霍金猜想是好莱坞式妄想还是科学预言
加入时间：2010年09月18日 17:33东方网-文汇报http://tech.sina.com.cn/d/2010-09-18/17334671291.shtml
王磊 邵岭
上周日，英国著名物理学家史蒂芬·霍金接受美国媒体采访时表示，他不再相信上帝创造宇宙的说法，颠覆了他此前坚持的神造论和科学并不矛盾的理论。
最近几个月，68岁的物理学泰斗霍金，开始对一些此前含糊其辞的话题频频发言。除了雷人的“地球200年内毁灭”，他透过Discovery探索频道制作的纪录片，首次以第一人称讲述的方式，对时间机器、物种起源、外星生命等“非常好莱坞”的话题阐发观点。这套纪录片目前正在全球播出。包括上海纪实频道在内的全国电视纪录片频道和栏目，也第一时间将霍金的猜想带给中国。“时间旅行有可能”；“外星人正在制造他们的方舟，准备殖民太空，甚至可能威胁地球”，听上很科幻的猜想，因为霍金而变得让人有些无法释怀。
对于霍金的雷人的猜想，学术界批评和力挺的都大有人在。霍金本人也因此身跨科普和娱乐网络主题论坛，成为制造话题的焦点。不过，短期内没人能证明或者证伪霍金的猜想，很多猜想连求证的方法都没有。
换个角度看这些猜想，会更有意义。继1998年出版畅销书《时间简史》之后，霍金的新书《大设计》已经上架。开篇他直言不讳“哲学已死。极端物质化的当今世界是否比以前更进步，我觉得非常可疑。”霍金的雷人猜想，或许是他站在自然科学巅峰上，突然顿悟的危机感。毕竟，这些问题是人类追求存在、生命和宇宙的意义时，永远无法回避的终极猜想。
时间旅行不是白日梦
如果我有台时间机器，我可以拜访正当妙龄的玛莉莲·梦露。”听到史蒂芬·霍金说他时间旅行的第一站，实在有点“雷”。他接着说，“或是在伽利略用望远镜观测宇宙的时候去串个门。可能我还会前往宇宙的末日，看看我们的整个宇宙将会如何终结。”
时间猜想1“坐稳了，其实时空隧道就在我们身边”
关键词：虫洞
物理应用：真实存在的时间隧道
一提到“时间旅行”，极端耗能、吱吱作响，瞄一眼就会令人很不安的庞然大物，常常是很多人的第一印象。但是霍金却说，其实我们的周围就有很多“时间机器”，正在悄然连接不同的时间和空间。
“时间隧道概念本身并不疯狂，物理学家们也一直在思考时间隧道的问题。在自然法则下，我们认为时间隧道有可能存在。”坐稳了，其实时空隧道就在我们身边，我们甚至给它起了个名字——虫洞。”霍金说，“我们身边到处都是虫洞。”
要理解虫洞，首先要理解时间不是“完美”的。
霍金说，就像三维世界里的构成世界的长宽高一样，第四维的时间，也并不“完美”。再平的东西放大了看，哪怕是玻璃，放在显微镜下观察，表面都存在细小的裂痕和皱褶。时间也一样，并不完美平滑。
时间的裂痕和皱褶，是所谓的量子泡沫。它存在于最小的度量范围，甚至比分子、原子更小。量子泡沫在整个量子世界中不断地形成、消失、再形成……虫洞就存在其中。通过量子泡沫的形成和消失，虫洞就构成连接不同时空的狭窄隧道，通过这些隧道可以穿越时间。
“虫洞的存在引发了不少人关于‘虫洞型时间机器’的概念。”霍金说，“有些科学家认为，我们可以截获这样一个虫洞，然后将它扩大数亿亿倍，足以让一个人，甚至是一艘太空船从中通过。只要有足够的能源和超前的科技，或许还可以在宇宙中，制造出巨大的虫洞。”虫洞机器的一端在距离地球不远的地方，另一端则位于一颗距离我们无比遥远的行星附近。这样，星际旅行就可以经由虫洞实现。同时，理论上，虫洞还可以有更多的用途。如果虫洞的两个端口设置的地点相同，但时间不同，那飞船穿越虫洞之后，将仍然停留在地球附近，却会出现在不同的时间里。
