你好,我是史蒂芬霍金,一個(gè)物理學(xué)家,宇宙學(xué)家,也算是個(gè)夢想家。雖然我行動(dòng)不便,而且需要借助電腦說話,但我的思想是自由的,自由地遨游宇宙并探究那些終極謎題,比如:時(shí)間旅行可能嗎?
我們能否開啟通往過去的大門開辟前往未來的通道?
最終我們能否利用大自然的法則,執(zhí)掌時(shí)間的進(jìn)程呢?
如果我有臺(tái)時(shí)間機(jī)器,我可以拜訪正當(dāng)妙齡的瑪莉蓮夢露,或是在伽利略用望遠(yuǎn)鏡觀測宇宙的時(shí)候去串個(gè)門,可能我還會(huì)前往宇宙的末日看看我們的整個(gè)宇宙將會(huì)如何終結(jié),要判斷這種想法是否可行,我們就要從物理學(xué)家的角度出發(fā),把時(shí)間看成第四維。
這并沒有聽上去那么深?yuàn)W。所有的物體存在都是三維的,包括輪椅上的我。任何物體都有特定的長度、寬度和高度,但除此以外還有另外一種“度”,這個(gè)度就是時(shí)間。
正常人一般可以活80
,位于英國著名石頭陣的這堆石頭卻能存在長達(dá)數(shù)千之久,而太陽系則能存在數(shù)十億光景……
任何東西在時(shí)間上都有個(gè)“度”,正如在空間上一樣。而時(shí)間旅行就意味著要穿過第四維時(shí)空。要理解這個(gè)概念并不難,
我們就拿日常的開車來打比方吧。
飆快車總是能帶來更多樂趣,筆直前進(jìn)意味著你穿過了一個(gè)維度,轉(zhuǎn)左或轉(zhuǎn)右時(shí)就穿過第二個(gè)維度,在彎曲的山路上爬上爬下帶來高度的變化就是在第三個(gè)維度上穿行。但我們?cè)鯓硬拍艽┻^時(shí)間呢?怎樣才能找到穿越第四個(gè)維度的方法?
讓我們換一個(gè)話題來談?wù)効茖W(xué)幻想。
關(guān)于時(shí)間旅行的科幻電影通常會(huì)說到一個(gè)能耗極高的巨型機(jī)器,這臺(tái)機(jī)器能打開一個(gè)穿越第四維時(shí)空的通道,也就是時(shí)間隧道。一個(gè)時(shí)間旅行者、勇敢或者說有些莽撞的人做好了應(yīng)對(duì)未知情況的準(zhǔn)備,他踏進(jìn)了這個(gè)時(shí)間隧道前往一個(gè)未知的時(shí)代……這個(gè)想法可能有點(diǎn)牽強(qiáng),現(xiàn)實(shí)情況也可能與此大相徑庭,但這個(gè)概念本身并不瘋狂。
物理學(xué)家們也一直在思考時(shí)間隧道的問題,但切入的角度完全不同,我們想知道的是通往過去或是未來的通道是否能在自然法則下存在。思考的結(jié)果是,
我們認(rèn)為有這個(gè)可能,而且,
我們甚至給它起了個(gè)名字
——
蟲洞。
事實(shí)上,
在我們身邊到處都是蟲洞,只不過它們太小,我們看不到而已,蟲洞非常之小,它們存在于時(shí)間和空間的每一個(gè)角落,你可能覺得這難以理解,但耐心往下看你就會(huì)明白了。
任何東西都不是徹底平滑沒有空隙的,如果你能近距離看一樣?xùn)|西,你會(huì)發(fā)現(xiàn)上面有小洞和裂痕,這是一個(gè)基本的物理法則,就連時(shí)間也是如此。
比如桌球臺(tái),臺(tái)面看起來又平坦又光滑,湊近來看就完全不一樣了,上面滿是縫隙和小孔,就連臺(tái)球這樣看似光滑的東西,放大后看也有細(xì)小的裂痕、皺褶和瑕疵。要在三維世界中理解這一點(diǎn)很容易,但請(qǐng)相信我,在四維世界中它同樣成立,在時(shí)間之中也存在著細(xì)小的裂痕、皺褶和瑕疵。
