相对论真的允许回到过去吗?
——与蒂姆·福尔杰商榷

2020-10-23 10:13郝立忠
关键词:引力场参照物蒂姆

郝立忠

(山东师范大学 马克思主义学院,山东 济南 250002)

近年来,不加批判地译介、传播西方科学哲学,在国内学术界已经形成了一种潮流。《光明日报》2015年10月4日发表的由《环球科学》供稿、蒂姆·福尔杰(Tim Folger)撰写的《相对论允许回到过去》(以下简称“蒂文”)[1]一文,就是其中一例。蒂文大谈“时间旅行”“向未来穿越”和“向过去穿越”,好像只要有了相对论,辩证唯物主义认识论就不再有效了,时间就不再具有客观性和不可逆性了,人类就可以像揉捏面团一样来掌控时间了。真的是这样吗?答案是否定的。

一、相对论否定了经典力学吗?

在物理学上,每一种理论都有自己的适用范围和条件,无一例外。因而,判断一种理论是否已被否定、被弃用,并不是看它如果超出了自己的适用范围以后还有没有效,而是要看它在自己的适用范围之内还是否有效。

蒂文却完全不顾这些,开篇伊始便说:“1895年,赫伯特·乔治·威尔斯发表了他的第一部小说《时间机器》。此时,一个历史久远的王朝即将走向衰落,那就是有着200年历史的牛顿物理时代。1905年,阿尔伯特·爱因斯坦发表了狭义相对论理论,这让艾萨克·牛顿的理论遇到了巨大的麻烦”[1]。言下之意是相对论否定了经典力学,自从有了相对论,经典力学就失去作用了。言之凿凿,其实未必。这里我们不妨从什么是相对论说起。

什么是相对论?简单一点说,所谓相对论就是研究时间和空间相对关系的物理学说。其中,狭义相对论认为,物体的运动是相对的,光速不因光源的运动而改变,物体的质量与能量的关系为E=mc2(E代表能量,m代表质量,c代表光速);广义相对论认为,物质的运动是物质引力场派生的,光在引力场传播因受引力场的影响而改变方向。

理解“相对论”,最关键的就在于“相对”两字。这里的“相对”,取依靠一定的条件而存在、随着一定的条件而变化之意,亦即相对于不同的参照物或坐标系而言。为了使我们明白这里的“相对”两字的意思,爱因斯坦不厌其烦地反复列举路基和车厢的例子,指出:车厢相对于路基在运动,是以路基为参照物;路基相对于车厢在运动,是以车厢为参照物。正因为参照物在相对论中的地位如此重要,爱因斯坦才在《狭义相对论与广义相对论浅说》一书中,开篇就讲“坐标系”[2]3,特别是“伽利略坐标系”①。在该书的第二部分广义相对论的导语里,爱因斯坦还进一步强调:“迄今为止,我们的所有论述都围绕着一个基本原理——狭义相对性原理而展开,它涉及的是一切匀速运动的物理相对性。……根据狭义相对性原理,任何运动都只能被视为相对运动,这一直是很清楚的”[2]37,以使我们对“参照物”在“相对论”中的地位有一个更加清楚的认识。

对于参照物或坐标系,爱因斯坦说:“如果某个坐标系的运动状态使惯性定律适用于该坐标系,我们就把该坐标系称为‘伽利略坐标系’。只有相对于一个伽利略坐标系,伽利略-牛顿力学的诸定律才是有效的。”[2]7什么意思呢?就是说,静止不动的“伽利略坐标系”与运动的“相对论坐标系”各有其适用范围。换句话说就是,相对论并没有否定经典力学的适用范围,它只是补充和发展了经典力学,把它运用到了在宇宙中以接近光速高速运动的物体上面,但并没有否定经典力学。这就像是辩证法的产生并不能否定形而上学在日常生活中的适用性一样。正是因为如此,爱因斯坦才强调说:“即使经典力学没有为一切物理现象的理论表述提供足够广泛的基础,我们也必须承认它包含着相当程度的真理内容,因为经典力学对实际天体运动的描述惊人地准确。”[2]8这里说得非常明白,对于“绝对静止的”坐标系,经典力学仍然是有效的,它适应于运用“从经验得来的普遍自然定律”对“自然过程”进行“物理描述”,“只有经验才能确定该陈述的正确与否”[2]38。事实也是如此,在我们日常的实践和生活领域,经典力学和“伽利略坐标系”仍然在广泛使用,并没有因为相对论的产生而被弃用。

