如果真能時(shí)間旅行……這效果太怪異了

每個(gè)人每時(shí)每刻，都不斷地從過(guò)去經(jīng)由現(xiàn)在，走向未來(lái)。你是否想過(guò)，能不能用比別人更快的方式去未來(lái)旅行？比如說(shuō)能不能現(xiàn)在就去看看1萬(wàn)年后的地球是什么樣子？

漫游未來(lái)，在原則上是可能實(shí)現(xiàn)的。發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)，是狹義相對(duì)論的功勞。

狹義相對(duì)論建立在兩個(gè)假設(shè)之上：光速不變?cè)怼庠谡婵罩械乃俣葘?duì)每個(gè)觀測(cè)者都一樣；相對(duì)性原理——不能探測(cè)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)。

光速不變這樣令人吃驚的事實(shí)，會(huì)導(dǎo)致令人吃驚的推論。讓我們想象有一架“光子火箭”，正在以接近光速的速度與我們擦肩而過(guò)。這時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，光子火箭上的時(shí)間變慢了！

為了弄清楚“鐘慢”效應(yīng)，我們來(lái)設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單的“光鐘”：光線在兩面鏡子之間反射，一個(gè)來(lái)回算作一個(gè)時(shí)間單位。假如光子火箭上有一只這樣的光鐘，那么我們發(fā)現(xiàn)光鐘在運(yùn)動(dòng)，可是光的速度不變，于是光的路徑變長(zhǎng)，光鐘的周期也相應(yīng)變慢。

進(jìn)一步，相對(duì)性原理告訴我們，變慢的不僅是這只簡(jiǎn)單的光鐘，火箭上的所有鐘在我們看來(lái)都變慢了。否則，光子火箭上的乘客不向外看，只憑時(shí)鐘速度的不同就能測(cè)出火箭的速度，這是與相對(duì)性原理矛盾的。

由于“鐘慢”效應(yīng)，光子火箭就成了漫游未來(lái)的交通工具。假如一對(duì)年輕雙胞胎中，哥哥坐上光子火箭旅行，而弟弟在地球上等他回來(lái)。當(dāng)?shù)艿艹蔀榘装l(fā)蒼蒼的老人時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)返回地球的哥哥還是像出發(fā)時(shí)那么年輕，而哥哥并沒(méi)感覺(jué)旅行花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間。

也就是說(shuō)，哥哥漫游到了未來(lái)！這被稱為“雙生子佯謬”。

好奇的讀者可能會(huì)問(wèn)：既然運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，火箭上的哥哥認(rèn)為弟弟也是運(yùn)動(dòng)的，那么為什么不是弟弟更年輕呢？

這是因?yàn)椋?strong>哥哥從離開(kāi)到返回，中間必須經(jīng)過(guò)一個(gè)改變速度的階段。在這一瞬間，哥哥會(huì)發(fā)現(xiàn)弟弟迅速變老！

盡管從原理上是可能的，當(dāng)代技術(shù)還難以實(shí)現(xiàn)時(shí)間旅行，比如飛機(jī)的速度只有光的一百萬(wàn)分之一。坐飛機(jī)環(huán)球旅行，造成的“鐘慢”效應(yīng)只有一千萬(wàn)分之一秒（同時(shí)還有同樣數(shù)量級(jí)的廣義相對(duì)論效應(yīng)）。

制造“光子火箭”，讓人直觀地感受時(shí)間，目前還遠(yuǎn)不能實(shí)現(xiàn)。