如何建造时间机器？

时光旅行可以说是近几十年来科幻小说(包括一些科学家)的终极梦想，无数小说都是从这方面入手的。与此同时，人们创造了许多理论。那么让我们分别从科学和杜的角度来看待这个问题。1.科学理论先来看一个新闻故事，发生在2002年4月，标题是《随意往返旅行？美国教授今秋启动时光机。”美国康涅狄格大学物理学教授马莱特在10岁时遭遇丧父之痛。他的父亲是个吸烟者，死于心脏病发作。所以他一直希望发明一个时光机，回去提醒父亲吸烟有害健康。马莱特痴迷于研究黑洞、虫洞和其他与时间相关的理论，最近甚至着手制造一台时光机。47年后，马利特认为他已经发现了时间旅行的秘密。他正在制造一台时光机，将物体运送到未来或过去。他声称这台机器可以将任何东西从原子运送到人身上。他希望在秋天建造一个时间机器的原型，然后开始实验。Marlett计划在实验中用时间机器运送一个亚原子粒子。他认为激光束的环可以扭曲环内的空间，重力会迫使中子侧向旋转。马莱特说，如果能量增加，就会出现另一个中子。这个中子是第一个来自未来拜访过去的中子。时间旅行理论上是可行的。这似乎很荒谬。但让这些科学家如此疯狂的是爱因斯坦的相对论，它为他们提供了理论支持。爱因斯坦在相对论中指出，在我们的宇宙中，时间和空间是相互重叠的。随着物体质量和速度的增加，其存在的时间和空间也会发生变化。之前的一些实验也证明了它的真实性，在这些实验中，科学家使用粒子加速器将粒子加速到接近光速，并发现这些粒子比实验室中保存的其他粒子衰变得更慢。在爱因斯坦的相对论中，提到了一种新的空间结构——四维空间，它为我们传统的三维世界增加了一个维度。在传统的三维空间理论中，我们可以给任何物质一个相对参考系中的坐标来表示它的空间位置。这是我们可以理解和接受的，就像理解长宽高一样。但如果再为此增加一个维度，恐怕我们就很难理解和接受了。爱因斯坦在这件事上没有留下足够的解释和“样板工程”，相反，他给我们留下了足够的想象和探索空间。在爱因斯坦的相对论中，光速是一个非常重要的元素，质能转换公式，慢尺度收缩和时钟反转理论等等。，光速和它的当量值都在里面。“当我们接近光速时，我们的尺度会缩短，时钟会变慢，”爱因斯坦在相对论中描述道。“当我们以光速运动时，时间将不再流动；而当我们开始以超过光速的速度运动时，时间就会倒流！”2.时空理论的发展史自从威尔斯提出“时间机器”的想法后，许多科幻作家都对时间旅行这个主题产生了兴趣。当然，除了威尔斯的启发，还有很多因素促进了这类科幻作品在本世纪的繁荣。首先，爱因斯坦的相对论从根本上改变了传统的时间概念，使人们意识到时间的非线性，明白时间是可以压缩和延长的。天体物理、物质结构等领域的一系列重要发现，也推动了人类时间观念的改变。英国物理学家泰勒指出:“时间的宏观和微观概念是非常不同的”；另一位物理学家Fritcheff Kepra解释得更简单——时间“在宇宙的不同部分有不同的速度”。据说黑洞附近的瞬间可能相当于地球上的永恒。因为我们生活的星球有着与宇宙其他地方不同的规律，所以“时间”可能是复数。这些观点与科幻作品中对多时间轨道的描述密切相关。“时光倒流”，这种在科学上被认为不可能的现象，被用来作为否定物体可以被加速超过光速的论据，被科幻作家们津津乐道。第一部穿越小说大概是马克·吐温(1835~1910)写的《一个美国人在康涅狄格的亚瑟王宫廷》。故事是一个人被打昏后醒来。这个故事很有名，引起了类似“回到过去”故事的不断浪潮。到目前为止，很多电视剧在没有主题的情况下，都会被搬过来重用。像麦克盖弗这样的老公司和EarlyEdition这样的新公司都这样做过。那个时候，“去未来”的故事直到赫伯特·乔治·威尔斯写了《时光机》(1895)才被人注意到。自从1960改编了同名电影，把主角换成威尔斯本人后，“威尔斯驾驶时光机”的想法就被反复使用，包括电影《后会无期》(两个奇观，1895)。根据KarlAlexander的同名小说1976)改编，还有电视剧《LoisandClarke:ANewofSuperman》(新超人，1993~96)。在小说中，我们得到了时间旅行的定义。牛顿把时间比作“时间之箭”，只有不断前进。