時間機器，應該長什麼樣？

時間續集接著說。上期我們說到：可穿越蟲洞應該是什麼樣？基普·索恩給出了答案。

問題馬上來了，那麼穿越蟲洞的時間機器，又應該什麼樣？

凡是讀過喬治·威爾斯的科幻大作《時間機器》的，無不被書里的時間機器所吸引。

尤其是再看過科幻片《時間機器》（不管是1960年版的，還是2002年版的），時間機器到底長什麼樣子？估計在你腦袋裡都已經有固定模版了。

打扮成蒸汽朋克或者後工業朋克的時間機器，不必向你交代背後是什麼科學原理，也不會向你說明是穿越蟲洞還是黑洞？動用什麼能量？

只要你按動幾個按鈕，看著閃爍的指示燈，你就可以坐享其成——亂入歷史，闖進未來，目睹大跨度的時光飛逝、世界大戰、文明興衰……

科幻畢竟只是科幻，不一定都是建立在科學基礎上的幻想。

但作為當代天體物理巨擘的基普·索恩，就不能這麼搞了。

即使作為科幻作品的科學顧問，說出來的也必須是科學事實，或者是建立在科學原理上，有根據的推測。就算猜想，也應該屬於科學猜想，不能違反任何已知的物理定律。

針對穿越蟲洞這類課題，講真，真的好難好難！

不過，令人驚喜的是，索恩竟然真的給出了答案——

穿越奇特時空，必須依靠奇異能量。

要想擁有奇異能量，必須掌握奇異物質！

這到底是什麼意思？

根據廣義相對論推導，任何蟲洞要想保持可穿越的狀態，內部就必須存在奇異物質！

這種奇異物質Exotic Matter，必須具有負質量或者負能量才行，這就是所謂的奇異能量。

（根據質能轉換方程，質量和能量都是等效的，所以具備負質量或者負能量都行。）

為什麼需要負能量，這種奇奇怪怪的能量呢？

我們知道，比如像恆星、黑洞這樣的天體，因為引力效應，會將光線向內彎曲，而不是向外彎曲，形成引力透鏡效應。

但是呢，要想產生穩定、可穿越的蟲洞，必須讓光線按照這樣行進：當光線進入蟲洞時，光會匯聚起來，當光線離開蟲洞時，再發散開來。

也就是說，蟲洞對光線具有發散作用，就像是一個凹透鏡。

這正好跟我們熟悉的天體引力效應相反，因為太陽、黑洞這些天體都是由普通物質構成的，只能擁有正能量／正質量。

所以呢，要想產生蟲洞，就得在蟲洞內部填充奇異物質，這就是說，穿越蟲洞的時間機器，必須攜帶具有負能量／負質量的奇異物質！

索恩把這種尚且未知的具備負能量／負質量的物質，叫做奇異物質。

他將這種理論推導過程，稱為弱能量條件。

——這就是1988年他發表在《物理評論快報》上——那篇著名的學術論文《蟲洞、時間機器與弱能量條件》的核心內容。

那麼問題來了，具備負能量／負質量的奇異物質，真的存在嗎？還是科學家的猜想而已？

歷史總是那麼有趣有料。就在索恩等人發表論文的40年前，也就是1948年，一個卡西米爾的荷蘭物理學家嚴謹證明：量子理論能夠產生負能量。

甚至構想了一個驗證模型：只要拿來兩塊不帶電的金屬板，就能做到。

要知道，常識告訴我們，由於兩塊金屬板不帶電，是電中性的，也就意味著它們之間沒有作用力。

但是，卡西米爾卻推導出：由於量子世界的海森堡不確定性原理，這兩塊金屬板之間的真空狀態，實際上異常活躍，數以萬億計的粒子、反粒子不斷生成和消失，使得金屬板之間產生凈吸引力。

這不就是負能量嘛！

這種論斷儘管並不違背任何物理定律，但絕對違背常識、直覺，兩塊不帶電的平板怎麼可能相互吸引呢？！所以，一言既出，萬人筆伐，斥為謬論。

直到十年後的1958年，一位叫斯帕爾納伊的實驗物理學家，果真驗證了這種效應的確真實存在。從那以後，這種奇異效應就被叫做卡西米爾效應。

這就意味著，利用卡西米爾效應可以產生負能量，正好為時間機器所用。

於是，最簡單的時間機器出現了：

穿越蟲洞的時間機器由兩個艙室組成，每一個艙室設置兩塊平行金屬板。

在兩對金屬板之間產生強大的電場，足以讓時空開裂，這樣在連接兩個艙室之間形成一個蟲洞，這就是一個可穿越的人造蟲洞。

由於蟲洞能夠連接兩個不同時空，所以，當穿越者進入一個艙室後，就會瞬間被轉換到某一時空，過去或者未來。

——這就是大多數時間旅行科幻片，所採用的時間機器原理。

而索恩設計的時間機器藍圖，顯然更嚴謹更人性化一些：

儘管卡西米爾效應可以產生負能量，但在索恩看來，能量遠遠不夠，不足以達到撕開時空，產生穩定蟲洞的能量。

索恩理想中的奇異物質，不僅負能量巨大，而且能夠像金屬一樣是可塑的，這樣的話，最理想的時間機器艙室，應該是由奇異物質構造的圓筒。

穿越者坐在圓筒裡面，就像坐飛機一樣，去享受時間旅行。

就像《超時空接觸》里的艾莉那樣，穿越時空，飛到26光年外的織女星。

關鍵問題來了，為什麼直到現在人類還造不出時間機器呢？

從資源角度來說，人類還無法找到／製造具有負能量的奇異物質。沒有這個作為物質基礎，要想撕裂時空，沒門！

從理論依據來說，撕裂時空，哪怕是普朗克級的最小時空，都會碰到完全量子化的引力理論，這就需要藉助一套萬有理論——量子引力論，儘管超弦理論最接近，但還不能夠證實或者證偽。

從文明掌握水平來說，人類還遠遠沒有達到能夠駕馭超級能量，操縱時空的能力。

正如按照索恩所說：「只有神級文明，作為超空間的主宰者，才能掌握這種能力。」

我想說的是，這原本是25世紀才可能夠得著的技術概念，卻早早落到了20世紀。

但，不管是星際穿越，還是時間旅行，維際旅行，這都是人類永不放棄的終極追求。

嫁接在科學精神上的探索精神，正是洞開宇宙間最大奧秘——時間的源動力。

時間到底是什麼？且看續集。

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