小市民的奮鬥 穿越時空
這個問題目前科學界還沒有定論。史蒂芬·霍金寫的《時間簡史》裡對此做過專門的討論,建議去仔細看看這本書,順帶學一學相對論和量子論,這樣更有利於理解。霍金認爲即使真的超過光速,也不可能真正穿越時空,時間倒流只是一個假象,超光速事件將引起時間和空間一系列量子力學上的反應,最終使得穿越時空無法實現。當然,也有的科學家對此持不同意見,而且穿越時空的辦法並不止超光速一種。至於歷史的軌跡問題也在《時間簡史》中有過詳細的論述,同樣有好幾種不同說法,不過總的來說,歷史是以隨機性即不確定性爲主的,並非一切都固定無誤。
直到今天,人們仍然堅持這樣的觀點:時間的性質是一維的長度,時間的單位應該用“小時”或“秒”來表示,事實真是如此嗎?在這裡我先大膽地提出幾點疑問:如果時間真是一維的長度,它爲什麼不能用標準尺來衡量卻要用標準鍾才能計算?既然時間是長度,它爲什麼不能用長度單位米來表示而非要用“小時”和“秒”來表示?“小時”和“秒”也是長度單位嗎?如果是長度單位它們與米是什麼關係?兩者能換算嗎?反之,如果不是長度單位幹嗎要用它們來表示時間長度?相信這些問題是沒有人提出過的,也是極難回答的,至少不能說它們是幼稚的問題,回答不上來的問題一定不是幼稚的。
可以肯定地說,我們今天使用的時間概念是含混不清的,其中存在着許多明顯的矛盾,應該說這完全是我們理論自身的矛盾,與時間本身無關。
有史以來,由於人們對於時間概念的錯誤理解,必然導致今天一切有關的物理學理論都不能算做正確的科學理論,雖然現有的這些物理學理論也能在一定程度上解釋宇宙的局部,似乎解釋的也很正確,但終歸不可能建立起一個完整的、大統一的宇宙科學理論,糾其原因就在於我們並不真正瞭解“時間”。
事實上宇宙是極其簡單的,因此解釋宇宙的科學理論也必然是極其簡單的而不是相反,它大大地超乎了我們所有人的想象。如果你把宇宙想象的越複雜、越神秘,你就越無法把握宇宙;假如你把宇宙想象的很簡單,你就會驚奇的發現,宇宙原來是透明的,除了量和量的分佈以外什麼也沒有,那時你會瞠目結舌。
破解宇宙之迷的前提在於破解時間之迷,破解時間之迷的前提在於破除傳統的“時間觀念”,它既是一層窗戶紙,也是一道銅牆鐵壁,如果你具備了超越愛因斯坦的想象力,這層窗戶紙將一捅即破,你相信嗎?現在就讓我們來破解時間之迷。
(二)
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在真實的宇宙中,時間的形象並不是我們想象的那樣是“一維的長度”,而應該是“三維的體積”。時間的單位既不能用“秒”來表示也不能用“米”來表示,而應該用“立方米”表示。人們通常所說的“小時”和“秒”以及“天”和“年”並不代表時間單位而只代表“角度”單位。在真實的宇宙中,時間的真正形象並不是角度,而是存在於角度中的“角體積”。現在我們就來專門討論這個問題,首先從時鐘談起:
我們知道,不同時鐘上的錶盤面積大小各不相同,但所有時鐘錶盤面積中存在的角度卻完全相等,都是三百六十度。當時針在盤面上轉動了一週時,我們說時針走過了十二小時的時間,同時也可以說時針轉動了三百六十度角,這說明錶盤上的十二小時單位正好等於三百六十度角,而錶盤上的一小時單位也正好等於三十度角。由此看來,小時的概念並非長度單位,而實際上代表着角度單位,小時和角度兩者之間是可以換算的。換句話說,所謂一小時實際上就是錶盤上三十度角的代名詞;反之,錶盤上三十度角也正好相當於一小時。
一定有人會問:既然你說“小時”不是時間單位而只能做爲角度單位,那麼我們通常所說的一小時時間又是什麼意思呢?我們仍以時鐘爲例進行說明。
在錶盤上,如果時針轉動了三十度角我們就會說時針走過了一小時時間,這就好比錶盤上的一條半徑掃過了三十度夾角中的角面積;如果時針轉動了三百六十度角,就等於這條半徑掃過了錶盤周角中的圓面積。我們說:無論是三十度夾角中的角面積還是三百六十度周角中的圓面積就是體現在“時鐘”裡的時間,換句話說:在“時鐘”裡,時間的形象直觀地體現爲面積單位,所謂“一小時時間”就是錶盤上三十度夾角中的角面積,“十二小時時間”就是錶盤上週角中的圓面積。
現在我們知道了,在“時鐘”裡小時的概念原來是指角度單位,而所謂的時間不過是體現在角度中的面積,因此,我們再也不應該說:時間有多長?而只能問:時間有多大?時間的單位既不能用秒來表示,也不應該用米表示,最多隻能用平方米表示。
說到這裡你感覺吃驚嗎?請不要急於反駁我。一切時鐘上的錶盤面積和刻度都是不動的,它代表着靜止的時間,一切時鐘上的錶針都是運動的,它們代表着運動的物體,這說明物體只能在靜止的時間中走動。當某個時鐘上的錶針停止轉動時,我們不能說時鐘裡的“時間”停止了,因爲代表時間面積的錶盤和刻度本來就是不動的,我們只能說運動的錶針在時間中停止了。這個意思是說——時間本身是從來不動的,時間是靜止的。
