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载2006年4月7日《文汇读书周报》

交界上的“接触”
——卡尔.萨根与时间旅行

穆蕴秋

 

  如果在一本不足三百页的书中,内容包括行星探索、寻找地外文明、科学教育以及科学环境与公共政策,甚至还涉及时间旅行,通常情况下,我们会认为它是一本追赶时髦、内容庞杂、以畅销为目的的科普大杂烩,因为以上所涉及的每一个内容,在科学领域中曾经或现在都是倍受关注的热点,相关的著作亦早是汗牛充栋。不过,如果这本书的名字叫《卡尔.萨根的宇宙》,事情就有点不太一样了。
  初看书名,熟悉萨根的人想到的一定是那部由他本人亲自制作的电视系列片《宇宙》,该片使他名声达至顶点,一种不无夸张的赞誉称萨根“此后成为北美文化的象征”。书的内容和电视系列片其实并无关系,但书名却着实起得很贴切:1994年10月,为庆祝萨根60岁生日,他所任职的康奈尔大学组织了为期两天的与其工作相关的讨论会,科学界很多名流齐聚于此,本书就是在选择他们中有代表性的发言稿件24篇的基础上汇编成册的,由于萨根在科学领域中涉猎范围很广,书所涵盖内容自然十分宽泛,“宇宙”一词正好能把这一点很好地表达出来。
  一般而言,很少有人会有兴趣去阅读一本个人生日宴会上的来宾发言稿汇编——特别此人还有着非凡名气时,那多半不是面谀之辞,也是锦上添花。不能说此书完全不落窠臼于此,但可以感受得到,它的确已经在极力避免了,这也是此书值得一读的重要原因。书前三分之一多一点的篇幅是关于行星探索和寻找地外文明的,萨根正是凭借这两个领域内颇多争议的学术声誉开始在科学界安身立命的,虽然内容不乏趣味性,但由于涉及到一些专门的天体物理学知识,所以,阅读时拿出一点专心致志的劲头是很必要的。而相对于这一部分的冷硬,后面余下部分和科学普及相关的内容则就显得柔软一些,也要喧嚣和吵闹得多,那是萨根一直感兴趣、但在成名以后才干得比较多的事情——当然,这些事情也进一步提高了他的知名度。
  由于一直和行星探索、搜寻地外智慧生命等科学领域内颇有争议的问题联系在一起,并以一位卓越科学传播者的身份给人们留下了深刻印记,卡尔.萨根身上始终有着一层“科学弄潮儿”的先锋革新色彩。所以,当书中那篇由理论物理学家基普.s.索恩撰写的《先进文明允许星际虫洞航行和时间机器旅行吗?》中,提及萨根以一种不同寻常的方式与时间旅行也颇具渊源时,也就不太令人吃惊了。
  事情缘于萨根那部著名的科幻小说《接触》(contact,1985年),萨根在书中描写了一个情节,想让女主人公落进地球附近的一个黑洞,然后通过超空间旅行,1小时后出现在距离26光年外的织女星上。萨根不是相对论专家,他对自己设置的利用黑洞作为时间旅行手段的技术细节并不是太有把握,为了寻找科学上能站住脚的依据,他向老朋友索恩求助。
  时间旅行在西方早期乌托邦小说或是中国古代神话小说的一些情节中早有其雏形,不过,这一概念广为人知则源于H.G.威尔斯1895年创作的《时间机器》,小说中科学家乘坐自己制造的时间机器穿越成千上万年,去到了未来的802701年。事实上,在威尔斯稍稍前面,马克.吐温也写过一部同题材的小说《亚瑟王朝廷上的美国佬》(A Yankee At The Court of King Arthur 1889年),主人公一觉醒来发现自己回到了久远的亚瑟王朝。而时间旅行被纳入科学领域进行探讨,则是在1915年爱因斯坦广义相对论发表以后,数学家哥德尔、物理学家Ezra.纽曼、弗兰克.J.蒂普勒等人先后在爱因斯坦场方程中得到了允许时间旅行的解。
  尽管已有这些科学家在时间旅行问题上有所建树,但更多的物理学家则把时间旅行和科幻小说中的流行情节一样对待——差不多归入UFO一类,你可以兴意盎然地去阅读,但如果把它纳入物理学范畴来进行探讨,那无异于进行学术冒险——更为保守的物理学家则根本就把它看作无稽之谈。所以,当索恩应允萨根的要求时,还真需要点特立独行的勇气才行。
  人们似乎都知道能从爱因斯坦广义相对论中推导出时间旅行的可能性——很大程度上这得归功于科幻作品的传播效应,但事实上对其具体细节的认识则相当模糊和含混的。索恩在文中就说到,当萨根写《接触》的时候,大多数科学家和非科学工作者都不知道黑洞中心的性质,当时,许多大众文章和一些专业文献声称,你能够穿过黑洞的中心并且在宇宙的其它地方现身。索恩和他的学生经过论证得出结论,进入黑洞的所有物体事实上会被强大的潮汐引力撕得粉碎,作为时间旅行手段这是不可跨越的障碍,因此,他建议萨根把“黑洞”改为“虫洞”。与此相关的一系列研究成果还被发表在《物理评论通讯》上。
  顶级的物理学杂志每年都会接受到大量宣称制造出时间机器的文章,但从来没有一篇被发表过,因为它们没有建立在爱因斯坦场方程上的严密推导过程,而索恩的这些论文则很好的满足这一条件。所以,像《虫洞、时间机器和弱能量条件》这样的论文,尽管题目中直接就有“时间机器”的字样——为了避免引人注目并被冠以“科幻物理学家”的头衔,从前的科学家们在参与相关讨论时通常把它说成“类时闭合曲线”,而文章摘要也让人感觉科幻味儿十足:本文讨论的是,如果物理法则允许一个有高级文明智慧生物在空间中制造和维持一个虫洞,那么这个虫洞将被改造成违背因果律的时间机器用于星际航行,但最后还是被接受发表。
  对那些有兴趣研究时间旅行的物理学家而言,索恩对时间旅行研究取得的进展无疑令人鼓舞,一些人在之后开始参与其中,他们中有俄籍物理学家诺维柯夫、普林斯顿大学的理查德.高特以及大名鼎鼎的霍金。不过,值得一提的是,很多物理学家还是一如既往——拒绝讨论和时间旅行相关的任何问题。

