霍金的学术思想 时光机、外星人论

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霍金的学术思想 时光机、外星人论

时光机

英国着名天体物理学家史蒂芬·威廉·霍金继承认外星人的存在后,又发表一个惊人论述:他声称带着人类飞入未来的时光机,在理论上是可行的,所需条件包括太空中的虫洞或速度接近光速的宇宙飞船。不过,霍金也警告,不要搭时光机回去看历史,因为只有疯狂的科学家,才会想要回到过去颠倒因果。

物理学家霍金在拍摄的一部有关宇宙的纪录片时提到,人类其实能建造出接近光速的宇宙飞船,并且能够进入未来。霍金甚至说,自己是因为担心别人把他当成怪人,所以才不敢乱说话,也不愿意多谈有关时光机的东西,直到透过纪录片后才敢大方讨论。

时间缝隙

至于时光机的关键点,霍金强调就是所谓的四度空间,科学家将其命名为虫洞。霍金强调,虫洞就在我们四周,只是小到肉眼无法看见,它们存在于空间与时间的裂缝中。

他指出,宇宙万物非平坦或固体状,贴近观察会发现一切物体均会出现小孔或皱纹,这就是基本的物理法则,而且适用于时间。时间也有细微的裂缝、皱纹及空隙,比分子、原子还细小的空间则被命名为量子泡沫,虫洞就存在于其中。

  回到过去

霍金指出,理论上时光隧道或虫洞不只能带着人类前往其他行星,如果虫洞两端位于同一位置,且以时间而非距离间隔,那么宇宙飞船即可飞入,飞出后仍然接近地球,只是进入所谓遥远的过去。因为在4度空间中,10分钟也许是n小时。不过霍金警告,不要搭时光机回去看历史。

飞去未来

史蒂芬·威廉·霍金表示,如果科学家能够建造速度接近光速的宇宙飞船,那么宇宙飞船必然会因为不能违反光速是最大速限的法则,而导致舱内的时间变慢,那么飞行一个星期就等于是地面上的100年,也就相当于飞进未来。

霍金举人造卫星为例,指卫星在轨道运行时,由于受地球重力影响较小,卫星上的时间比地上时间稍快。由此,霍金就设想出一艘大型极速宇宙船,可在1秒内加速至时速9.7万公里,6年内加速至光速的99.99%,比史上最快的宇宙船阿波罗10号快2000倍。船上的乘客就是变相飞向未来,作出名副其实的时间旅行。

四度空间

即使是在太空中,万物也都有时间的长度,在时间中漫游,意味着穿越该4度空间。

霍金举例指出,开车直线行进等于是在1度空间中行进,而左转或右转等于加上2度空间,至于在曲折蜿蜒的山路上下行进,就等于进入3度空间。穿越时光隧道就是进入4度空间。

外星人论

斯蒂芬·霍金在美国探索频道2010年4月25日播出的纪录片《跟随斯蒂芬·霍金进入宇宙》中说,外星人存在的可能性很大,但人类不应主动寻找他们,应尽一切努力避免与他们接触。

霍金认为,鉴于外星人可能将地球资源洗劫一空然后扬长而去,人类主动寻求与他们接触有些太冒险。如果外星人拜访我们,我认为结果可能与克里斯托弗·哥伦布当年踏足美洲大陆类似。那对当地印第安人来说不是什么好事。

然而,也有不少专家对外星人威胁论表示了质疑。他们从外星人的智慧与科技,甚至是人类自身对外星人的心理作用来说明外星人对地球人并不构成威胁。中国语言学家、数学家周海中表示,如果外星人能来到地球,说明它们的文明程度远远超过我们人类;文明程度越高,暴力倾向的可能性就越低。他认为,担心外星人的威胁是完全没有必要的,因为只要是高智慧生命体,它们的理智决定着它们怎样对待其他智慧生命体;外星人与地球人将来是能够和平共处、友好合作和共同发展的。无独有偶,美国天体生物学家大卫·莫里森也表示,如果一个文明能够存在数十万年,那么它的先进程度一定超过人类。这个文明一定能解决我们面临的一系列问题,所以没有必要侵略地球。他甚至认为外星人是和平使者且友善可爱,并风趣地说,如果外星人来访,我会好好款待它们。在诺贝尔物理学奖得主、美国天体物理学家乔治·斯穆特眼里,外星人威胁论的种种担忧纯属杞人忧天。