那么,为什么还要有相对论?是因为“随着电动力学和光学的新近发展,人们越来越清楚地看到,经典力学不足以充当一切自然现象的物理的基础”[2]8。就是说,经典力学只能适用于“绝对静止的”坐标系,而电动力学和光学的发展却提出了“运动的”坐标系的问题。譬如说:如果雷电同时击中铁路路基的A点和B点,在两者的中点M来看可以说是同时的,但在铁路一端运动的火车上看就不能说是同时的。爱因斯坦说:“相对于路基是同时的若干事件,相对于火车并不是同时的,反之亦然(同时的相对性)。每一个参照物(坐标系)都有其特殊时间;只有被告知时间陈述是相对于哪一个参照物的,时间陈述才有意义。”[2]16这就是狭义相对论的精髓所在:相对论依靠“运动的”坐标系回答了经典力学依靠“绝对静止”的坐标系所回答不了的问题(分别从“绝对静止”的坐标系与“运动的”坐标系——如运动的火车或宇宙飞船来观察事物,所看到的结果是有差别的),仅此而已。因而,“运动的”坐标系的存在并没有否定“绝对静止的”坐标系的存在,相对论的出现并没有彻底否定经典力学——这个学说迄今仍然是我们进行日常生活和工作的有效的物理学基础知识。至于广义相对论,则是在狭义相对论把“匀速运动的”坐标系作为参照物的基础上,把变速和旋转的坐标系也纳入参照物的范围,使之能够用于观察一切形式的运动,但它同样没有否定“绝对静止的”坐标系的存在价值,没有彻底否定经典力学。

实际上,不仅是牛顿力学具有自己的适用范围,任何一种理论都有自己的适用范围。到了广义相对论里,狭义相对论中关于“光速恒定”的假设也失效了。爱因斯坦本人在广义相对论中这样说:“光线在引力场中沿曲线传播。……根据广义相对论,作为狭义相对论两个基本假设之一的真空中光速恒定定律,其有效性或许是有限的。光线的弯曲只有在光的传播速度随位置而改变时才会发生。”[3]79什么意思呢?就是说,在广义相对论中,光线在受引力场的影响发生传播方向改变的同时,传播速度也会发生改变!然而,正像狭义相对论的产生不影响经典力学的适用范围一样,广义相对论的产生也并不影响狭义相对论的适用范围。因为爱因斯坦在作了上述表述后接下来就说:“我们可能会想,如果这么说的话,狭义相对论甚至于整个相对论都要分崩离析了。但实际上并不是这样。我们只能说狭义相对论的有效性不是无止境的,并且只有在我们不需要考虑引力场对现象(例如光的现象)的影响时,狭义相对论的结果才成立。”[3]79-80

概言之,正如爱因斯坦自己所说的那样,麦克斯韦电动力学的产生并没有推翻静电力学,广义相对论的产生也并没有推翻狭义相对论。同理,狭义相对论的产生也并没有推翻经典力学。经典力学、狭义相对论、广义相对论,各有自己的适用范围,相对论的产生并不影响经典力学的正常使用。

二、相对论允许人类穿行到未来吗?

