《怪奇物语》打开的穿越之门

2017-02-09 15:17isaac
科学Fans 2016年10期
关键词:物语电磁波平行

isaac

探究“异世界”的道路就此铺展开来,美剧《怪奇物语》的设定中出现了人们推开异时空大门的一股神奇力量。影片中除了主角们和反派之外,最让人印象深刻的大概就是学校里那位无所不知的“外挂”老师克拉克了。关于平行世界的解释,从他口中我们得知了一个至关重要的名字:休·埃弗雷特(美国量子物理学家,以提出多世界诠释而著名)。

平行时空:我在这里,也在那里

埃弗雷特认为,世界的叠加态确实存在。当我们遇到一个具有叠加态的粒子并且说它在这里在那里的时候,叠加态也会作用在我们自己身上,把我们分成一个看见这个粒子在这里的人和—个看见这个粒子在那里的人。

具体来说,这个理论认为,当—个非本征态系统被测量时,世界随即发生分裂,出现两个(多个)不同的世界,在各个世界中系统取不同的本征值。如果做一次著名的“薛定谔的猫”实验,那么打开箱子的一刻就产生了两个平行世界,一个世界当中猫活着,另一个世界当中猫死了。一个光子穿过双缝,世界也会分裂:一个世界中它靠左,一个世界中它靠右

随着观测的进行,世界的分支也越来越庞大。不过,每个世界都遵守向样的物理规律——这正是典型的平行世界。

所谓平行世界,也就是和我们的现实世界“相似但不同”的世界——也可以叫做“异世界”。埃弗雷特的量子力学平行宇宙是如今最流行的,但平行世界并非只有这一类。

“远方异界”传来“暴涨泡”

在经典物理学理论中同样有两类平行世界。其中历史较长的一种是“远方的异界”。在近代,相对论和宇宙大爆炸理论出现之前,科学家们一度相信宇宙是无限的。由庞加莱回归定理可知,在无限大的宇宙中经历无限长的时间,粒子必然在某时某地会偶然聚合形成和今日此处的地球相似的环境,居住着相同的人。那么也完全可以认为,在此刻这样的遥远异界是可能存在的。有些学者甚至相信,逝者的灵魂(如果存在的话)会前往这种远方异界,或者在这种异界生活——神话中的“天堂”“地狱”“神界”的所在之地。《索拉利斯星》《接触》等作品中描写的实际上就是这种平行世界的现代版本。电影《雷神》中奥丁神族居住于遥远的外星球,也是这种思想的变形。这种世界的物理规律和我们的世界是一致的。

宇宙大爆炸理论出现后,科学家们不再关心前一种异界,取而代之的是另一种同样遥远的异界“宇宙泡”。这些平行世界是“宇宙膜”上和我们的宇宙类似的“暴涨泡”,但具有不同的基本物理参数,甚至可能有不同的物理规律。《飞城》《宇宙过河卒》等作品中的人物就穿越到了另—个宇宙泡之中。在这样的世界中,“魔法”和“狄摩高根”之类的“妖兽”的存在理论上也是有可能的——在《怪奇物语》中4个小朋友玩的桌面游戏DND正是基于这种理论用设定和故事集构建的一个庞大的“多元宇宙”,其中各个世界内部的规律各不相同。

“三体”混合的怪奇空间

《怪奇物语》中描绘的平行世界是哪种呢?有趣的是,从不同的段落来看,除了数学可能的多元宇宙外,它似乎是3种异界——“宇宙泡”“高维空间(投影)”和“量子平行世界”——的混合体。

从克拉克老师提到埃弗雷特的大名来看,这个异界应该属于量子平行世界。在异界有部分同样的建筑和同样的地形似乎也暗示了这点。

与此同时,那个异界又和这个世界有紧密的相互作用,这点又是高维空间投影异界的特征。

那个异界的空中飘荡着莫名其妙的白色烟尘,暗无天日,和地球环境完全不同,这点又似乎显示那是另外的—个宇宙泡。显然,这些都是文艺创作的“情节需要”。

连接之门,风暴开启

—个混合体的异界,穿越的方式自然也是混合的。克拉克老师起初画了一幅画,用钢丝绳上的杂技演员和跳蚤来打比方——人类就像是杂技演员,智能沿着钢丝绳前进后退;而跳蚤则可以沿着钢丝绳的表面上下移动。人类相当于被限制在低维空间,而跳蚤则能沿着人类无法踏足的更高维度进行运动。

