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关于穿越问题的严肃讨论(转载)  

2014-09-24 20:43:52|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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关于穿越问题的严肃讨论(转载)

关于穿越问题的严肃讨论

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易江禾

发表于 胡思集:一本正经 2014-08-12 00:51 字数: 2800 阅读量: 197


 

这篇文章没有什么新的理论,但更不是民科的狂想,只不过将我自己有关穿越问题的想法整理了一下而已。

假设一个人经历了一次时间旅行,但他不知道自己要穿越到什么时代去,可能是过去,也可能是未来。他没有任何计时设备,并且目的地的空间位置他也从没到过,因此可以排除他通过观察某棵树的大小之类的方法来判断时间的可能性。请问到达目的地后他如何判断自己是到了过去,还是到了未来?

人类文明史不过几千年。在这与地质年代和天文年代相比小到可以忽略的时间尺度里,在没有被人类影响过的自然界中,生态系统的变化也很小。因此,只要穿越的时间跨度不至于大到让穿越者看见恐龙,那么假设他最终身处某个偏僻的无人区——比如一片雨林或是一片沙漠,他就没有办法通过任何对外界的观察来确定自己到了过去还是未来。

更何况,我们大可以假设穿越者对天文、地理、古生物学等一无所知,他不知道天体运行规律,也不知道恐龙生活在几千万年前,这样的话,即使穿越地质年代尺度的时间,他也一样没法判断自己穿越到了过去还是未来。

那穿越小说或是科幻小说一般又是怎么处理这个问题的呢?很简单,让主人公遇到别的人呗,一问不就知道了——甚至不用问,一看就能知道了。比如《寻秦记》(我只看过电视剧),项少龙一看到大批赵国军马外加一个善柔,立马就相信自己穿越成功了。也就是说,单个的时间旅行者,只要接触到“目的时间”的人类社会,判断时间就易如反掌了。

再一想,什么是人类社会?这个定义不好下,但所谓“社会”总得有很多人吧?得有个城市,最起码也得有个像大话西游里那样一个沙漠里的小镇吧?可是多少人才能算是一个“人类社会”呢?一个人肯定不能算是一个人类社会吧?让我们假设这样一个情景:

一个生活在繁荣时期楼兰古国的人穿越到了2014年的一个沙漠里(不是楼兰遗址的地方)与一位生活在2014年、c孤身一人在沙漠中迷了路也没有任何计时与通讯设备的驴友碰上了。他们能否判断发生了什么?是谁穿越到了对方的时代?

再假如,将繁荣时期的楼兰古国连人带城咻地一声一起穿越到2014年的今天,依然落在沙漠中央,与世隔绝。然后还是一位2014年的驴友在沙漠中迷了路,也没有计时与通讯设备,误打误撞走到了这座小城。这位驴友一看,嗬,谁家拍古装剧呢?可是跟城里的居民一交流(假设他能听懂他们的话),觉得不对呀,这是楼兰啊,唉哟妈呀,我这是穿越了啊!

事情就是这样,如果这位驴友只遇到一个古代打扮的人,那这两个人都会觉得:要么是自己穿越了,要么是对方穿越了。这两种可能性一半对一半,谁都没有证据证明到底是谁穿越了。可如果是一个现代驴友遇到一座古城,那事情就不一样了。当一整座城的人轮番告诉你,“孩子,这里是楼兰国啊!”,一般人肯定更容易相信是自己穿越了。

顺着这个思路,我们再把问题推向极致——要是整个地球除了你一个人,全都一起穿越了,比如回到了二十年前。当你发现身边的整个世界都是二十年前的模样,你会更容易相信是整个地球穿越了,还是你自己一个人穿越了?(不考虑可以揭示真相的天文观测)。

说了那么多,其实就想表达一个意思:人是社会性的动物,对一个穿越者来说,他相对于人类社会的时间坐标才是最直观也最重要的。而与自然界以及地球以外的整个宇宙的相对时间坐标,对一般人来说就没这么重要了。所谓“三人成虎”,但在“这是什么时代”这个问题上,真理还真就掌握在大多数人的手中。因为穿越者要靠人类社会的状态来判断时间,而人类社会恰恰是由“大多数”的人构成的。(大多数的人,不仅可以定义过去与未来,还可以定义什么是精神病)。