结论：我们身边到处都是时空隧道，不过你钻不进去
虫洞的大小，按照霍金的说法，大概是1.0×10-33cm3。小数点后30多个零，这样的数据对于一般人来说是无法想象的，能肯定的是你是绝对没有可能钻进去的。按照数值比例，虫洞和一枚方糖的体积比，相当于一粒白砂糖和太阳的体积比。虫洞太小了，捕捉放大都是问题，所以“虫洞型时间机器”只是一种理论假设。想要通过时间机器旅行，还得看艺术家的科幻小说。
时间猜想2“回到过去？你是想和全宇宙对着干？”
关键词：时间机器
物理应用：你没法回到昨天买张今天中奖的彩票
虫洞型时间机器，现在造不出来，难道人类的后代也没能成功发明时间机器？这个命题很科学，也因为无从论证变得很有魅力。不过，霍金却说，“我有一个简单的实验。证明哪怕是在未来，人类没有成功发明时间机器。至少他们无法回到过去。”
霍金筹备了一个聚会。门口的横幅上写着“欢迎来自未来的时间旅行者”。桌子上摆满了霍金喜欢的小点心，还有他钟爱的香槟。“请柬上说明了确切的时间和空间坐标。我希望请柬能够流传到数千年后。或许未来某一天，有人可以看到这份请柬，然后用时间机器，回到他们的‘过去’，来参加我的派对。顺便证明时间旅行在未来的某一天，成为了现实。”最终，实验会失败了，没有人赴约。
霍金一直试图找到一条禁止时间旅行的新物理定律，以证明这是不可能的，他把这一定律称作“时序保护猜想”。
“我有一个‘科学狂人悖论’的想法，可以证明无法回到或改变过去。”霍金说。假设通过虫洞时间机器，一个科学狂人看见了一分钟前的自己。如果他通过这个虫洞，开枪打死一分钟前的自己呢。一分钟后的他，打死了一分钟前的他，那么谁又是一分钟后的他？这个绕口令无论如何都无法解释：到底是谁开的枪！
“通过时间机器回到过去，会破坏主宰整个宇宙的最基本法则。”霍金将他的“时序保护猜想”归结为“起因一定发生在结果之前，绝不能本末倒置”，回到未来，基本上就是在和全宇宙对着干——事物不可能否定自己的存在前提。“如果可以的话，那么任何力量都不可能阻止宇宙陷入彻底的混沌。”
霍金称，音乐会上的啸叫，就是时间机器无法稳定存在的说明。音乐通过麦克风，进入音响被放大播出，播出的声音会再次进入麦克风。一次又一次经过这样的循环，每一次都让声音变得更大。如果没人阻止，极端“啸叫”就会让音响系统彻底崩溃。
结论：哪怕是在未来，人类也没有成功发明时间机器，宇宙不会让我们修改因果关系。
“我认为同样的事情也会发生在虫洞型时间机器中，只是辐射取代了声音。当时间机器打开的瞬间，自然界的辐射会进入其中，并形成循环，‘辐射啸叫’会被虫洞放大，变得无比强烈，最终导致时间机器瓦解。”霍金说。
或许这种啸叫，就是时间保护自己的方法。让时间机器无法稳定存在，在时间被改变前，时间会毁掉时间机器。
时间猜想3“时间之旅，我们不能后退，却可以快进”
关键词：光速
物理应用：利用时间流速有快慢，可以快进至未来
时间就像一条河，推着我们向前。我们无力后退。不过，时间在有的地方会慢一些，而在另一个地方却会加快速度。100年前，爱因斯坦就提出了时间流速可变的概念。爱因斯坦认为，就像河水会被水中的礁石阻挡而放缓流速类似，时间也会被物质拖住，物质越“重”令时间变慢的效果越明显。霍金说：“虽然听上去匪夷所思，不过这却是已得到证明的事实。而且我们可以利用这个物理规律，打开通向未来的大门。”