根据辩证唯物主义的基本原理,我们知道:时间是物质运动的顺序性、间隔性和持续性,它是一维的、单向的、不可逆的。也就是说,时间的流逝是依次相继、永远向前、一去不复返的。

蒂文却信誓旦旦地告诉我们:“在爱因斯坦的理论中,许多在牛顿构建的世界下不可能发生的事情都有了转机,比如飞向未来的时间旅行。”[1]因为,“在牛顿的宇宙中,时间在任何一个地点,任何一个时间都是恒定的:它永远不会加速,也不会减速。但是,在爱因斯坦看来,时间是相对的。”[1]在这里,蒂文显然又是将爱因斯坦反复强调的坐标系问题给忽略了。时间由于坐标系的不同而具有相对性,但其单向、不可逆的属性却没有任何改变。

蒂文接下来这样说:“时间旅行不仅是可能的,它已经实实在在地发生了,尽管和威尔斯的想象可能不完全一样。根据普林斯顿大学天体物理学家J·理查德·戈特所说,迄今旅程最长的时间旅行者是谢尔盖·克里卡列夫。在职业生涯中,这位俄罗斯宇航员在太空中待了803天。就像爱因斯坦所证明的那样,相比较那些静止的物体而言,运动物体的时间流逝会更慢一些。所以当克里卡列夫在和平号空间站里以27359千米/小时的速度在轨道上运动时,时间流逝的速率与地球上的并不相同。当克里卡列夫在空间站时,他比那些地球上的伙伴们年轻了1/48秒。换而言之,他向未来穿行了1/48秒。”[1]这还不够,蒂文又说:“对于高速物体长距离运动而言,时间穿梭的效应更加明显。如果克里卡列夫在2015年离开地球,并以光速的99.995%在猎户座的恒星参宿四(Betelgeuse;距离地球520光年)与地球之间做一趟来回飞行。当他回到地球时,仅仅老了10岁。但非常遗憾的是,那样的话他认识的所有人都早已去世,因为地球上已经过了1000年,那时地球已是3015年了。”[1]

很显然,蒂文仍然是把在不同参照系中的时间相对性问题(运动中的时钟变慢的问题)与在同一参照系中(地球上)的时间增减混为一谈了。

在说以上这段话的时候,由于蒂文省略了坐标系或参照物的变换问题,在一句话中同时隐藏了两个不同的坐标系和参照物,让人觉得克里卡列夫真的比地球上的人少过了990岁似的。其实,克里卡列夫如果真的以光速的99.995%在猎户座的恒星参宿四与地球之间做一趟来回飞行,以接近光速运动的飞船为坐标系的时间计量T2仅仅相当于10年,而以地球上的“绝对静止”坐标系为参考系的时间计量T1却是1000年。设T2与T1之比是一个常数a,那么:

a=T2∶T1=10∶1000=0.01

T2=0.01T1

但在这里,时间T2仍然是一种单向的、只能增加不能减少的向量,仍然具有不可逆的性质。并且,尽管时间T2相对于时间T1要慢一些,但它在时间不可逆的延续性上却是一致的,是正相关的——时间T1的增加,必然有相应比例的时间T2随着增加,绝不会例外,更不会时间倒流。换句话说就是,在相同流逝的方向上,如果时间T1过了100小时,必有时间T2的1小时与之对应,反之亦然。不论是以“绝对静止”的坐标系为参照,还是以“运动的”坐标系为参照,时间流逝的方向和绝对值都是相同的,这就同中国神话里所说的“天上只一日,地上已千年”是一个道理。这又如同在同一个参照系中的持有快慢不同钟表的年岁相同的两个人,并不会由于各自所持钟表的快慢而导致其中一个人年轻,而另一个人衰老。就是这样一种情况,竟然被蒂姆·福尔杰说成了“我们可以做到向未来飞越”。究其原因,无非是由于蒂姆·福尔杰先生忽视了爱因斯坦对于两个坐标系的重视程度,把飞船这一运动的坐标系与地球使用的静止坐标系——“伽利略坐标系”混合使用了,而没有保持坐标系的单一性。

