时间:容纳物质的另一层空间

2000-06-07 13:41田满江
飞碟探索 2000年6期
关键词:佐拉光速时序

田满江

我们常常把时间比做一条笔直的长河,在这条长河里,我们只有两个方向——过去和未来。留给鱼儿的疑惑是:时间是否还有其他方向?在我们的时间直线以外,是否存在着垂直的时间矢量?那样的时间矢量是否会像我们的时间长河一样源远流长,没有始点,没有终限?对超光速现象的研究大约可以追溯到1932年,美国贝尔实验室的麦考尔曾指出:“当一个粒子穿行一个障碍时,它好像瞬间就穿过去了。”到今天,超光速的实验对象已不再仅仅局限于一个粒子,从而发现了更多的莫名其妙的物理表征,比如,实验对象常常诡异地消失。但只要引出一条垂直的时间矢量,这些怪异现象就可以得到很好的诠释。当物体被加速到亚光速或光速,由于产生了一个垂直的时间矢量,从而挣脱了我们的时间直线,跳出了我们的时序。

初看上去,这种解释和爱因斯坦的相对论完全矛盾。

相对论告诉我们,当物体在亚光速区内运动时,时间为正,流逝趋缓;当物体速度达到光速,时间停滞为零;当物体以超光速运动时,时间效应为负,这里的时间是倒流的。

事实上,两者之间并不矛盾,而且,高速运动的物体在一维时间直线上产生变量的诱因可能正源于这个垂直的时间矢量。

一个以光速运动的物体,其存在时间为零,我们是否就可以说它不存在,就可否定它具有一切物质都应具有的诞生、运动、消亡的生命历程呢?如果否定了这一历程,恐怕是任何人都难以接受的。但如果肯定这一历程,又怎样用我们直线式的时间概念去描述它的存在呢?最简单最行之有效的方法是,首先假定它拥有自己的时序,一个垂直的时间矢量。如果以我们的时序为X轴建立一个直角坐标系,就可以利用简单的三角函数关系对它衍生出的时间变量进行计算,即C2=A2+B2。其中C是物体真正经历的时间,A和B分别是C在X轴和Y轴上的投影。

作为三角形的斜边,C大于另两个直角边A和B。当物体在亚光速区内运动,C处于坐标系第一象限,这时我们看到X轴上的时间变量A表现为流逝趋缓;当物体以光速运动,C与Y轴重合,A=0;当物体以超光速运动,C处于第二象限,A为负值。

不过,由于存在另一个垂直的时间矢量B,物体真正经历的时间C可被无限延长,这与解释爱氏相对论中那个著名的例子:“一对双胞胎兄弟,哥哥驾驶光速飞船到太空中旅行,回来后弟弟已是老态龙钟,而哥哥仍然年轻英俊。”结果截然相反。

修改后的例子是这样的:“地球上发射一艘光速飞船,到现场送行的宇航员的亲友还没来得及散去,飞船就已经返航了。在宇航员们走下弦梯时,他们如霜的须发和满目疮痍的船身证明他们经历了漫长的太空苦旅。”

两种结果相比较,我认为后一种更接近于真实。

目前,时空一体论已得到了广泛的认同。所谓的“四维时空”即是在空间长、宽、高三维的基础上再加一个时间维。这是非常有必要的,因为物质的存在除了要占有空间维以外,还必须占有至少一个时间维,即空间的延续性。任何物体都不可能脱离时间而独立存在于三维空间之中。那么,交叉时序不论与我们的时序以怎样的夹角相交,通过我们时序时都只是一个点。在我们时序上存在的时间都等于或无限趋近于零。一个存在时间为零的物体在我们的四维时空中,显然不具备空间上的延续性。更准确地说,它的空间延续性在我们的时序之外。这似乎足以解释超光速试验常常发生的“非物质化”、“隐形”以及所谓的“穿透性”等诸如此类的奇妙现象。

当然,以上所述仅限于推论而已,但我们不妨先把这种推论进一步引向深入。即便这些高速运动的物质种类繁多,多得足以组成无数个宏观宇宙;即便这些质量巨大、速度奇快的物质与我们同处于一个三维空间内,且每时每刻与我们的时序一擦而过,即便如此,仍然不必担心。我们几乎可以确定不疑地说,它们不但不会把我们的分子世界撞个稀巴烂,反而是我们看不见摸不着的“隐形”世界,这就是“交叉时序”。

为了使下面的叙述不显单调,我想借用科幻故事的形式来描述“平行时序”:

经验老道的宇航员佐拉驾驶着人类历史上第一艘光子火箭首航太空,火箭不断加速,逐渐突破了光速之壁,他感到一阵轻微的眩晕。由于光子火箭还停留在实验阶段,佐拉不想走得太远。一旦达到光速,佐拉便按预定程序关闭推进器,同时启动反向制动系统停下来。这时,他抬头一看,不禁大惊失色,那轮曾经亘古不变的皓月消失不见了,人类世代繁衍生息的地球也消失了,取而代之的是一片全然陌生的宇宙景观。但物质更加丰富,更加瑰丽灿烂。自动导航系统显示并未偏离预定轨道,佐拉确信绝不可能跑出太阳系范围,但太阳系的九大行星却一个也找不到。

