蟲洞、黑洞和時間機器

翻譯/楊孝文

大家好，我是斯蒂芬·霍金，是物理學家、宇宙 學家，也是夢想家，盡管身體不能活動，只能通過電腦與大家交流，但我的內心是自由的，自由地探索宇宙并探究那些終極謎題，比如：時間旅行是否可行？能否打開一個回到過去的通道，或找到通向未來的捷徑？我們最終能否利用自然法則掌控時間？

在科學界，時間旅行一度被認為是胡說八道。過去因為擔心有人會把胡說八道的標簽貼在自己身上，我一直對這個問題避而不談。但現在，我不再那么謹小慎微了。事實上，我更像是建造了巨石陣的那些人。我對時間癡迷已久，如果有一臺時間機器，我會去拜訪風華正茂的瑪麗蓮·夢露，或是造訪將望遠鏡轉向宇宙的伽利略。我可能還會前往宇宙的末日看看整個宇宙將如何終結。

為了讓這一切從虛幻變成現實，我們應從物理學家的角度來重新審視時間，即第四維。這個問題沒有聽上去那么晦澀難懂。每個好學的孩子都知道，任何物體都以三維形式存在，包括坐在輪椅上的我。一切物體都有寬度、高度和長度。此外，還有一個維度——時間。一個人能活80歲，但巨石陣的石頭卻數千年屹立不倒，太陽系的運行更將持續數十億年。

一切物體都有時間和空間的長度。時間旅行意味著我們要經過第四維。為了讓大家更直觀地理解這一點，我將用一項日?；顒觼砼e例說明，比如開車。我們開車沿直線行駛，是在一維中旅行，向左轉或是向右轉，則是二維旅行，驅車上下山路意味著又增加了高度，是在三維空間內旅行。

那么，我們怎樣才能實現時間旅行？怎樣才能發現穿越第四維的通道呢？

讓我們暫時從科幻電影中尋找答案吧。在此類電影中，通常會有一臺巨大而高能耗的時間機器，這臺機器可以穿越在第四維旅行的通道——“時光隧道”。時光旅行者——勇敢但可能有些魯莽的人，做好我們大家所知道的準備，然后走進時光隧道，來到一個他們想要到達的時間。這一概念可能有些牽強，事實可能與之存在著天壤之別，但該想法本身不是那么的瘋狂。

物理學家們也在思考時光隧道，但我們的角度不同。我們想搞清，依照自然法則，聯通過去和未來的通道有沒有可能存在。事實證明，這是有可能的。而且，我們還給它們起了一個名字：蟲洞。其實，蟲洞無處不在，只是因為太小，我們肉眼看不到罷了。蟲洞非常小，存在于時空的隱蔽處和縫隙里。你或許認為這是難以理解，請耐心聽我繼續解釋吧。

任何物質都不是完全平滑和無縫隙的，如果仔細觀察，會發現它們上面都存在小孔和裂縫，這是一個基本的物理原理，同樣適用于時間。即便是像臺球一樣的東西，上面也有裂縫、褶皺或空洞。相信我，這一原理同樣適用于第四維。時間也存在許多微小的裂縫、褶皺和空洞。在最小的刻度下——比分子甚至原子都小，我們來到一個稱為量子泡沫（quantum foam）的地方，這是蟲洞存在之處。

時空中的微小隧道或捷徑不停地在這個量子世界中形成、消失和重新形成。它們可以連接兩個隔離的空間以及兩個不同的時間。不幸的是，現實生活中，這種時光隧道非常狹小，即使發現了它們，我們也不能從這個縫隙穿過——可這正是“蟲洞時間機器”概念的前進方向。部分科學家認為，或許可以捕捉到一個蟲洞，將它放大數萬億倍，令其足夠大，能讓人甚至飛船進入。

