当前位置： 虎鲸 > 虎鲸的形状 > rdquo五一ldquo假期漫威
当前位置： 虎鲸 > 虎鲸的形状 > rdquo五一ldquo假期漫威
■?《复联4》海报图片来源：百度百科
小伙伴们都已经完成充实的”“工作，开始快乐的”五一“加班之旅了吗？你已经徜徉在景区的人山人海了吗？反正今天小编还是在“照常上班”，考虑到大家加班的忧愁和景区排队的苦恼，我们决定今天放个大招——“漫威宇宙的科学观”第1期上线，赶快来收听哦~
“漫威宇宙的科学观”是《三味新知》的首个分系列，本系列的内容合伙人是新东方的物理名师朱一明老师，朱老师曾在香港科技大学研究物理学和哲学，非常擅长将武侠、动漫、电影元素融入到物理知识中。“漫威宇宙的科学观”系列今天推出第一期：在电影中，复仇者们穿越时间是如何做到的？
三味新知?第4期
/讲述人/邵圣懿?/本期内容合伙人/新东方物理名师朱一明
?/声音制作人/?单宝帅
/栏目策划/?安韶坤吕文博
本期/BGM/
AlanSilvestri-TheAvengers
7AND5-Driftwood
MichaelMaas-Planetary
GuidoNegraszus-LastSummer
由腾讯职场推出的一档知识音频栏目
《三味》系列继《三味大师课》后又一精品知识栏目
—以下为本期音频解读稿—
最近正在热映的《复仇者联盟4：终局之战》可谓刷爆了影史的各项纪录，在这部漫威超级英雄最后大集结的作品中，出现了一个大家都很感兴趣的科幻情节，就是时间旅行。这一集我们就来讲一讲在电影中，复仇者们穿越时间是如何做到的？
你千万不要以为时间旅行只是科学幻想，霍金在《时间简史》中专门用一章的篇幅介绍了时间旅行，它是有着严密的科学理论作为基础的。这个科学基础是什么呢？答案就在爱因斯坦的相对论中。相对论我们都知道，分为狭义相对论和广义相对论两部分，刚刚好，这两部分相对论分别提供了一种时间旅行的方法，《复联4》里面居然都用到了。看过电影的人应该还记得，绿巨人BruceBanner博士设计了一套时间旅行的方案，但是不成功，是钢铁侠经过了五年的研究，才最终设计出了一套成功的方案，我们分别来看看这两种时间旅行是怎么回事。
首先来讲一讲什么是狭义相对论，什么是广义相对论？都是相对论，二者有什么区别呢？你可以把宇宙想象成一个大冰箱，通了电之后，你可以往里面放食物：水果、蔬菜都可以，但是当这些都吃完了之后，冰箱里就什么都没有了，这个时候我们通常会选择把电源拔掉。狭义相对论，顾名思义，它所研究的范围很狭窄，它讨论的是一种很特殊的情况，就是当宇宙中什么都没有的时候，一片真空，时间和空间具备哪些性质。如果你很不幸的生活在这样一个宇宙当中，你会看到哪些景象，狭义相对论讲的是这个。
爱因斯坦和他的狭义相对论
可一旦宇宙这个大冰箱里面有东西了，有各种各样的星星，有太阳、月亮、地球，甚至是黑洞，问题就会变得复杂得多。而广义相对论研究的是当宇宙中存在物质，时间和空间在这些物质的影响之下会怎样变化。我们都知道万有引力，万有引力本质上就是大质量的星体对周围时空的一种影响。你可以从这个角度去理解什么是广义相对论，什么是狭义相对论。
广义相对论的时空观
那相对论和时间旅行有什么关系呢？咱们先来看狭义相对论，狭义相对论有一个核心概念叫做“时间膨胀”，简单来说就是：时间并不是绝对的，周围的时间对于每一个人来说快慢是不一样的。举一个不太贴切的例子：当你吃一碗特别难吃的饭的时候，你觉得度日如年；而当你看一部很好看的电影的时候，觉得时间过得非常快。那么在相对论中是什么决定了你周围的时间过的是快是慢呢？答案是你的运动速度。比如一个人从你面前跑过，经过你身边的时候对你做了个鬼脸。那么你看它做鬼脸的这个动作，其实应该是慢动作。而我们在初中物理课上就学过，运动是相对的，所以对于这个人来说你做的任何动作也是慢动作。在《复联4》中蚁人说在量子领域里时间过的和外面的世界很不一样，其实说的也是时间的这种相对性。