当被问到“杂技演员”要如何像跳蚤一样穿越到另一个世界时,老师的答案是“没有力法。”——这是量子平行世界之间穿越问题的答案。理论上这样的平行世界之间不会再有任何交集。当然,在文艺作品中不会这样设定。美漫的超级英雄们会在平行世界穿来穿去,《地球防卫少年》等许多作品也会让不同平行世界的人类互相拼死厮杀。

这之后,克拉克老师又提到了需要“巨大的能量”来提供穿越平行世界的可能。这种巨大的能量需要大得足以形成奇点。在奇点各种已知物理规律失效时,物体才有机会突破宇宙泡的时空结构,穿越到另外一侧。在电影《星际穿越》中,主角也是跌入了作为宇宙奇点的黑洞才得以突破时空。

最后,老师提到还有一种可能是靠得足够近时的穿越,实际上这又回到了最开始——两个世界之间的距离是在三维空间之外的额外维度上的设定。

打破时空壁垒的穿越之旅

影片中的“实际”穿越其实并不单纯,或多或少存在某些特定的条件和特性。

条件一:高维生物属性

《怪奇物语》中的怪物“无面者”显然具备高维生物特性。它可以在另一个世界感知到现实世界的血腥;它可以从完好的墙壁或者地面“内部”现身;甚至它还可以在两界之间打开一个活体的“通道”!考虑到它每次穿越捕获的“猎物”量,显然它这种穿越的能力消耗甚小。面对枪林弹雨的扫射也能存活,甚至没有明显伤痕,这是因为所有的普通物理攻击都只能伤害到它在三维空间的投影,相当于我们的皮肤被蚂蚁轻轻戳到而已。

条件二:一定的“量子特性”

普通人不具备高维生物的特性。他们要么穿过怪物留下的通道,要么在通道附近偶然穿越。在这里,剧中人和偶尔穿越世界之间障壁的物体似乎表现出一定的“量子特性”,会整体穿越,而不是一部分过去,一部分留下,变得支离破碎——显然,这也是剧情需要。

条件三:超能力“思维”穿越

剧中拥有超能力的小女孩“十一”的穿越则是另一种情况。她能用思维进入另一面的世界,但并不能肉身进入。一方面是剧情需要,另一方面也并非全然向壁虚造。按照彭罗斯等学者的看法,思维是在大脑内部进行的量子过程,而量子态的离域性使得一个量子有机会出现在远方,甚至有可能越过高能势垒,乃至平行世界之间的壁垒。《接触》当中的女主角就是在外星人提供的装置中思维瞬间穿越到异界去的。

条件四:特殊媒介——电磁波

剧中还有个隐形的穿越者——电磁波。“无面者”穿越的前后,附近总会出现强烈的电磁异常;“十一”使用能力的时候也会出现这种现象;连误入异界的小男孩威尔都能利用电磁波,给母亲传递信息(打电话或用灯泡明灭)。一方面可以理解成时空结构的变化干扰了电磁波,就像在《寂静岭》中,进入平行世界后手机通讯会失常。而另一方面则说明电磁波本身具有穿越平行世界的能力是该剧的设定。虽然这并不符合“四大基本力中能穿过额外维度的只有引力”这种认知。

不过,引力波在日常生活中实在是太微弱了,远远没有电磁波那么引人注目。因此,在诸多的影视作品中,电磁波常常取代引力波的角色,充当着穿越时空的象征。在《费城实验》中人们甚至为此做出了“合理”的解释:按照至今尚未完成的大统一场论,引力和电磁力本质上是同一相互作用,二者可以互相转变。在《怪奇物语》中这个设定还有另一个作用——很好地解释了为什么“无面者”可以在另一个世界感知到这边世界的状况!

穿越故事不断上演,人类对于空间科学的探索也从未停止。也许不久的将来,我们真的能打开通往异世界的大门,寻找到人类生存繁衍的新世界。

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