如果我們擁有足夠的能量和先進的技術，將來或許甚至能在太空中建造一個巨型蟲洞——我并不是說一定可以做到，但如果真的有這種裝置，那么確實很了不起——一端在地球附近，另一端則在遙遠的星球附近。從理論上講，蟲洞或時光隧道不僅能把我們帶到別的星球。如果蟲洞的兩端在同一個地方，且由時間而非距離分離，飛船就能在遙遠的過去和將來自由出入?；蛟S恐龍會看到飛船降落的場景。

四維方式思考并不容易，蟲洞是一個令你絞盡腦汁才能明白的概念。我一直想做一個簡單的實驗，揭示人類通過蟲洞的時間旅行是否可行，或是現在，或是未來，我喜歡簡單的實驗和成功后的香檳酒。所以，我將自己最喜歡的兩件事情結合起來，探討時間旅行是否可行。

讓我們設想一下這樣的場景，我舉辦了一個為未來旅行者舉辦的歡迎宴會。因為希望得到一個驚喜，我沒有告訴別人。我寫了邀請函，注明了準確的時間和經緯度坐標。我希望它能以這樣或那樣的形式存在數千年，然后被幾千年后的人收到，并未利用蟲洞時間機器來參加我的宴會，證明時間旅行將來是可行的。那么，在宴會正在舉行的時候，時間旅行貴賓應該隨時會降臨，五個或一個。但就在我說話的時候，仍沒有人到來，真是遺憾。我希望未來的“環球小姐”能踏進這扇門。這項實驗為何不奏效？一個原因可能是回到過去的時間旅行所存在的問題——我們稱之為悖論，一個眾所周知的問題。

探討悖論是一件很有趣的事情，最著名的悖論通常被稱為“祖父悖論”。

我有一個新的簡化版本——“瘋狂科學家”悖論。我不喜歡一些電影中將科學家刻畫得像個瘋子，但在這種情況下，確實如此。這個家伙決心建立一個悖論，即便付出生命代價在所不惜。他只要通過蟲洞來到一分鐘前的的世界就行。如果這位科學家回到一分鐘前后，向那個以前的自己開槍，會發生什么事情？他現在已經一命嗚呼。那又是誰開的槍呢？這便是一個悖論，聽上去毫無意義。但這卻是那種讓宇宙學家做噩夢的狀況。這種時間機器會違反整個宇宙所遵循的基本規則。我認為一切皆有可能。如果真是如此，那么就沒有任何辦法阻止整個宇宙陷入混亂。所以，我認為有些事情總會發生，以阻止這種悖論，科學家永遠不會真是面對悖論。

蟲洞本身就是一個問題，我認為像這樣的蟲洞不能存在，原因就是“反饋”問題。如果你有到搖滾演唱會現場觀看演出的經歷，你就會對那種尖利的噪音印象深刻，那就是“反饋”。引起“反饋”的原因很簡單，聲音進入麥克風，通過電線傳播，經由擴音器放大；被放大的聲音再次被麥克風傳輸到音箱里，再一次放大……如此這般不斷循環，每次的聲音都比上一次更大。如果不阻止，這種“反饋”會破壞音響系統。

蟲洞也會遇到這種問題，只不過聲音換成了輻射。一旦蟲洞變大，大自然的輻射會進入其中，最終形成循環“反饋”，最終摧毀蟲洞。雖然微型蟲洞確實存在，也有可能在某一天不斷膨脹，但持續時間不會太長久，所以不能當做時間機器使用。這是沒人能前來參加我的晚宴的真正原因。任何通過蟲洞和其他方式回到過去的時間旅行或許都是不可能的，否則，悖論就會出現。

因此，很遺憾，回到過去的時間旅行應該永遠不會上演。對于尋找恐龍的人來說，這會令他們大失所望，但對于歷史學家而言，他們可以徹底解脫了。

不過故事并未到此結束。這并不意味著使所有的時間旅行不可行。我確實對時間旅行深信不疑，對通向未來的時間旅行更是如此。時間就像河流，我們每一個人仿佛是被時光的流動無情地卷走，時光也像河流一樣，在不同的地點，有不同速度，這是通向未來的“鑰匙”。