踏進多啦A 夢的任意門,你其實是回到過去?
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至於在現實世界之中,自然定律是否允許時空穿梭?就現代物理學來看,答案似乎是否定的。
縱使愛因斯坦的廣義相對論在理論上允許蟲洞存在,從來沒有 ...
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此文章為我的泛科專欄《動漫物理學》文章,原文於2017年4月14日刊於泛科學。
多啦A夢的百寶袋中各種神奇法寶,你最想要哪一樣?
根據日本朝日電視台的統計結果,多啦A夢的法寶之中最受歡迎的是任意門,第二名是時光機。
不管這兩名是不是你的最愛,對於經常睡到日上三竿、遠離家鄉在外國居住的我,這兩件法寶可是大有用處,可以幫助我多賺一點賴床時間,節省回香港的機票錢。
不過,大家又可知道,任意門的功能其實就是一部時光機?
穿越廣闊空間的工具
從前,沒有機器的幫助,人類只能在很細小範圍內的二維表面——前後左右——移動。
這個二維表面指的就是居所的附近。
發明了汽車和輪船以後,我們的活動範圍大大提升了,擴展到整個地球的表面。
而直到近期陸續發明了飛機、潛艇、火箭、太空穿梭機,我們才得到在第三維——上下——自由移動的能力。
然而,這些都只是理論上的成就。
實際上,因為現今科技所限,遑論寬廣無垠的太空,我們對地球上的深海和地底世界,都仍所知甚少。
而且,即使人類能造出可以到達深海任何地方的潛艇、無堅不摧的鑽地機,或者能高速飛行的太空船,我們穿越三維空間的能力,依舊受限於物理定律的速度上限:光速,每秒30萬公里。
愛因斯坦的相對論說,在我們的宇宙之中,沒有任何東西可以超越光速。
多啦A夢的任意門卻能夠打破愛因斯坦設立的速度限制。
根據漫畫中多啦A夢的講解,只要事先輸入目的地資料,任意門就能即時穿越最遠10光年的距離,立即帶我們到達目的地。
10光年,即是光線要花10年才能走完的距離,而任意門在一瞬間就接通了。
由此可見,光速這個限制任意門根本不當成一回事啊,22世紀的科技實在太厲害了。
超越光速等於回到過去?
愛因斯坦為什麼說,沒有東西能傳遞得比光更快呢?其中一個原因是能量守恆。
根據相對論能量方程式,當質量非零的物體速度趨向光速,其能量就趨向無限大。
換句話說,我們的太空船永遠不可能加速到光速,因為這樣做需要輸入無窮無盡的能量。
太空船總不能帶著無限能源吧。
然而,任意門突破光速限制的方法,並非依靠速度。
就好像上次我們討論的四度空間百寶袋,任意門是直接把宇宙之中的兩個地方接通,好像理論中的蟲洞一樣。
不過,這樣做雖然沒有加速的能源問題,卻會導致一個不可意義的結果。
踏進任意門的一刻,其實等於回到過去。
為什麼呢?原因非常簡單,光線需要時間才能穿越空間。
我們來想像一下:假設大雄想使用任意門走到對面馬路,在他踏進任意門之前,已經有光線從他身上出發並開始飛越馬路。
因為大雄穿過任意門並不需要時間,而光線橫越馬路卻需要時間,如果大雄穿過任意門後回頭一看,他就會看到他踏進任意門之前從他自己身上出發的光線。
換句話說,大雄會看見仍在對面、還未踏進任意門的自己!
回到過去可能發生的矛盾
多啦A夢曾經解釋過,只要調節任意門把手上的刻度,任意門就可以接通不同地點的不同時間。
所以,實際上使用任意門不單可以回到過去,更能夠穿越未來,不過能夠選擇的時間好像沒有時光機那樣長?這樣想,任意門應該是個輕便版本的時光機吧!
然而,任意門和時光機之類能夠穿梭時空的法寶,會為我們帶來邏輯困局。
舉例說,如果回到過去阻止自己的父母生出自己,那麼自己究竟有沒有出生?如果沒有,那自己就不會回到過去阻止自己出生,所以自己就會出生,所以自己就會回到過去阻止自己出生,所以自己就不會出生⋯⋯
多啦A夢的作者藤子.F.不二雄肯定是知道這個邏輯悖論的。
漫畫中很多個故事都涉及穿越時空改變歷史、與不同時間的自己相遇,甚至大雄與多啦A夢的整個故事都是基於「要改變大雄的命運」這個前提上。
至於在現實世界之中,自然定律是否允許時空穿梭?就現代物理學來看,答案似乎是否定的。
縱使愛因斯坦的廣義相對論在理論上允許蟲洞存在,從來沒有證據顯示它們真的存在於我們的可見宇宙之中。
即使如此,物理學仍然無阻任意門、時光機等等神奇的道具出現在漫畫和電影之中,激盪著人類的想像力。
想像力是科學家的超能力,可惜現實裡沒有時光機,不然我們就可以去未來看看,小時候坐在電視機前看多啦A夢的孩子,有多少個成為未來的科學家?你是其中一個嗎?
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ByDavidYu
DavidYuisthefatherofSimbaandanAstrophysicist.HeobtainedhisPhDinAstrophysicsfromtheMaxPlanckInstituteofExtraterrestrialPhysics,Germany.HewasformerlyapostdocattheKTHRoyalInstituteofTechnology,Sweden,andiscurrentlyalecturerattheUniversityofHongKong.HeservedasthehostoftheRTHKTV31programmeScienceNight,theDeputeEditor-in-ChiefoftheTaiwaneseScienceMagazinePhysicsBimonthly,andtheScienceConsultantofStandNews.ThebooksheauthoredincludeDrDavid’s21MysteriesofTheUniverse(2021),Space–ADown-to-EarthAstrophysicist(2021),Time–ASpacetimeJourneyofAstronomyandPhysics(2019),andSecretsfromtheStars(2017).
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2comments
大雄用隨意門過馬路後「看見過去」,不等於「回到過去」,對嗎?
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是等於的啊😉
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