在“時鐘”裡,時針就象運動的物體,只能在時間面積中通過,時間是物體運動掃過的面積而不是走過的距離長度,在所有的錶盤上都不能體現出時間線段的長短,而只能體現出時間面積的大小。一定有人不同意這種看法,認爲如果把錶盤上的時針看成是由無數個質點組成的半徑,這樣每一個質點掠過的弧線就是一條時間線段,它就可以用長度單位米來表示,時間還會體現爲長度。我們承認,所有面積最終都是由線段疊加而成的,但是任何線段即使再細也會具有一定的寬度,從本質上講仍然可以被看成是一個面積單位。同理,在錶盤上移動的質點即使再小也應該被視爲一段半徑,它在轉動中所留下的痕跡必然是由長度和寬度構成的面積,所以我們說:在錶盤上時間的形象只能體現爲面積,而不是長度。單一的長度單位不能唯一地確定面積的大小。
通過以上的分析肯定會給人一種錯覺,似乎時間真的就是面積單位,其實這種理解也是不對的。事實上,我們在前面所說的“時間”不過都是時鐘裡的時間而非真正意義上的時間。真正意義上的時間既不是長度單位,也不是面積單位,而只能是體積單位。
我們知道,所有時鐘最早都是根據地球的自轉原理而設定的,地球纔是真正的標準鍾。一切時鐘都應該被看成是地球鐘的投影,時間在這個投影平面上只能表現出面積的特徵,而在地球鍾裡,時間的真正形象必然體現爲體積
地球自轉一週同樣等於走過三百六十度角,但地球轉動一週並不等於走過了十二小時單位,而是被規定爲二十四小時單位,這樣地球鐘上的一小時單位就應該等於球體中的十五度夾角。這就是說:在地球鍾裡,一小時就是十五度夾角的代名詞。與時鐘不同,地球鐘上的一小時單位裡的“時間”並不是兩條半徑夾角之間的角面積,而是垂直於地軸上的兩扇半圓面積夾角之間的角體積,這就象我們把一個西瓜均勻地切割成二十四塊,每一塊西瓜的形狀就類似於一小時單位中角體積的形狀。如果把二十四塊角體積看成是一個整體,它就是地球鍾周角中存在的球體積,這個球體積就是地球鍾自轉運動所佔據的時間體積,它的大小可根據地球半徑長度和球體積公式求出。地球自轉運動所佔據的時間體積與地球質量所佔據的空間體積重合、相等。在這裡“時間與空間”終於統一了,它們統一於三維體積。
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在地球鍾裡,時間的形象既不是質點掠過的弧線距離,也不是旋轉半徑掃過的面積,而是旋轉平面掃過的體積。時間的單位既不能用米來表示,也不能用平方米來表示,而只能用立方米來表示。
曾經有人形象地把時間比喻成時間管道或時間隧道,這簡直是天才的比喻,既然是隧道就必然要用體積來表示,不過任何時間管道都不可能是直管,而是一個封閉的曲管。這是由於一切物體的運動都是在一定的範圍內旋轉,就象時針和地球鍾那樣在角度中進行一樣,無論是一個原子、太陽系還是整個宇宙。
在太陽系中,地球的公轉軌道就是一個典型的時間管道,當然,這個時間管道的樣子是在我們的思維中想象出來的,它是地球圍繞太陽公轉一圈所掃過的體積,該體積的大小等於地球的最大切面與管道的平均周長的乘積。在太陽系中,所有行星都在自己的時間管道中圍繞太陽中心旋轉,由於不同行星的管道的截面積大小和平均周長各不相同,因此,我們說每個行星運動所實際佔據的時間體積大小不同,並且它們都不處在同一個時間體積中。所有行星公轉一週都叫做走過了一年的時間或三百六十度,這說明一年的單位實際上代表太陽系中的三百六十度角,在地球年中存在的時間管道體積與木星年中的時間管道體積肯定是不同的,應該說木星旋轉運動所佔據的“年角度”中的時間體積明顯地比地球運動所佔據的“年角度”中的時間體積要大,這好比說木星質量佔據的空間體積要比地球質量所佔據的空間體積要大一樣,並且它們同樣也不處在同一個空間體積中。
(五)
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在地球鐘上,一切物體都可以被看成是在自己的時間管道中象時針一樣圍繞着地軸旋轉,任何單個物體或質點的時間管道截面與管道周長的乘積就是該物體旋轉運動所佔據的時間體積。地球上所有物體或質點的時間管道體積累計的總和構成了地球整體自轉運動所佔據的總時間體積,這個時間體積的形狀也是一個典型的以地軸爲中心的時間管道。地球是一個球體的時鐘,也是普通時鐘的原型。地球上每一個單個物體的運動都不處在同一個時間管道體積中,或者說不具有同時性,但它們又都同處在一個更大的時間管道體積中,這就是地球的總時間管道體積,它的大小與地球質量所佔據的空間體積大小相等、重合。
就宇宙整體而言,它是一個最大的標準鍾,在宇宙鍾裡存在着各種不同層次、大小不等的時鐘,包括銀河系鍾、太陽系鍾,地球鍾和原子鐘、光子鍾等。宇宙中一切物體的運動就象永不停止的錶針一樣確定着自己在時間體積中的位置和座標,我們今天所感覺到的所謂時間的快慢,實際上並不是時間本身的快慢而是地球自轉和公轉運動的快慢,它與地球的動量和速度直接有關。要想知道最後的答案,我們必須按順序討論。