那么问题来了，为什么我们在现实生活中感受不到这种时间快慢的差异呢？不管你是在天上坐飞机，还是在地上坐火车，还是在家里睡大头觉，感受到的都是同一个时间啊，你并没有发现飞机上一天只有23个小时对不对？答案是：因为我们的运动速度太慢了，或者说我们跑的还不够快，产生的时间膨胀效应微乎其微可以忽略不计。那要跑多快才能感受到明显的时间快慢的差异呢？你的速度必须跟光速有得一拼。光速我们都知道，每秒30万公里，相对于每秒钟绕体育场跑一百万圈，这个速度非常快，是宇宙中最快的速度，目前人类最快的交通工具也望尘莫及。
也就是说你的速度越接近光速，你看周围环境的时间会变得越慢，类似于电影里慢镜头播放。如果你能够达到光速的85%，可以使周围的时间放慢一倍。你自己过了一个小时，看其他人才过了半个小时。如果你能够达到光速的99%，可以使周围的时间放慢7倍。那么我们不妨设想一下，如果我们能达到光速甚至超过光速，会怎么样呢？这里可以采用一种极限思维，时间慢到极限其实就是时间停止，看周围什么东西都不动了。如果你能在此基础之上更进一步，超过光速，那么一个很自然的推理就是时间会倒流。这就是进行时间旅行的第一个手段：超光速。在电影中绿巨人最开始在蚁人身上做的实验，达到的就是类似的这种效果，只不过是用量子手段间接达到的，并没有实际上真的把蚁人加速到超光速。
《蚁人》剧照
那么在现实世界中这种时间旅行的方案有两个很大的问题：首先，把一个东西加速到光速在技术上做不到，因为根据狭义相对论，把一个物体加速到光速这个物体的质量会变得无限大，你根本想象不出来什么叫质量无限大，我们日常接触的所有事物都是有限的。所以其实在物理学家看来跑步并没有减肥效果，反而是跑得越快，你越是在利用相对论在增肥，开个玩笑！那一旦一个物体质量接近无限大，再根据爱因斯坦的那个闻名遐迩的质能方程，E=mc2，质量和能量是成正比的。也就是说给一个物体加速到光速需要无限多的能量，你上哪去找无限多的能量呢？全宇宙的能量都加起来可能也没有无限多。
质能方程
年的时候科学家们曾经用目前世界上最大型的强子对撞机，尝试把一个小小的电子加速到光速，但是也只能加速到光速的99.%，最后那一点无论如何也加不上去了，它是物理上的一个硬性障碍，你没法超过光速就好像男人没法生孩子一样无解。那么这个对撞机长什么样呢，有点类似于我们高中物理课本里介绍的回旋加速器，都是原型的，只不过对撞机要大得多，它是一个巨大的圆环。钢铁侠在第2部钢铁侠的独立电影里也制造过一个小型的对撞机，解决了方舟反应堆核原料的问题，这个有机会我们以后可以讲一讲。据说目前我国正在制造世界上最大型的粒子对撞机，预计年造好。对撞机造的越大，它能干的事就越多，到时候不知道能不能让人类在科学上有所突破。
坐落于日内瓦的大型强子对撞机图片来源：百度百科
当然，加速问题其实还只是小问题，最关键的是，刚才已经说过了，相对论告诉我们，我们每个人的时间都是不一样的，换句话说，我们每个人都自带了一个钟表，并且你和别人的钟表相互之间是不影响的。即使你能够达到超光速，也只是别人看你的时间倒流了，别人感受到的时间还是正常的，就好像你在大街上带着耳机听着摇滚自己玩得很high，但是一个人从你身边路过他感觉不到你的那种happy啊！所以为什么电影中绿巨人在蚁人身上做实验变出了一个婴儿，钢铁侠解释的很直白：只是时间在蚁人身上倒流了而已，你自己跟自己玩。换句话说，这只是一种返老还童的手段，并没有真正的穿越回过去。
那么在狭义相对论发表后的十年时间里，爱因斯坦潜心研究广义相对论。广义相对论有一套复杂的数学逻辑，可以说是一门用公式表示的科学。在这套公式里面蕴含了两个最令科学家着迷的东西，就是黑洞和虫洞这两个洞。最近科学家们已经用电脑合成出了一个黑洞的照片，说明广义相对论是一个正确的理论。而时间旅行的第二个手段，就是利用另外一个洞，虫洞，来实现的。