“这是什么鬼地方?我迷失了航向!”佐拉绝望地大吼大叫,静默的无线电听筒里只传来咝咝的静电干扰声。

老佐拉并不知道,就在火箭突破光障的一瞬间,他就挣脱了我们的时序。此时,他正处在我们时间直线之外几秒钟的一个平行时序中。

有点不可思议是吗?其实也不难理解。就像在此时此刻,你不可能看到出现在过去和将来的物体一样。同样地,我们也不可能看到存在于我们时序之外几秒钟、几分钟、几小时甚至几十年、几百年的事物,即便那是一个宏观宇宙。

再比如,在公路上,几秒钟之前通过了一辆车,对接踵而来的另一辆车而言,意味着公路上空无一物。同样道理,在我们时序以外的某一时刻上看我们的物质宇宙同样“不存在”,因为我们的地球、我们熟悉的宇宙都是几秒钟以“外”的事情。这就是“时间的错位”。

不必因迷失在时空里而过分绝望,这片空出来的宇宙空间完全可由另一重宏观宇宙来填充。就是通过这种时间的错位,多重的宏观宇宙可以重叠并存于同一个三维空间之中。既相互独立,又相互关联。

在平行时序,佐拉除了要结识太多的新面孔,还能邂逅一些老面孔。比如我们的太阳,因为光本身就具备光速,它那灿烂的光辉应该同样照亮几秒钟以外的平行时序。

故事的结尾是这样的,经过一番左思右想,佐拉决定以同样的速度原路返航,结果却离我们的时序越来越远。太阳始终在他面前灼灼发光。“该死的太阳!”佐拉咒骂着,终于意识到自己可能进入了另一重空间。在燃料即将耗尽的前一刻,佐拉幸运地找到一颗生机盎然的行星,并平安着陆,开始了鲁宾逊式的冒险生涯。“为何会迷失?”这个问题仍然困扰着他,但与接下来要面临的严酷挑战相比,答案已显得不怎么重要了。

另一个故事是这样的:从地球上发射的一颗探测器前往太阳系以外的一个遥远的恒星系,做近距离观测。届时,还将利用该恒星的引力场的牵引重返太阳系。但不可思议的情况发生了,探测器径直穿过并一去不回了。从探测器发回的数据表明,没有感应到那颗恒星的引力场,那里只是一片空茫。

为什么千百万年来一直闪烁不灭的恒星,到了近前却失却了踪影?

原因非常简单,我们在地球上观测到的一直就是它散发出来的光辉,它的实体存在于我们的时序以外。那么,我们就不必为始终找不到这类恒星的行星系(假如它确有一个行星系)而大伤脑筋了。因为行星本身不发光,而它们微弱的反射光还不足以“点亮”我们的宇宙空间。

剥去层层朦胧的面纱,时空的谜底其实就是:时间的错位。

我认为,那个众里寻她千百度却始终难观芳踪的第四维空间就是时间。不仅仅是第四维,而且是另外三维,即时间与空间对称。空间三维加时间三维,时空维度为六。.在六维时空当中包含着无穷无尽个五维时空,每一个五维时空又包含了无穷无尽的四维时空。我们所处的这个分子世界只是这些无穷无尽的四维时空的其中之一。时间,几乎拥有空间的一切属性。有深度,有广度,有方向,还有角度。既可以无限延展,又可以包容万物。

可怜的人类!在三维时间里,我们只是一条线段虫,只能看到事物衍生的两头,只能羡慕得天独厚的五维生命体。它们在时间的平面上曲线前进,既可以让四维时空的时间“停顿”,又可以随意绕回到早已逝去事件的起始点上去,从而打破事物衍生的因果关系。在我们的眼里,它们多么神奇!对它们,我们只有无奈感叹的份儿:“即便最低等的五维生命体,也远比我们要来得高级!”一个五维生命体面对一个六维生命体恐怕同样会感慨万千:“它们直接看到的就是完整的宇宙结构,物质运动的全部内涵被它们归纳起来,也许只是一个方程组。嗨!它们甚至根本就不需要有时间的概念呢!”

以万物之灵长自居的人类,请不要忘记,我们的物质世界只是由微观中的分子构成,我们甚至没见过由原子直接构成的物质。但构成宇宙万物的基本粒子却远不止分子和原子。现已发现的就有光子、介子、超子、变子、反粒子、强子、轻子等近400种基本粒子。不管我们的大千世界多么纷繁复杂,只源自于分子这一根系,我们绝对不要用从分子世界提取的这个直线式狭隘的时间模式去推理其他根系的时间模式。

其实,并非是由于物体的高速运动才衍生出垂直的时间矢量,恰恰相反,而是由于时序的差异才表现出物质迥异的运动属性,运动是相对的,失去了相互参照,速度又从何谈起?何谓快子?快子与慢子的辩证关系是:它们互为快子。站在一个交叉时序上,我们的分子世界反倒成了快子的聚合物,反倒成了不可琢磨的“隐形”世界了。

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