如果把地球换做银河系中心的质量更大，引力更大的黑洞。那么时间将会变得更慢。霍金假设一艘飞船围绕黑洞飞行，大约每16分钟绕行一周。但是，因为飞船距离黑洞很近，黑洞巨大的质量和引力，会让包括飞船在内的黑洞周围的时间减速变慢。地球上的16分钟，在飞船里只是8分钟。霍金说，这可以推论出一个时间机器的模型：你只要以极高的速度运动就可以进入未来。
设想一下，一列绕着地球赤道行进的火车。以接近光速的速度飞驰，达到每秒绕赤道7圈。霍金推断说：以这样速度行进，火车在2050年1月驶出站台，飞越了地球上的100年，最终在2150年的元旦停了下来。不过，对于车上的乘客而言，因为他们的速度快，按照他们的时钟，他们只过了一个星期。霍金说，这就是时间机器，“他们在一周内，行驶了100年，从而进入了未来。”
结论：实验已经证明，我们的确可以“进入未来”。
这个看似疯狂的猜想，已经在实验室里得到证实。在日内瓦世界最大的粒子加速器环形隧道里，粒子被加速到接近光速的99.99%。此时，粒子开始“穿越时间”：寿命只有4000万分之一秒的π介子，生命周期延长了30倍。也就是说，粒子的时间真的变慢了，对于它原有的寿命而言，它进入了未来！
外星生命的N种可能
地球只不过是绕着太阳旋转的8个行星之一，而太阳不过是螺旋星系的2000亿个恒星中的一个。就算是银河系也不过是宇宙海洋中的一个小水滴而已，整个宇宙共有1000亿个大小星系”，所以，从概率上看，对外星生命的想象是完全理性的，真正的挑战在于合理地想象：那些外星生命会住在哪里，又会长成什么样？
生命猜想1存在火星或木卫二上
能量来源：水
线索：地球生物
和大多数人一样，霍金也认为有机生物体要获得食物，繁衍生息，不断进化，离不开水这个关键要素。因此，如果在其他地方找到水，就意味着外星生命真的可能存在。而在太阳周围，除了地球之外，还有一颗行星能为液态水提供适宜的环境，那就是火星。在霍金的梦想里，未来“我们会有足够的财力把人送上火星。如果能发现哪怕是一丁点火星微生物的痕迹，那绝对也能成为人类最伟大的发现之一”。
至于木卫二，那是距离火星只有4800万公里的一颗环绕木星运转的小卫星。它的直径不到3200公里，且整个表面都被大约8万米厚的冰层包裹。如果把最底部的冰层融化，就能造出一个隐藏的液态海洋，为外星生命提供居所。不过，探索木卫二的代价可比探索火星要高出许多。
生命猜想2存在太阳系外的行星上
能量来源：水
线索：凯克双筒望远镜
宇宙中有无数的恒星包围着我们，但到底有多少行星围绕着它们旋转，其中又有多少可能维持外星生命，却没有人说得清。寻找这些行星非常困难，即便是人类历史上最强大的地面望远镜之一——凯克双筒望远镜，也无法侦测到它们的踪迹。不过，它所观察到的恒星的细微颤动，却能揭示出那些行星的位置，因为当行星在恒星与我们之间经过的时候，会导致恒星定期变暗，根据恒星变暗的时间，我们甚至能确定行星是否在该恒星的适居带内。霍金大胆假设：在宇宙的某个角落有一颗石质星球，那里有液态的水，已经孕育出了生命，在进化力量的影响下，那里的生物可能和地球生物非常相似，外星生物的生死之争，此刻也正按照宇宙通行的进化法则不断上演……
生命猜想3存在宇宙的更深处
能量来源：氮
线索：霍金的乐观主义
