我们能亲眼“看见过去”吗

2024-03-04 13:12席金合
科学大众(中学) 2024年2期
关键词:失物光流光速

席金合

如果说有人能亲眼看到昨日或几个月前发生的事,大家肯定都会摇头不信——这不是“时光倒流”“回到过往”的神话传说吗?现实中绝对不可能存在,只有在穿越剧中才会出现这种虚构的情节,纯粹属于艺术想象,纯粹属于娱乐而已。

说到这里,也许有同学脑海中会灵光一闪:用摄像机把事情发生的过程拍摄下来,再进行播放,不就看到了嘛!诚然,这是以间接的方法做到的。能想到这一点,算你脑子转得快。那么,能不能亲眼看到过去的事情呢?当然能!这里十分肯定地告诉大家,这不是什么神仙法术,普通人也可以做到。

为了便于说明问题,先了解一个光学常识:我们通常看到的某一景象,其实是面前目标上明暗不同、色彩各异的光线进入我们眼睛的缘故。从光学角度看,这种景象表现为光影,由目标发射或反射出的一系列复杂的光线交互而形成,与电视画面差不多,相当于成分复杂的光源,人能看见,用仪器也能记录下来;并且,它作为一系列复杂的光信号,不停地以光速(约30万千米/秒)向四面八方传播出去。

一个宏观事件总是呈现出一连串环环相扣的情景,这种情景表现为一系列不断闪现的光影,就像放电影那样,一幕幕地展现出来。人们所看到的事件原貌,实际上就是这种光影。可是,人们通常凭直觉认为,任何事总是一边发生、一边呈现、一边消失,就如同时光流逝一样,不复存在,更不会重现。其实,这种看法是错误的。

实际上,在能见度好的环境中,一件正在发生的事件,总是以一系列光影而呈现,并向外传播出去。如果从某一个方向观察,光影的传播路径是连续不断的光束,我们暂且将其称为“光流”。这种情形如同河水流动一样,一段紧接一段地远去,绝不会消失。如果想看到下游的某一段水流,就必须以大于水流的速度向下游划船,最后会追上那段水流。

同样的道理,想看到过往事件发生时的情景,就必须以大于光速的速度追踪事件发生时所产生的光流,一段时间后,就会追上那段光流,并看到这段光流所对应的光影片段,也就等于看到了过往事件所发生的过程。例如,人们在露天舞台跳舞时,一幕幕的舞蹈情景作为一连串闪现的光影,化为光流信号不断向外传播。这时,你想看到1分钟之前的舞蹈场面,就必须乘坐速度大于光速的宇宙飞船,从某一个方向追踪,经过一段时间后,追赶上那段舞蹈片段所对应的光流。这样一来,就等于回到了过去时光,看到了之前的跳舞情节。更有趣的是,如果随着飞船一边飞,一边回头不停地观察,就会看到整台舞蹈的情节是由后向前地反向呈现的。正如我国著名科学家施一公在一次学术报告会上所说:人的某一行为所产生的信息,永远不会消失;如果以超光速来追踪他10年前演讲时的光影,就能看到当时的情景。

这个问题似乎很玄奥,让人猛然一听,觉得有些不可思议:每一个舞蹈情景都会瞬间消失得无踪无影,即使谁有再大的本事,也不可能回到过去看到曾发生的事;而且,时光不会倒流,不可能把早已错过的舞蹈场面重现一遍。其实,这种现象与“穿越过去”和“时光倒流”扯不到一起,也没有那样神秘莫测,而是属于光线传播的常见现象,对于具备光学常识的人来说,不难理解。

实际上,我们看到的事物都是过去发生的!

我们看到的太阳,是它8分钟之前的面貌,因为阳光射到地球上需要8分钟的时间。同样,天文学家观测到离地球10光年处的某颗超新星爆发,其实是10年前发生的,因为爆发所产生的光到达地球需要10年。平时,我们看见天上的白云在移动,看到马路上的车辆在奔驰,严格地讲,并非当下的情景,都是发生在过去,因为白云和车辆毕竟与我们有一定的距离,它们的光影到达我们眼中需要一定的时间。只是这段时间极短,人无法察觉到,因此可以忽略。

文章开头所说的“看见过去”的说法果真实现的话,则意义非凡。试想,每个人的所作所为都能真切地再现出来,谁还敢做坏事?并且,科学研究、事件调查、失物寻找等,都会有现成的线索和铁的实证可循。比如,面对犯罪嫌疑人的百般抵赖,办案人员还原一下作案现场,就能让其低头认罪;又如,一时找不到贵重失物,再现一下有关情景,就可知道遗失之地;再如,要查明火灾发生原因,还原一下失火的过程,就能找到蛛丝马迹。

不过,这种想法虽然很好,但是在目前仅仅是一个美好的愿望,要真正做到极其困难。对此,我们应明白以下几点:

一、事件的光影向外传播时,越远,就散得越开,光流就越弱,看到的以往事件的情景就显得越大、越虚,模糊不清,只能借助仪器观测。

二、事件的光影在传播时,如果遇到宇宙空间的其他强光,很容易受到干扰,就如同我们在骄阳下看远处的火苗,不但肉眼无法看清,利用精密仪器也难以分辨。只有当一个事件表现为一个强光源,而且发生在黑暗环境中,才能避免这种问题。例如,黑夜中发生的闪电,最有可能通过追踪而看见当初的情景。

三、在事件光影向外传播的路径上,如果有诸多障碍物的阻挡,会使光流发生无规则的反射、衍射、折射、散射,导致传播方向不定和路线凌乱,让人找不到追踪的目标。就算能找到目标并跟踪下去,最后看到的也是失真的景象。

四、目前人造飞行器的最高速度还与光速差得很远,而且就算人类能造出超光速宇宙飞船,当人坐在上面全速飞行时,身体也会瞬间散架,真可谓“出师未捷身先死”。因此,只有在飞行工具和生命科学都取得重大突破之后,人类才有望与光线“赛跑”。

(责任编辑:白玉磊)

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