如果我们设想有一个处于地球和飞船之外的“绝对静止的”坐标系的第三者来观察飞船的整个运动过程,把飞船从发射到进入太空飞行的整个时间设为t,把在地球上发射和飞行阶段的时间设为t1,把进入太空飞行阶段的时间设为t2,那么,t=t1+t2,并且,时间总是由t1向t2单向流逝,t2的值也会越来越大,并不会发生逆转,更不会由t2倒流向t1——不管飞船的速度如何接近光速。

简言之,宇宙和物质的客观属性并不会由于参照系的变化而改变。计量时间的钟表的快慢并不影响时间客观性和不可逆性,不影响时间的单向流逝,所谓的“穿越到未来”,实际上是不可能的!

三、相对论允许人类回到过去吗?

既然“穿越到未来”是不可能的,那么“回到过去”是可能的吗?

蒂文煞有介事地说:“然而,回到过去就难得多。起初,爱因斯坦的狭义相对论是禁止向过去穿越的。经过10多年的努力,在他发表广义相对论时,已经在理论中消除了对回到过去的限制。”[1]可是,我们翻遍了爱因斯坦的《相对论》,并没有发现所谓“穿越到未来”或“回到过去”之类的话语。

那么,广义相对论到底是怎么说的?

爱因斯坦说:“如果k是一个伽利略坐标系,那么每一个相对于k做匀速平移运动的坐标系k’也是一个伽利略坐标系。适用于k的伽利略-牛顿力学定律同样适用于k’。”[3]14然而,在狭义相对论中,虽然“所有这些参照物都被视为伽利略参照物,相对性原理被认为只对这些参照物才有效,而对其他参照物(以其他方式运动的参照物)无效”[2]38。但参照系已经由经典力学的“绝对静止的”坐标系,改为“运动的”坐标系。而在广义相对论中则不然,由于引力场(用高斯平面坐标系描述)的引入,“在引力场中并不存在具有欧几里得性质的刚体,因此刚体参照物的虚构在广义相对论中不管用。钟的运转也受引力场的影响,以至于直接借助于钟而做出的物理时间定义根本达不到狭义相对论中的那种合理性”[2]61。什么意思呢?就是说:在广义相对论中,由于参照物是进行“非匀速”且“非直线”的运动,因而在其运动过程中引力场的分布并不均匀②,是在不断发生变化的。由于引力场对时钟的快慢有影响,因而时钟的快慢也是不稳定的。仅此而已,并没有说时间可以停止或逆转——实际上,正如前面我们对狭义相对论关于时钟变慢的分析一样,时钟的快慢变化并没有改变时间流逝的单向性和不可逆性,因为不论是狭义相对论还是广义相对论,都是用运动的坐标系和参照物来描述运动和时间,而没有改变运动和时间的绝对性和客观性。

接下来,蒂文进一步说:“在广义相对论中,行星、恒星、星系和其他大质量天体都会弯曲时空。弯曲的时空反过来将会引导这些大质量物体的运动。就像后来的物理学家约翰·惠勒所说的:‘时空告诉物体如何运动;物体告诉时空如何弯曲。’在非常极端的情形中,时空或许能弯曲到一定的程度,从而创造出从现在回到过去的路径。”[1]现在的问题是,这种“非常极端的情形”是怎样的?时空弯曲了,时间的不可逆性改变了吗?回答显然是否定的。这就如同在封闭的运动场上跑步,尽管可以回到原先跑过的地方,但第二次跑到哪里必须是经过若干时间之后——即使是待在原地不动,时间照常不可逆地流逝,运动照常永不停止地进行。也就是说,时空弯曲也并没有改变时间的客观性和不可逆性,在同一时空中根本不可能实现“时间旅行”。

爱因斯坦的狭义相对论的最根本的理论依据是洛伦兹变换。根据洛伦兹变换方程所给出的时间公式是:

显而易见,既然运动的坐标系连达到光速都不可以,也就是说连使时钟停止都不能实现,如何能够使时光倒流?一句话,从相对论本身根本推不出“回到过去”的可能性!至少是爱因斯坦本人是这样认为的。

四、相对论允许人类通过“虫洞”实现“时间旅行”吗?

