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寻找时间的边缘黑洞、白洞和虫洞-第5章

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    所有这些让人想起宇宙在量子水平上运行的方式。这有个现实选择的问题,正如著名的薛定谔猫案例中所体现的。撞球在接近时间隧道之前是完全正常的,然后以许多不同的方式与隧道系统相互作用,在以一种完全正常的方式再次出现在另一侧之前形成态叠加。如果事实上一些量子理论学家已经得出处理这种多元事实的方法,索恩所谓的相似撞球/虫洞问题的自洽解决方法“过多”,会十分麻烦。

    他们所使用的方法是理查德…费曼于20世纪40年代研究出来的,就是众所周知的“历史求和”方法。在经典物理学之中——牛顿物理学——一个粒子(或一个撞球)被认为沿着一个确定的路径、唯一的世界线或“历史”行进。在量子物理学中,由于量子的不确定性,不存在这种确定的轨迹。量子力学仅涉及可能性,并且十分精确地告诉我们一个粒子从一个地方移动到另一个地方有多大可能性。粒子如何从一个地点到达另一个地点是另一个问题;通过累加从起始位置和终端位置之间所有可能路径的概率,粒子接下来出现在哪里的可能性可以推测出来。粒子好像知道所有可能的路径并且决定了在哪个基础上往哪里行进。由于每一个轨迹都被称为“历史”,通过累加每一条轨迹的概率推测粒子的行为方式,这种方法就是“历史求和”方法。

    当然,所有这些都是在原子和原子以下的量子水平上适用的。量子不确定性是很小的,而且对我们日常生活的影响微不足道,因此真正的撞球遵循着经典轨道。但是在时间隧道虫洞口之间的区域,实际上可穿越时间隧道的存在提供了一种不确定性,在一个更大的范围内图起作用。该俱乐部发现历史求和的方法在这一新情况下能够产生很好的效果,描述了关于通过时间隧道的撞球的一些问题的解决方法。如果你以这样一种初始状态开始,球从远处移近时间隧道,历史求和方法提供了一系列独特的可能性,它告诉你何时和何地球可能会出现在另一侧,避开包含封闭类时曲线的区域。它不能告诉你,撞球是如何从一个地点移动到另一个地点的,正如量子力学也不会告诉你电子是如何移动进入原子的。但是,它精确地告诉你在一个特殊地点找到撞球并且在时间隧道撞击之后朝着特殊方向移动的可能性。此外,球沿着一个经典轨迹开始并且沿着一个不同轨迹结束,这种可能性为零。如图7。8所示,从远处观察者不会看到球由于与自身的碰撞而发生偏转,除非你近距离地观察,否则不会发现特殊情况。索恩认为“从这个意义上来说,在每个实验之中,球‘选择’遵循的只是一个经典解决方法;而且遵循每一个解决方法的可能性都被单独地预测”。还有一个意外收获。在历史求和方法之中,严格上讲我们毕竟不能忽略自洽的解决方法。这些解还是存在的,但是它们对于求和来说贡献很小,以至于对实验结果没有任何真正的影响。

    所有这些还有一个更为奇怪的特征。因为在某种意义上来说撞球“知道”对其敞开的所有可能的轨迹——所有可能的未来历史,它沿着世界线任何一点上的行为从某种程度上来说都依赖于未来对其敞开的路径。因为这种球通过时间隧道可以遵循许多不同的路径,但在不通过时间隧道的情况下它可遵循的路径就少很多,这就意味着,原则上来说,有时间隧道与没有时间隧道的情况相比,表现是完全不同的。虽然评估这种影响的确是十分困难的,根据索恩的说法,原则上来说,在尝试建造这种时间机器之前对撞球的行为进行一系列测量,并且从测量结果得出未来建造一个含有封闭类时曲线的时间隧道是否会成功,这应当是可能的。他说,这是“关于时间机器的量子力学的一个一般特征”。

    索恩总结了到目前为止的俱乐部研究成果,他的结论是:在存在时间机器的情况下物理学定律的表现似乎是合理的,以至于“允许物理学家在没有严重错位的情况下继续他们的智力活动”,即使时间机器似乎给予宇宙“一些令大多数物理学家反感的特征”。根据物理学定律,建造时间机器是可能的,在不违背因果关系的情况下进行时间旅行是可能的。就如诺维科夫于1989年在苏塞克斯大学的讲话中所提出的,“如果有一个非自洽的问题解决方法,还有一个自洽的解决方法,那么自然将会选择自洽的解决方法”。

    尽管如此,这不是黑洞和宇宙故事的结局。在那些并不反感这些想法的少数物理学家之中,越来越多的研究人员正在调查比目前为止我已讨论的任何事物都小的虫洞以何种方式在量子水平上作为一个时空“泡沫”存在。为什么这种“微小的”虫洞能引人关注,一个原因是,如果存在这种微小的虫洞,那么就可以抓住一个微小的虫洞并且以某种方式将其扩大到肉眼可见的尺寸,从而建立起一个时间机器。但是这一方法好像显得没有意义,事实上微小的虫洞就可能解释宇宙自身的存在。这一解释再次涉及费曼的历史求和方法。
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