在此基础上再进一步,可以得出这么个结论:因为物理学(在狭义相对论的层面上)不允许回到过去的时间旅行(因为违反因果律),但可以允许去往未来的时间旅行。所以,理论上我们可以用调整整个人类社会进入未来的快慢的方法,让脱离这个社会的单个的人实现回到一个“相对的”过去。

举个例子,让我们把狭义相对论里非常著名的双生子佯谬反过来用。

正常的双生子佯谬都是类似这样描述的:2014年,双生子之一A留在地球上,B离开地球高速旅行。在地球上的时钟过了五十年(2064年)、而旅行者的时钟过了五年(2019年)之后,旅行者回到地球,以他2019年的岁数看到了2064年的人类社会。于是我们可以说旅行者B穿越到了未来。(虽然双生子佯谬涉及到了非惯性系——B的飞船经历了一个掉头转弯的过程,但因为可以忽略引力,因此还是只需要用狭义相对论就可以解决。具体可看卢昌海这篇文章《关于时钟佯谬》

所谓把双生子佯谬反过来用,是指这样一个思想实验:

我们还是把B装在飞船内,告诉他要进行时间旅行。但其实B根本没动,而是整个地球都被高速发射了出去,B就这样悬浮在太空中过了五十年。在2064年的时候,地球回来了,地球上的时间才过了五年——2019年。这时候,地球上的人们迎来了一个从未来来的人,B,他已经老了五十岁!而对B来说,他也惊喜地发现2064的自己回到了2019年的地球,完成了一次回到过去的旅行。

这种回到过去的方法很“耍赖”。一方面,B确实回到了过去,2064年的他,回到了2019年。但其实相对于他出发时的2014年,2019年依然是“未来”,所以他是真正地“回到未来”。也正因为如此,在这种回到过去的时间旅行中,祖父悖论不会出现。因为地球飞出去的时候B已经存在,尘埃早已落定。就算B的祖父也在地球上,随便杀。不会影响历史进程。而当年老的B回到的2019的地球上,他也不会像电影《回到未来》里那样,遇到另一个2019年时年轻的自己。因为自从2014年开始,B就漂浮在太空中,与整个人类社会分离开了,而那个没有B的地球出去旅游了。

简单来说,虽然狭义相对论只允许前往未来的时间旅行,但只要理论上允许不同的时间流逝速度,那么人类社会中时间流逝慢的那块地方与那些人,就是“过去”。

从这个意义上讲,在“2014年把整个地球发射出去,只留B在原地”就等价于启动了一个时间机器。只不过这台时间机器实现穿越的方法,是让整个地球的时间变慢。于是,虽然B和地球的时间箭头依然往同一个方向流逝,但相对于地球,B跑得更快,因此在B眼里,地球是过去。但很显然,这种“过去”是“相对的”过去,B并不能回到地球被发射出去那一刻之前的时间。

于是就有了一个有关回到过去的时间旅行的标准说法:时间机器启动的那一瞬间,就是人们之后用这台时间机器能返回的最早的时间点。所以,如果未来人类发明了时间机器(用某种把整个地球发射出去聪明得多的方法),我们也不可能在现在看到来自未来的人——因为现在时间机器还没发明。这种性质,可能对广义相对论框架下的时间机器也是适用的。

于是,如果人类将来发明了时间机器,人类的历史就会泾渭分明地分成两段:时间机器发明之前的不可回溯的永远消失的“黑暗”历史,以及时间机器发明之后,可以回溯的允许时间旅行且不破坏因果律的“光明”历史。我们现在依然身处于“黑暗”历史之中。我们注定会被遗忘,成为传说。

就好像一场百米赛跑,枪声一响,大家都冲了出去。如果你比别人跑到快,回头看时,可以看到落在你身后的人,但不会看到有人还在起点线上,更不会有人在起点线之后。

最后说明一点,无论是地球还是B,静止的那一个所在的参照系使用的是Minkowski度规,“运动”的那个则不是。而Minkowski度规无论是在狭义相对论还是广义相对论中都是有特殊地位的(参见卢昌海的那篇文章最后的附录)。所以“把B发射出去”和“把地球发射出去”这两种“时间机器”在物理上还是不等价的。地球上的天文学家一做天文观测,就可以把这两种情况区别出来。以Minkowski度规为标准,如果把地球发射出去再回来,我们依然要说是“地球进入了B的未来”。所以,严格来说,这种“耍赖”的时间机器是一种局部适用的、心理学和社会学层面的时间机器。


 

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