们的生活。 穿越时间可能吗 早在《步步惊心》之类的穿越剧前十年，《寻秦记》便已从港台风靡大陆;1985年，美国科幻片《回到未来》就开始了“穿越”时间。更早，受佛教影响，中国明清两代的市井小说中，就充斥了很多前世今生轮回的“穿越”情节。 因为世上没有后悔的药，时间是“逝者如斯夫”地不可挽回，“穿越时间”才成了人类的一大愿望。然而，在科学上，它可能吗? 英国物理学家霍金所写的《时间简史》在1988年首版，第一次如此大规模地告诉大众，根据爱因斯坦的相对论关于宇宙的认识，时间旅行是可能的只要有多维空间和虫洞，如果某种物质超光速，相对论时间将可能倒流。 不过，张操在书中告诉人们，即使存在有物质超光速，时间一样不可能倒流。“1987年2月，SN1987A超新星爆发时既有中微子又有光子前往地球，中微子到达时间比光子到达的时间早了3个多小时。”“SN1987A超新星距离地球16万光年……而在2011年欧洲OPERA实验中，两地距离为730公里……中微子到达的时间比光子仅仅早了0.01纳秒。目前的技术水平测量不到这样小的时间差。”还有量子信息传输的速度至少是光速的1万倍，引力场的传播速度也可能超光速，然而，时间没有倒流。 如果不是一位40年专注于理论物理前沿的学者如此娓娓道来，作为一个普通人，任谁也不会想到，原来就在当下，“超光速”早就存在于我们身边。然而，我们依然没有回到过去。 为什么?因为霍金讲的是相对论时间，是多种时间定义中的一种。就像中国古代把一天划分为12个时辰，而现代人用24小时来计时;就像全球旅行要采用格林尼治时间来确定时差，而小范围活动只需使用本地太阳时。张操先生通过这本书告诉大家，牛顿曾经提出过绝对时间，它是只会往前、不会后退，单向流逝的穿越时间是不可能的，穿越剧更不可当真。 审视霍金的假设 霍金到底哪里说错了?说实话，现代物理学、宇宙学因着大量复杂的数学推理，早已成为当代玄学，要让大众搞明白，实在很难。可在张操先生的这本书中，我看到了如此可喜的一次尝试：避开了一切繁琐绕舌的公式推理，直接告诉你现代宇宙学中最可能有问题的根子所在。 他告诉读者，“真空中的光速不变”只是爱因斯坦狭义相对论中的一个假设，它仅仅在一定的条件下适用“如果物理学中准许有其他的时间定义，光速将不再是一切物质运动速度的极限。”;爱因斯坦认为时间和空间相互联系，不存在独立的时间维度，而这也只是爱因斯坦的定义。 在书中，当出现张操先生自己的观点时，都会出现一幅小小的画像：头发灰白的老先生，戴着眼镜，穿着中式高领外套，手托葫芦，颇有哲人的味道。对于霍金的宇宙理论，他的评判也很有哲学的高度：“相对论讲的是相对时间，但在实际存在中，还有着真实时间，也就是绝对同时的时间。绝对时间一直均匀地在流逝，不会改变方向。如果绝对时间倒流，那么因果律就会被打破;如果因果律不成立，那么所有的自然科学大厦都将轰然倒塌因为因果律是比相对论的事件观念更为基础的科学基石。” 他要警醒读者，爱因斯坦的伟大在于跳出了牛顿经典力学的框架，奠定了现代物理学大厦的基石，然而他所建立的仍然是一个大框架，犹如一副帮助人类认识宇宙的“眼镜”，我们应该随时准备突破这个框架，面对更本真的自然和宇宙。 流行的未必是真理 PK霍金?很多人会认为那是一个为新书叫座的噱头。更有人会问，如此世界闻名的霍金教授，连《生活大爆炸》中的“物理奇才”谢尔顿都以见上他一面为荣的霍金，如何是你张操所能PK的? 我以为不然。虽然这是一本科普书，但年届古稀的张操先生却是以十分严谨的态度来写的。有一点可以见得：这本书出版于今年6月，而他所用的资料一直更新到了今年3月8日的“大亚湾中微子实验室国际合作组宣布发现新的中微子振荡”。 众所周知，人类对于宇宙认识的任何一点新进展，尤其是基于实证的发现，都有可能对此前的理论产生影响，有的甚至是颠覆性的影响。张操不愿意错过任何最新的进展，他要让这本书更丰满而全面。 不管霍金在公众中的影响多么大，声音多么响亮，张操仍然愿意坚持一个科学家的态度，来发出自己的声音 “霍金在第二章中指出，从爱因斯坦广义相对论可推断出，宇宙必须有个开端，并可能有个终结。事实上，爱因斯坦本人从来没有作出过这样的推断。” “在霍金的书里面，他多次提到航天员接近黑洞的"故事"。在黑洞理论中，"事件视界"是指数学中的"奇异曲面"，在这一"奇异曲面"上，广义相对论的公式和物理学定理都失效。” 如果只看霍金的书，一个物理学外行不会了解到这些。这本《穿越时间可能吗?》打开了一扇窗，让我们透过《时间简史》的帷幕，看到了更广阔的物理学天空。 张操这本《穿越时间可能吗?》是送给青少年读者的很好的礼物。如果在科普园地，能有更多的霍金，也有更多的张操，那将是大众的福音。 |
|
|
