未来能影响过去？时光真能倒流吗？
2016-10-09 16:37:28 发布：人生的意义网
从古至今，人们都在探寻如何能够回到过去，如何通过各种时光机器进行时光穿梭也成为了不少科幻片热衷的题材。近日，据国外媒体报道，科学家或许找到了时光倒流的秘密，在不远的未来，操纵时间、回到过去有望变为现实。
利用时光穿梭来改变过去的桥段已经很常见了，但科学家们却从未停止“先有鸡还是先有蛋”的探讨，举著名的“外祖父悖论”来说，如果有一名时间旅行者乘坐时光机回到过去并在那里阻止他的祖父母见面，那么在未来他自己还能出生吗？因而从宏观的角度来看，核心原则就是光线和时间都只能以一种方向前进，即只能是过去影响着未来，而未来影响过去这种理论势必会成为悖论。
但是，澳大利亚国立大学科学家近日通过实验发现，从量子能级来看，这一核心原则可能会不起作用。这帮研究人员改进了“延迟选择实验”，再度证明著名量子学家惠勒的观点，即意味着未来的事件可以影响已经发生过的事件，从这个角度来看，未来影响过去或许并不是问题。
研究证明光子或有“预见性”
1807年，托马斯·杨总结出版了他的《自然哲学讲义》，并在里面第一次描述了双缝实验：把一支蜡烛放在一张开了一个小孔的纸前面，这样就形成了一个点光源。然后在纸后面再放一张纸，第二张纸上开了两道平行的狭缝。从小孔中射出的光穿过两道狭缝投到屏幕上，就会形成一系列明、暗交替的条纹，这就是现在众人皆知的双缝干涉条纹，并由此证明出光的波粒二向性。
著名量子物理学家惠勒，很多人可能并不了解他，但你可知道，“黑洞”等不少天体物理的词汇正是由他发明。在量子研究阶段，他提出最有代表性的思想是1979年在纪念爱因斯坦100周年诞辰学术研讨会上提出的“延迟选择实验”，这个实验是对双缝实验的改进，借此他认为穿透双缝的光子能够“遇见”到未来的双缝屏幕，并自主选择了它的路径。据此，他给出了一个颠覆我们通常时间次序的结论：“我们此时此刻作出的决定，它对过去已经发生了的事件产生了不可逃避的影响。”此时的决定，影响了甚至决定了过去。最绝的是，这个思想实验不但具有可操作性，而且可以在宇宙尺度上操作。
近期，澳大利亚国立大学研究团队对约翰·惠勒的思想稍加改动，让这个理论实验成为可能。他们没有利用光子，而是采用氦原子，让其穿过由激光束形成的光栅，而不是穿过物理幕墙。这样，当高速飞行的原子穿过第二道光栅时，研究人员就可以精准地观测到它究竟发生了什么。研究人员发现，如果没有第二道光栅，原子就沿着一条单一线路前进，符合粒子的特性。但当两道光栅都存在时，原子就会沿多条线路前进，有些像波的行为方式。研究团队负责人、澳大利亚国立大学物理学家安德鲁·特鲁斯特科特介绍说：“在量子能级，如果你没看到它，证明这个物体在另一端并不存在。这些原子并没有从A处移到B处。只有在过程结束对它们进行观测时，它们的波状或粒子状行为才会出现。”安德鲁解释说，“这表明，如果氦原子真的沿着一条特定的路线，接下来未来的测量结果就会影响原子的线路。”惠勒所提出的“未来事件正在影响着过去”的观点不仅成立，还能被进一步观测。
理论已证明时光倒流可行
抛开繁杂的“延迟选择实验”不谈，我们目前已经有了不少较为简单的时光倒流推断理论。众所周知，空间由长、宽、高三个维度组成，当我们日常运动时，不论行走、跑动或者上楼梯坐车等，我们在三维空间中的坐标也在随时进行着改变。然而，如果你看过那部著名的科幻片《星际穿越》，你也许会理解，在四维空间中，随着年岁的增长，秒针旋转的同时，我们也在时间这个维度上逐步前进。天体物理学家表示，时间与空间结合在一起形成四维时空，当一个具有质量的物体，例如人、物体或是恒星出现在这个时空中时，就会形成时空弯曲，以容纳该质量。如何利用时空弯曲进行时空旅行，成为了一个经久不衰的物理研究课题。
正如《星际穿越》演绎的那样，目前能够被广泛接受，且相对成熟的理论被称作“虫洞理论”——虫洞是一种假想的连接两个时空区域的通道，被连接的两端可以是两个不同宇宙或是同一宇宙的两个部分。从理论上而言，物体可以经由虫洞旅行，而方向则既可以是未来，也可以通向过去，因而通过虫洞在理论上可以实现时光倒流。然而，这样一次时光旅行所需要的能量是巨大的，甚至需要仅存于理论中的“负能量”，因为要形成虫洞至少需要一整颗行星坍塌的总能量。
除了广为人知的“虫洞”外，另一种通过巨大能量进行时空穿梭的理论也同样存在，这就是著名的“宇宙弦理论”。该理论认为早期宇宙残留下一个狭窄的能量管道，延伸整个宇宙的长度。这一区域拥有超大质量的物质，可以使周围的时空发生扭曲。而理论上宇宙弦是无限长的或是闭合的，正如磁铁那样，如果将两根宇宙弦靠在一起，其所蕴含的能量将使得时空产生巨大扭曲，通过这种方式或可以实现时光倒流。然而，以上两种理论都要求巨大的能量转化，这样的能量在目前是远远超过人类实验室能够获得的，因而它们都仍处于理论阶段。