星际移民

霍金在2010年8月接受美国知识分子视频共享网站BigThink访谈时,再曝惊人言论,称地球200年内会毁灭,而人类要想继续存活只有一条路:移民外星球。

霍金表示,人类如果想一直延续下去,就必须移民火星或其他的星球,而地球迟早会灭亡。霍金说:人类已经步入越来越危险的时期,我们已经历了多次事关生死的事件。由于人类基因中携带的自私、贪婪的遗传密码,人类正在一点点掠夺地球资源,人类不能把所有的鸡蛋都放在一个篮子里,所以不能将赌注放在一个星球上。

学术赌注

霍金喜欢就一些科学命题,与其他学者开赌,一时成为科学界美谈。

1.能否发现希格斯玻色子

霍金跟美国密歇根大学的戈登教授打了个赌:CERN不会发现希格斯玻色子。

希格斯玻色子是英国着名物理学家希格斯与其他同事经过漫长年代的潜心研究,等待了48年,才发现了希格斯玻色子,也称为上帝粒子。

2.黑洞是否存在

集一生精力研究黑洞的霍金,曾担心黑洞可能只是理论上的概念,而现实中根本不存在。他为免到时自己变得一无所有,1975年他与另一名物理学家索恩(Kip Thorne)开赌:究竟黑洞是否存在。

3.裸奇点的存在

1991年,霍金又要求开赌,这次索恩与他站在同一阵线,对赌一方是物理学家裴士基(John Preskill)。当时的命题是,奇点应该被黑洞围绕,但没有被黑洞包围的裸奇点(naked singularities)是否存在。

霍金与索恩押注:裸奇点并不存在,随即与裴士基立下赌据,谁输了要向对方送上一件用来遮蔽裸体的T恤衫,写上适当的服输字眼。霍金于1997年修正他的理论,指出裸奇点有可能存在。

高维空间

根据90年代提出的M理论(超弦理论的一种),宇宙是十一维的,由震动的平面构成的。在爱因斯坦那里,宇宙只是四维的(三维空间和一维时间),现代物理学则认为还有七维空间我们看不见。

科学家们对我们已认知的维与可能存在但未被认知的维之间的区别是如何解释的呢?他们打了一个比方:一只蚂蚁在一张纸上行走,它只能向右或向左,向前或向后走。对它来说高与低均无意义,这就是说,第3维的空间是存在的,没有被蚂蚁所认识。同样,我们的世界是由四维数据构成的(三个空间维,一个时间维),我们没有觉察到所有其他的维。

根据物理学家的看法还应该有7个维。尽管有这么多的维,这些维是看不见的,它们自身卷在了一起,被称为压缩的维。为了弄清这种看法,让我们再以蚂蚁为例展开我们的想象。我们可以设想一下,将蚂蚁在上面行走的那张纸卷起来,直到卷成一个圆筒形。如果蚂蚁沿着纸壁走,最后它又会回到出发点,这就是压缩维的一个例子。如果能沿着着名的莫比乌斯带走,也会发生上述现象,当然,它是3维的,但如果沿着它走过,总是会回到出发点的。莫比乌斯带从维的角度讲是压缩的,按照物理学它有3个维,但谁在上面行走,都只能认知成一个维。这就有点像左图上的人:上行或下行,但永远不会走到尽头。如果蚂蚁不是沿着纸筒弯曲的壁行走,它就永远不会返回到原出发点。这就是二维(或者说被我们所感知的那种维)的例子,沿着它一直走,就不可能返回到原来的出发点。

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