  时间旅行作为备受科幻小说偏爱的主题,在H.G.威尔斯之后,产生了不计其数的作品——小说、电影及电视中随处可见它的踪迹。不过,它们通常只从科学中吸取有利自身的故事元素,追求情节的曲折离奇和引人入胜,而对时间旅行的科学依据,它们往往选择避而不谈,即使稍有涉及,也是含糊不清。这可以理解:对大多数的科幻小说家而言,要严格依照科学理论详细解释时间旅行原理本非易事,况且,他们似乎也认为小说本身并没有承担教科书责任的义务。
  在萨根的小说中,时间旅行只是一个附带的情节,它的主要内容是关于人类探索地外文明的——这才是萨根真正感兴趣的东西。萨根在写作《接触》的时候,已是一位卓有成果的科学作家,丰富的创作灵感和浪漫的想象力本应已冲淡了他原本作为科学家的那种严谨,但这种特质在这时候却很难得的表现出来,使这部科幻小说和相关科学理论在交界上进行了一次深入“接触”。萨根也许未曾预料到,他的这一提问会在科学领域内打开这样的局面,引发物理学界对时间旅行问题进行新的关注,其中,维持虫洞持续开放的奇异物质的相关研究甚至成为该领域内的一个重要课题。用索恩的话来说:“一本像《接触》这样的小说,在科学研究上促成一个重要的新方向,这很少见,也许真是绝无仅有的。”
  话虽如此,不过提起萨根,还得承认,我们想到更多的——正如《卡尔.萨根的宇宙》一书中更多谈及的,仍然是他在美国太空计划中所扮演的灵魂角色、他对宇宙地外智慧生物的不懈探寻、他所发起的有关“核冬天”大讨论、以及他那些令人兴致盎然的科学读物,至于他和时间旅行的这层关系,被淹没在这些耀眼成就的光辉之下似乎也就不足为奇了。
  最后值得一提的是,萨根在1995年将《接触》拍摄成同名电影,为了不使其仅仅因为偏重于艺术的精致而失去了科学的真实,科学界的一些杰出人士也被请来对影片内容进行推敲,甚至还为他们开设了一套专门的参考书目,索恩的《黑洞与时间弯曲》和加来道雄的《超越时空》名列其中。就这点而言,在好莱坞科幻片制作历史上并不多见。而制作影片《接触》也是萨根一生中最后一项创造性工作,他于1996年12月去世,没来得及亲眼看到影片的上映。

  《卡尔·萨根的宇宙——从行星探索到科学教育》,耶范特·特奇安、伊丽莎白·比尔森主编,周惠民等译,上海科技教育出版社,2000年12月第1版,定价28.40元。

 

 

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