穿越只是一场梦

2012-04-29 00:44千青
初中生学习·高 2012年5期
关键词:纳秒中微子光速

千青

近年来,穿越剧《宫》《步步惊心》取得了良好的收视率。但近期,福建两位小学生相约自杀,其中一个孩子的遗书上写着其一大心愿就是穿越到清朝拍一部皇帝的电影,该消息迅速在全社会引起热议。我们究竟能否穿越,来看看专家的说法。

2011年9月,意大利格兰萨索国家实验室的科研人员曾在一个名为OPERA的实验项目中,接收到了来自730公里外的欧洲核子研究中心的中微子,并意外测得它竟然“跑”得比光快了60纳秒(1纳秒等于十亿分之一秒)。这更使人们对穿越产生猜测。

在基本粒子家族中,中微子被美籍华人张操教授喻为“宇宙中的小精灵”,它不带电,是中性粒子,行为也难“捉摸”。通常,物理学家认为中微子是以光速运动。据张操介绍,超光速中微子虽然是一个高难度的高科技实验,但其测量原理却是小学生也懂的知识——速度等于距离除以时间。

该实验里的距离和时间是利用全球定位系统(GPS)测得的,测速方法可能存在问题,据欧核中心的声明,实验中连接电脑和GPS装置的光纤连接器有松动,须进一步测试才能下结论。张操认为,这倒说明了欧洲实验人员对于实验结果是高度负责的。

“跑过光”可能非偶然

其实,关于超光速中微子的假想由来已久。在1985年的一次国际会议上,张操就曾提出过“中微子可能是超光速粒子”的大胆猜想,并指出:在地球尺度,目前不能测量到超光速和光速的时间差。“1987年2月,超新星SN1987A爆发时,科学家就发现其中既有中微子又有光子,中微子到达地球的时间比光子早了3个多小时。”张操分析说,这一现象当时并未受到多大的关注,因为超新星究竟是怎么爆发的尚未可知,中微子比光子早到的原因可能是中微子“抢跑”,也可能是光子在途中遇到了阻碍。

假设有朝一日,超光速现象得到了公认,它和我们的生活又有何关系?张操说:“从基础理论到实际应用总有一个过程,至少需要二三十年的时间。目前可以预见的是,超光速粒子对量子计算机的研发会有帮助,它能提高计算机的速度和保密性。”

毕竟我们现在对世界的认识还非常有限,我们所知的物质数量只占世界物质总量的5%。需要有更多机会对物理学问题作深入探讨。

“时光倒流”无法实现

对很多“穿越迷”“时光机粉丝”而言,从超光速会联想到时间倒流,是否可美梦成真?张操指出,这其实是人们对超光速现象的一大误解。物理学中存在多种对时间的定义,既有相对时间又有绝对时间。“时间的定义不应局限于一种特定的物质运动,例如光的运动。世界上即使没有光线,也照样有时间。”

真实的时间和相对论时间是两回事。出现超光速时,仅仅说明狭义相对论定义的相对时间不再有效,可并不会破坏因果律和真实时间。

“穿越”“时光机”出现在娱乐、影视、游戏中无妨,但在科学层面,过去的时间就是过去了,不会再倒流,即使有了超光速,超光速粒子的时间依然是正向的,人终究回不到过去。

因此,观众一定要把戏和生活分开。穿越只能是一场梦而已,时光不可倒流。

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