除了通过高速运动的时钟变慢而“穿行到未来”和“回到过去”以外,蒂文还主张通过“虫洞”来实现“不同时空地点”之间的“时间旅行”。相对论真的允许通过“虫洞”来实现“不同时空地点”之间的“时间旅行”吗?

蒂文是这样说的:“物理学家们已经提出了一些非常奇怪的机制,试图创造这样的路径。在1991年的一篇文章中,戈特证明如何在两根宇宙弦(一种无限长,比原子尺度还要薄的结构,或许形成于宇宙早期)交汇的地方产生闭合类时曲线。1983年,加州理工学院的物理学家基普·索恩开始探讨一种叫作虫洞的闭合类时曲线的可能性(虫洞是一种连接不同时空地点的通道),这种虫洞或许允许回到过去。‘在广义相对论中,如果你连接了两个不同的空间区域,那么你也连接了不同的时间区域’”,“像所有的闭合类时曲线一样,通过虫洞的旅行‘和其他旅行没什么不同’,卡罗尔(肖恩·M·卡罗尔是索恩在加州理工学院的同事——本文作者注)说,‘并不是你在这个时刻消失,然后在另外一个时刻被重新组装起来。目前还没有任何合适的理论允许这种科幻似的时间旅行’。”[1](着重号为本文作者所加)

依据蒂文的表述稍加推演,我们就不难从这段话推出两个结论:

第一,既然蒂姆·福尔杰先生和引文中的物理学家基普·索恩先生都认为“叫作虫洞的闭合类时曲线”只是一种可能性,通过这种虫洞“回到过去”也只是一种“或许允许”的事情,并且“目前还没有任何合适的理论允许这种科幻似的时间旅行”,那么,说这种“通过虫洞的旅行‘和其他旅行没什么不同’”,也就只能视其为一种假设,并不能认其为真。

第二,既然这种“虫洞”只“是一种连接不同时空地点的通道”,而不是时间的逆转器,它连接的只是“两个不同的空间区域”和“不同的时间区域”,那么按照广义相对论,在这两个不同的空间区域和时间区域里,只存在空间是否弯曲和时钟是快还是慢的问题,并不存在时间可以逆转的问题——因为,当你通过“虫洞”进入了新的“空间区域”的同时,不论是以旧的时间区域为标准,还是以新的时间区域为标准,你都是进入了新的时间区域,旧的时间区域已经成了过去。对于旧的时间区域来说,离开之前是过去,离开以后是现在和未来;对于新的时间区域来说,进来之前是过去,进来以后是现在和未来,时间的单向性和不可逆性并没有任何改变。在这里,参照系的转换并不会影响时间的不可逆性。也就是说,我们通过“虫洞”进行“旅行”并不能改变时间的单向性和不可逆性,并不能“回到过去”或是把“过去”变成“现在”。这一点,我们在前面分析不同参照系里时钟的快慢并不影响时间的客观性和不可逆性时已经论证过了,在此不必赘言。正如蒂文引用的索恩在加州理工学院的同事肖恩·M·卡罗尔所说的话:“对于所有的旅行者而言,……时间都是在一秒一秒地向前流逝,只是你当地时间‘向前’的速率和宇宙其他地方不那么同步而已。”[1]这里,时间向前的速率并不影响时间的方向,正如时钟的快慢并不影响时间的方向一样。至于“虫洞”,作为“一种无限长,比原子尺度还要薄的结构”,对时间本身的影响更是微乎其微,更不会成为时间流逝方向的转换器。按照霍金在《时间简史》一书中的说法,在科学幻想中人们可以通过更高的维数抄近路进行空间里旅行的说法根本不可能实现。因为,之所以这些额外的维数我们觉察不到,只能看到三维空间和一维时间,是由于只有在三维空间和一维时间中时间-空间是平坦的,而其他的维数被弯卷到非常小的尺度——大约为1英寸的一百万亿亿亿分之一的空间,人们根本无从觉察这么小的尺度。因为,在非常小的尺度下,空间-时间是十维的,并且是高度弯曲的;但在更大的尺度下,你根本看不见这种曲率或者额外的维数。由于这种额外附加的维实在是太小了,以至于不能允许空间飞船通过,因而所谓通过更高的维数抄近路进行“空间旅行”也就不可能实现[4]147-148。