根据广义相对论，宇宙中可能存在某种连接两个时空点的通道，爱因斯坦称之为虫洞，wormhole，也就是时空隧道。这里要注意：不是时间也不是空间，而是时空，时间+空间。也就是说，如果你能跳进一个虫洞里，你不仅可以从宇宙空间里的某个点出来，还可以从时间的某个点出来，也就完成了时间旅行。如果这是过去的时间点，比如年鸦片战争，那就穿越回过去了呗。那在外界看来这个过程是怎么样的呢？如果有人看见你跳进了一个虫洞的入口，你就直接从现在的世界里消失了，现在的宇宙中再没你这个人了，然后的林则徐在虎门销烟的时候，突然发现：诶？天上怎么突然出现一个那么大个黑色的鸦片，其实就是虫洞的出口，最后你从里面蹦了出来，成为了历史中的一部分。就像电影中绿巨人说的那样，虽然你穿越回了过去，但对于你来说，这所谓的过去其实是你的未来，你可以在过去的世界里做一些你想做的事。
那么在复联4当中为什么超级英雄们没有制造一个虫洞跳进去呢？还是一个技术性问题，制造虫洞所需要的科学技术可能年之内人类都达不到，因为需要宇宙中一种很特殊的物质：暗物质。这个东西是啥人类还不清楚，所以科幻电影里也编不出来。但是霍金给我们提供了一个思路，霍金曾经参与制作了一档国外的电视节目，叫做IntotheUniversewithStephenHawking（与霍金一起了解宇宙）。网上有视频，可以自己看。霍金就说：其实空间当中充满了虫洞。那我们咋看不到呢？因为这些虫洞太小了，比原子的尺度还小。这些虫洞所存在的领域我们称之为量子泡沫（QuantumFoam），所谓的量子泡沫就是量子尺度下时间和空间里非常微小的裂缝和空隙。那这些空隙是哪来的呢？这个也好理解，你可以把时间和空间想象成一张非常光滑非常平整的桌子，虽然表面看上去这张桌子是平的，但如果你用放大镜或者显微镜仔细去看，你会发现平整的桌面上也会有小洞、小孔、和裂痕。时间和空间在非常小的尺度之下，也不是平整的。而连接这些裂缝和空隙的就是虫洞。
平整的桌面会有微小的缝隙
在量子泡沫里这些虫洞不停的出现和消失，它们可以连接任意两个时空的裂缝。所以为什么电影中超级英雄们需要穿上类似蚁人的衣服变小才能进行时间旅行，原因就在这。钢铁侠在5年的研究里很重要的一部分工作就是研究如何抓住这些量子泡沫里的虫洞，利用它们去到我想去的那个时间和空间点，这样就实现了真正意义上的时间旅行。但是很遗憾，凭借我们现在的科学技术也是做不到，人类对于量子领域的认知还处于婴儿水平，很多知识还只停留在概念和方程式阶段，更不用说抓住一个虫洞了。
量子泡沫和虫洞
但是这里不得不赞叹一下漫威编剧的脑洞，其实连科学家们也没想到这个方法。霍金他们原本的想法是在量子泡沫里抓住这样一个小小的虫洞用技术手段把它放大万亿倍，大到足够让一个人跳进去，但是他们可能想都没想过：为什么我们不能像蚁人那样先让自己变小呢？
好，这一集关于复联4中时间旅行的科学原理就讲到这里。但是随之而来一个新的问题：如果我用时间旅行回到了过去，做出了一些改变历史的行为，会有什么后果呢？历史真的可以被改变吗？如果可以，那原先的历史会怎么样呢？我要是回到跟过去，跟过去的自己打个照面，就像美国队长那样，跟过去的自己PK一下，这不挺好玩吗？下一集我们就来讲讲改变历史的问题，科学是如何看待历史的？《复联4》这部电影在逻辑上到底有没有bug，电影中所说的莫比乌斯环又是怎么回事呢？咱们下集见。
?-END-
文末小福利：
全文读完，是否对您有所启发呢？欢迎在评论区留言，留言点赞第1名，将获得Q币或腾讯视频VIP季卡1张，截止日期年5月31日。快来评论吧~
《三味新知》往期回顾
NO.1我们加的班有多狠？???
?NO.2消防员是怎样一种职业？
NO.3看《复联4》为什么会无聊？
《三味新知》栏目合伙人招募中
只要你对世界保持好奇
请成为我们的栏目合伙人共同探索新知
你将获得
《三味新知》栏目合伙人署名权
腾讯视频VIP季卡/年卡、QQ币等诸多福利
腾讯职场认证合伙人证书
大学生朋友可获得实习岗位推荐
腾讯职场名人团面对面交流机会
合伙人信息发邮箱czzgstory
qq.转载请注明：http://www.hujingahj.com/aqxw/5751.html