宇宙中也许存在着不依赖水，而是靠其他化学物质生存的生命体。
氮在地球上呈现气态，但如果温度低至-195℃时就会呈现出液态。在霍金的想象中，此刻也许正有一个液氮海洋，那里已经进化出了一种能在如此极端环境中进化繁衍的外星生命。
生命猜想4存在遥远的气态行星上
能量来源：闪电雷击
线索：探索遥远行星的天文学家们发现，很多星球都是巨大的气态行星，就跟太阳系里的木星和土星一样
也许有些外星生命是由气体组成的，他们也需要某种“食物”——也许就来自闪电雷击的能量，因为在这样的行星上雷暴是家常便饭。
霍金10问
Q：你的偶像是谁？
伽利略、爱因斯坦、达尔文和玛丽莲·梦露。
Q：在我们这个时代，有哪些最重要的科学问题？
宇宙是如何诞生的？生命是如何起源的？生命在未来将如何进化？
Q：如何让深奥晦涩的《时间简史》成为畅销书？
有人告诉我，如果我在时间简史之中每加入一条数学公式，这本书的销量便会减半。我照做了。
Q：你大部分时间都在想什么？
我认为答案应该是限制级的。
Q：你喜欢听哪种音乐？
我喜欢歌剧，尤其是瓦格纳的歌剧，他比任何人都擅长用音乐传递感情。
Q：你相信上帝吗？
我不相信上帝，这只是人们的良好愿望。
Q：你有座右铭吗？
活着就有希望。大胆去做吧……
Q：如何评价轮椅上的生活？
我的手指还能活动，我的大脑还能思维；我有终身追求的理想，我有我爱和爱我的亲人朋友；对了，我还有一颗感恩的心……
Q：你认为生活是公平的吗？
生活是不公平的，不管你的境遇如何，你只能全力以赴。
Q：有什么困扰你的问题？
有，比如宇宙有开端吗？如果有的话，在此之前发生过什么。
霍金的终极警告
外星生命的构成并不重要，对我来说，它们的行为才是关键。
事实上，我们与外星生命缺少接触，这的确是一个严肃的科学问题。尽管40多年来我们一直不断地倾听着宇宙的声音，但却一无所获。在时间和空间上，它们都是那么遥不可及。
但有一种可能性，那就是外星人已经踏上了殖民全宇宙的征途。因为早就消耗光了它们母星上的资源，它们会变成游牧民族，不断地征服并殖民它们抵达的每一颗行星，榨干每一颗新发现的行星上的资源。像我们一样，它们很可能早已进化成了一个习惯于把资源榨干的物种，所以如果外星人真的造访地球，其结果很可能会像哥伦布最初登上美洲大陆一样。在如此浩瀚无垠的宇宙中，我们只要看看我们自己，就知道那些极不可能发生的事情其实一直都在发生。让我们祈祷外星人真的找上门来的那一天，能为和平而来。 再优秀的科学家也有老的时候，我只能说，他老了。 ::42::同意楼上 似乎已经带有较多科幻的成份了。 严重反对霍金的虫洞理论，
创造并维持一个宏观虫洞需要的能量可能无法想象，
既然在量子层面的虫洞效应可以产生，为什么不把人类意识量子化呢？
量子化人类意识要比控制整个太阳的能量容易得多吧。 参看《接触》这部影片，在西方社会搞科学，不信神创论，很多时候难以得到government甚至社会的支持。猜想霍金其实一直都不信神创论的，但是为了在科学研究方面得到支持，所以昧着良心说点假话，现在年纪大了，就无所谓了。呵呵，纯属猜想。。。 想的再好还是证明不出来，只要不违背现在已经证出的理论，怎么想就随便了。
科幻，老了之类的词还是不要妄加评论。当初不少物理理论都受到过这个待遇。否定就应该给出不存在的证明，否则无论任何猜测都是没有罪的。
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