但蒂姆·福尔杰先生并不这么认为。尽管他明知“和诞生自广义相对论的自然产物(黑洞)不同,虫洞和闭合类时曲线是人为构造出来,这是用来测试理论边界的一种方式”,并且“目前还没有任何合适的理论允许这种科幻似的时间旅行”,但并不影响他毫不犹豫地下结论说:“或许,如果我们宇宙不允许向过去穿越,那它就根本不会存在”[1]。

宇宙是否会存在,竟然要取决于是不是允许通过“人为构造出来”的“虫洞和闭合类时曲线”来实现“向过去穿越”,这已经是比“上帝”还要“万能”的神了!因为,西方人心中的“上帝”也仅仅是“创造”了世界,而这个蒂姆·福尔杰先生竟然想靠自己的一张嘴来“毁灭”整个宇宙!

五、相对论允许人类在另类时空中生存吗?

人类要想做到“通过虫洞的旅行‘和其他旅行没什么不同’”,首先要求的就是在“虫洞”这种与我们熟悉和习惯的时空截然不同的“空间区域”和“时间区域”中能够生存,否则这种“时间旅行”是根本无法进行的。

关于这方面,蒂文是这么说的:“对于向过去穿越的时间旅行,逻辑上没有任何限制,只是它不符合我们已经熟悉甚至习惯的宇宙而已。”[1]都已经“不符合我们已经熟悉甚至习惯的宇宙”了,竟然还敢说什么“对于向过去穿越的时间旅行,逻辑上没有任何限制”!不知道这个蒂姆·福尔杰先生遵循的究竟是什么逻辑?他所遵循的至少不是人类能够生存的逻辑!

事实上,对于那种“向过去穿越的时间旅行”,如果真想要“逻辑上没有任何限制”,那只能是仅仅把它当作一种梦想或是幻想时才能这么说,因为在梦想或幻想中并不真的需要人类在另类时空里能够生存。否则,如果是在现实世界中,想要使这种“时间旅行”“和其他旅行没什么不同”,最基本的要求就是在这种“时间旅行”中人类能够很好地生存。

那么,相对论真的允许人类在另类时空中生存吗?回答也是否定的。爱因斯坦的相对论不仅不想抛弃“我们已经熟悉甚至习惯的宇宙”,反而处处以“我们已经熟悉甚至习惯的宇宙”为基础。他在狭义相对论中,反复借用火车和路基的例子来说明参照系的问题;在广义相对论中,更是明确指出:“我们把‘广义相对性原理’理解成以下断言:所有参照物k、k’等不论其运动状态如何,对于描述自然(表述普遍自然定律)而言都是等价的。”[2]38这就与口口声声拿相对论说事的蒂姆·福尔杰先生截然相反了:不论是狭义相对论,还是广义相对论,都要求在不同的参照系中遵循“普遍自然规律”,如果违背了“普遍自然规律”,那也就违背了相对论最基本的原理。