讓我們進(jìn)入最小的量度范圍,甚至比分子還小,比原子還小,這時(shí)我們就可以看到所謂的量子泡沫,蟲洞就存在于這個(gè)地方。這些細(xì)小的通道(也可以說是“捷徑”)能穿越時(shí)間和空間,它們?cè)谡麄(gè)量子世界中不斷地形成、消失、再形成,連接著兩個(gè)不同的空間點(diǎn)和不同的時(shí)間點(diǎn)。
很不幸,
這些真實(shí)存在的時(shí)空隧道只有10
的負(fù)33
次方厘米大小,人類根本不可能借此通行,不過這倒是引出了蟲洞型時(shí)間機(jī)器的概念。有些科學(xué)家認(rèn)為,我們可以截獲這樣一個(gè)蟲洞然后將它擴(kuò)大數(shù)億億億倍,足以讓一個(gè)人、甚至是一艘太空船從中通過,只要有足夠的能源和超前的科技,或許還可以在宇宙中制造出巨大的蟲洞。
我不是說一定能實(shí)現(xiàn),但如果真的可行,那將是一項(xiàng)非常了不起的創(chuàng)舉,它的一端在距離地球不遠(yuǎn)的地方,另一端則位于一顆離我們無比遙遠(yuǎn)的行星附近。
理論上說,
蟲洞還可以有更多的用途。如果蟲洞的兩個(gè)端口,設(shè)置的地點(diǎn)相同,但時(shí)間不同,那飛船穿越蟲洞之后將仍然停留在地球附近,但卻回到了遙遠(yuǎn)的過去,或許恐龍
還可以目睹這艘飛船的從天而降。
(選自北京電視臺(tái)青少頻道《探索》欄目《史蒂芬·
霍金
宇宙大探索:時(shí)間旅行》)
19
.文中所說的四維空間是怎樣的?作者是如何解釋第四維的?(4
分)
20
.文章在開頭和結(jié)尾分別提到瑪莉蓮夢露、伽利略和恐龍,有什么作用?(5
分)
21.
文中說:“我們想知道的是通往過去或是未來的通道是否能在自然法則下存在”,這里的“自然法則”是什么?說說你對(duì)這句話的含義的理解。(6
分)
參考答案:
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19.
四維空間是指在普通三維空間“長度、寬度、高度”的基礎(chǔ)上加上一個(gè)度“時(shí)度”(1
分)。作者
拿日常的開車來打比方(1
分),直行是穿越長度,拐彎是穿越寬度,爬坡是穿越高度(1
分),如此行駛下去,穿越的當(dāng)然就是時(shí)度了(1
分)。
20
.(1
)
瑪莉蓮夢露、伽利略是讀者熟悉的藝術(shù)家和科學(xué)家,也是
讀者所熟知的歷史人物,恐龍是讀者喜愛的史前生物,提到他們能引起讀者濃厚的閱讀興趣,增強(qiáng)科普文的趣味性和可讀性;(2
分)(2
)從
瑪莉蓮夢露到伽利略再到恐龍,由近及遠(yuǎn),形象地描述了穿越時(shí)空的場景和效果;(2
分)(3
)
在結(jié)構(gòu)上,首尾呼應(yīng),行文緊湊自然。(1
分)
21
.自然法則是:任何東西都不是徹底平滑沒有空隙的,如果你能近距離看一樣?xùn)|西,你會(huì)發(fā)現(xiàn)上面有小洞和裂痕,這是一個(gè)基本的物理法則(1
分)。就連時(shí)間也是如此,在時(shí)間之中也存在著細(xì)小的裂痕、皺褶和瑕疵。(2
分)
含義是:一方面,穿越時(shí)空要以自然法則為前提(1
分);另一方面,由于自然法則的存在,在理論上使穿越時(shí)空成為可能。(2
分)
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