那么什么是时间旅行呢？一般来说是指“从现在的时间到另一个不连续的时间”时光机大师说:“时间和其他三个维度(长、宽、高)没什么区别，只是我们的意识沿着它移动。”我们每一个人都是时间旅行者，不断地旅行到“未来”。接下来我们来看看无数先行者提出的各种理论。3.各种时空理论的相对论:在爱因斯坦的相对论中，假设“光速绝对不变”。即使你的速度接近光速，你观察到的光仍然以光速传播，你永远也追不上它，因为你的长度更短，你自己的时间更慢。所以，在宇宙中以光速旅行，将是一场永不回头的时间旅行，就像电影《人猿星球》(1968)。一般来说，宇航员以光速旅行了一段时间，但地球上已经过了几千年。大爆炸:自大爆炸以来，宇宙一直在膨胀。如果宇宙是封闭的(密度大于临界密度)，根据广义相对论，膨胀会停止并开始收缩，时空会反转，那么发生的一切会像倒带一样重演吗？答案是不可能的，因为虽然“时间之箭”折返了，但所有的条件都不一样。黑洞:根据相对论，宇宙中应该存在一个天体，即使是最快的光也逃不出它的引力场。黑洞的超高引力导致了空间的扭曲。它的出口可能是一个由“虫洞”连接的“白洞”，而出口可能是宇宙的另一部分或另一个“子宇宙”。小说《接触》(1985，电影《接触未来》1997)就是利用虫洞在宇宙中旅行。如果时间在黑洞里被扭曲了呢？所以，用黑洞进行时间旅行也不是不可能。量子理论(QuantumTheory):理论上，粒子在有限概率下可能会有“隧道效应”或“量子跳跃”，从而穿透不可渗透的屏障。美剧《量子飞跃》(1989 ~ 1993)利用这一理论，增加了主角体内粒子“隧穿”的概率，最终发生了时间旅行。RelativeTime orTheUniversalTimeFactor:时间的单位是我们人类定义和划分的，对宇宙来说毫无意义。当你命令时光机“回到5月8日上午11点”时，它是不会理解的。除非你想让它倒计数到“回到15867秒”，否则你需要一台可以分离“时间”(在这种情况下是一个空间维度)的超级计算机，否则你将不得不看着它过热烧毁。如果你想去未来呢？“六千秒后！”很好。当电脑带你去那个未来的时候，你会发现你的手表刚刚走了6000秒。宇宙的绝对密度(桶因子):整个宇宙都有密度，是和谐稳定的。当你去到另一个时间，两个宇宙的密度同时改变。现代宇宙少一点，另一个宇宙多一点。结果，就出现了不平衡。嘣！这是主要的定力理论，当然对错，不管你觉得是不是伪科学，这是智慧的问题。4.因果律时间旅行故事最吸引人的是因果律。时间旅行一旦发生，因果律就会被打乱。比如你回到太古代，杀了一条鱼，恰好是进化树上人类的祖先，那么现代社会就消失了整整一批人。时间旅行会对因果产生什么影响？有四种理论:理论A-Fate(循环因果关系):你试图回到过去拯救一个人的生命，却发现那个人还是不可避免的死了，甚至更糟，这种回到过去的行为是他死亡的原因！这种理论在四种理论中比较合理。理论B——alternate Universe平行宇宙:我回到过去是为了救一个人的命，但是当我回到现代，我发现什么都没有改变！在“量子论”中，每一个可能的概率都可能产生包含那个概率的另一个宇宙，所以有很多“平行宇宙”。当你回到过去，救了那个人的命，你只是创造了另一个平行宇宙，那个人在其中活了下来，但在你的宇宙里，他还是死了。但在最近的电影《李连杰里的那个人》中，平行空间似乎并不是这样定义的。当我在其他宇宙死去时，能量会被其他的我平分。至于平行空间，如果你有兴趣，可以去找苏的小说。(一套数不清的书，自成体系，叫网络时间理论)理论C-成功:回到过去，杀死你的曾祖父。你真的成功杀了他吗？如果你成功了，你不能出生，所以你不能回去杀了他，所以他不会死，所以你会出生...？这是一个矛盾的理论，也是最不合理的理论。理论上的D-ObserverEffect观察者效应:回到过去，成功地改变了历史，但只有时间旅行者知道历史改变前后的区别。矛盾的是，为什么旅行者本身不受影响？在这种情况下，当他回到变化了的现代，他可能会变成一个陌生人。比如他回到过去，杀了他的曾祖父。当他回到现代，他发现这个世界上没有任何记录可以证明他的存在。