无独有偶,霍金在《时间简史》一书的第九章和第十章中,也根据“宇宙的无边界条件”和“弱人择原理”③,耗用大量篇幅证伪了“时间箭头”的可逆性以及在圈量子理论假设的“十维或二十六维时空”中旅行的可行性,认为二者均不能适合人类生存。霍金指出:在现实世界中共有三种不同的时间箭头——热力学时间箭头、心理学时间箭头和宇宙学时间箭头,这三种箭头将过去和将来区别开来,使时间有了方向。其中,热力学箭头,就是由于宇宙膨胀导致无序度增加的时间方向;心理学箭头,即是在这个时间方向上,我们能记住过去而不是将来;而宇宙学箭头,则是宇宙膨胀而不是收缩的方向。“只有当它们指向一致时,对于……智力生命的发展,才有合适的条件”[4]132-138。至于“十维或二十六维时空”问题也是这样,由于“生命只能存在于一维时间和三维空间没被卷曲得很小的空间-时间区域里”,人类只能看到三维空间和一维时间,并且只有在平坦的一维时间和三维空间中才能够生存,“其他的维数被弯卷到非常小的尺度——大约为1英寸的一百万亿亿亿分之一的空间,人们根本无从觉察这么小的尺度”,更无法在其中生存[4]147-149。在这里,霍金使用的方法与爱因斯坦的方法如出一辙,一个是尊重“普遍自然定律”,一个是尊重“人择原理”,其中的原因非常简单:科学是造福人类的事业,它的目的是使人类在“我们已经熟悉甚至习惯的宇宙”中更好地生存和发展,而不是把人类引向无法生存的绝境。

可能是自己也觉得有些牵强吧,在文章的最后一个部分,蒂姆·福尔杰先生调侃道:“相比于物理,这些疯狂的推测和想法更贴近哲学。”[1]其实,蒂姆·福尔杰先生说得并不太准确,并不是一切哲学都像他在文章中所坚持的那样企图抛弃“我们已经熟悉甚至习惯的宇宙”而另谋出路的——马克思主义哲学,特别是辩证唯物主义,就走着与蒂姆·福尔杰先生截然相反的道路!马克思和恩格斯不仅明确反对这种“一切都是在纯粹的思想领域中发生的”哲学[5]142,而且着重强调自己的哲学是从“只有在臆想中才能撇开的现实前提”出发的[5]146!

六、结论

不论是狭义相对论关于运动引起时钟变慢,还是广义相对论关于运动速度或引力场变化导致时钟快慢不定,都是用运动的坐标系和参照物来描述运动和时间,两者都没有改变运动与时间的绝对性和客观性,没有改变时间流逝的单向性和不可逆性。因此,若是文学家们依据相对论来撰写科幻小说,来幻想时间机器或时空穿越以娱乐大众,这是无可厚非的。但若是一些科学家和哲学家也跟着起哄,大谈“穿越到未来”或“回到过去”,则是很不理智也很不负责任的。因为,这种说法抛弃了爱因斯坦相对论的两个最根本的理论前提——“普遍自然定律”和“运动的参照系”,通过把相对论的“运动的坐标系”与经典力学的“绝对静止的坐标系”相互混淆、交替使用,来达到论证目的,从而把相对论中由于运动或引力场引起时钟快慢的变化说成是时间相继性和方向性的变化,这更是一种根本性的错误!

总之,不论是“向未来穿越”,还是“向过去穿越”,都只是一种幻想,都是不可能实现的!

注释:

①如果一个坐标系的运动状态使得惯性定律(当一个物体在距其他物体足够远时,一直保持静止状态或保持匀速直线运动状态)对于该坐标系而言是成立的,这个坐标系就被称为“伽利略坐标系”。参见阿尔伯特·爱因斯坦:《相对论》(张倩绮译,北京理工大学出版社,2017年版,第12页)。

②在爱因斯坦看来,参照系本身的加速运动也可以产生类似引力场的效应。参见阿尔伯特·爱因斯坦:《狭义与广义相对论浅说》(张卜天译,商务印书馆,2018年版,第41-44页)。

③所谓“弱人择原理”,简称“人择原理”,从霍金的行文来看,是指任何正确的理论假设都不能违背现实世界能够使人类得以生存这一基本要求。

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