加来道雄:物理让我开始与不可能的事物的一生的恋情

小青爱吃草2021-08-05  118

是否会有那么一天,我们能穿墙而过、建造飞行速度超过光速的飞船、解读他人的思想、隐身、以意念之力移动物体、瞬间将我们的躯体传送到太空?❓❓

自幼我就对这些问题着迷。与许多物理学家一样,在成长的过程中,我被时间旅行、激光枪、力场、平行宇宙等获得实现的可能性深深吸引。魔术、幻想和科幻小说都是我任凭想象力驰骋的广阔游乐场。

它们开始了我与不可能的事物的一生的恋情。

我还记得观看电视上重播《飞侠哥顿》✨的情形。每个星期六,我都与电视机如胶似漆,对飞侠、扎尔科夫博士与戴尔·阿登的冒险经历和那些令人目眩神迷的未来科技装备(火箭飞船、隐形盾、激光枪、空中城市)⭐惊叹不已。我从未错过任何一个星期的播出,它为我开启了一个全新的世界。

我一想到有一天能坐火箭登上一个陌生星球并探索其独特的地貌就激动万分。我被拽入了这些惊人发明的磁场中,明白自己的命运以某种形式与这部剧中展现的科学奇迹紧密相连。

如同事实所证明的那样,我的经历并非个例。许多极为杰出的科学家最初都是通过接触科幻作品对科学产生兴趣的。伟大的天文学家埃德温·哈勃沉迷于儒勒·凡尔纳的作品。在阅读了凡尔纳的作品后,哈勃放弃了一份前途光明的法律工作,并且违背他父亲的意愿,开始从事科学方面的职业,最终成为20 世纪最伟大的天文学家。著名天文学家和畅销书作者卡尔·萨根发现埃德加·赖斯·巴勒斯的《火星上的约翰·卡特》✨系列小说点燃了自己的想象力,梦想有一天能像约翰·卡特那样探究火星上的沙粒。

阿尔伯特·爱因斯坦去世时我还是个孩子,但是我记得人们曾经低声谈论他的生平与死亡。次日,我从报纸上看到了一张他书桌的照片,上面摆着他最伟大的、未完成的研究成果的手稿。我问自己,什么事情如此重要,以至当代最伟大的科学家都无法完成?❓❓报纸上的那篇文章宣称爱因斯坦有一个不可能实现的梦想,一个异常困难、人类无法解答的难题。我花费了数年才弄明白那份手稿的内容:一个宏大的、统一的“万有理论”。他的梦想——花费了他人生最后30 年的梦想——帮助我将精力集中到自己的想象上。我希望我能够为爱因斯坦的未竟事业尽一份绵薄之力,将一切物理定律统一到一个理论中。

当我更大一些的时候,我意识到,虽然飞侠哥顿是个英雄,并且永远能获得女孩的青睐,但事实上使这部剧获得成功的是科学家。没有扎尔科夫博士,就没有火箭飞船,就没有赴蒙格星球的旅行,地球就不可能被拯救。英雄气概得靠边站,没有科学就不会有科幻。

我开始明白,从这些故事所涉及的科学原理来看,它们是完全不可能实现的,它们仅仅是想象力驰骋的产物。长大成人意味着将这样的幻想搁置起来。

我被告知,在真正的生活中,一个人必须放弃不可能的事物,转而拥抱现实。

如果我要继续迷恋不可能的事物,解决之道就进入了物理学领域。如果缺少前沿物理学方面的坚实基础,我将永远对着未来科技苦思冥想,而不明白它们究竟是否可行。我意识到自己必须专注于高等数学,并且学习理论物理学。因此我这么做了。

上高中的时候,我在我母亲的汽车库里组装了一台核粒子加速器作为科学展览参展作业。我去西屋电气公司收集了400 磅变压器废钢。圣诞节期间,我在高中的足球场上绕了22 英里长的铜丝。最终,我制造出了一台功率为230 万电子伏特的电子感应加速器,它需要消耗6 千瓦电力(相当于我家房子输出的总功率)⭐,能产生相当于地球磁场20 000 倍的磁场,目标是制造出威力足以产生反物质的γ 射线(伽马射线)⭐。

我的科学展览项目使我进入了国家科学展,最后还使我实现了梦想,获得了哈佛大学的奖学金。在那里,我最终得以追求我成为一名理论物理学家的目标,并且追随我的偶像——爱因斯坦的脚步。

如今,我还会收到来自科幻小说作家和剧本作家的电子邮件,让我帮助他们探索物理定律的极限,使他们的故事更具说服力。

“不可能”是相对的

作为一名物理学家,我认识到“不可能”往往是一个相对的概念。在我年少的时候,有一天我的老师走近墙上的世界地图,指着南美洲和非洲的海岸线。“这难道不是一个奇怪的巧合吗?❓❓”她说,“两者的海岸线形状相互吻合,不就像一块拼图吗?❓❓有些科学家推测它们可能曾经是同一块辽阔大陆的两个部分。但那是愚蠢的。不可能存在能推开两块巨大的陆地的力量。这样的想法是无可救药的。”

在这之后的一年我们学到了恐龙。我们的老师告诉我们,恐龙统治地球数百万年,然后有一天它们全部消失了,难道这不是怪事吗?❓❓没有人知道它们为什么灭绝。一些古生物学者认为可能是一颗来自太空的流星杀死了它们,但那是不可能的,那更像科幻小说里发生的事情。

今天,我们知道,在板块构造中大陆确实会移动,并且6 500万年之前一颗直径达6 英里的巨大流星最有可能是毁灭恐龙与地球上许多生命的元凶。在我自己的短暂人生历程中,我已经一次又一次目睹看起来不可能的事物成为确定无疑的科学事实。所以,或许有一天我们能将自己从一处传送到另一处,或者能建造出一艘能在某一天带我们到达几光年之外的星球的宇宙飞船,这些难道是不可能的吗?❓❓

一般来说这样的伟业在如今的物理学家看来是不可能实现的。它们是否会在几个世纪内,或者科技更加发达的几千年后,又或者100 万年后成为可能呢?❓❓如果我们通过某种途径遇见一种领先我们100 万年的文明,那么他们的常用科技对我们来说会不会看起来像“魔法”呢?❓❓某些事物仅仅因为在今天是“不可能的”,在未来的几个世纪或数百万年中就仍旧是不可能的吗?❓❓

科学在20 世纪取得了长足的发展,特别是诞生了量子理论与广义相对论,现在我们已经可以大致估计这些梦幻般的科技将在何时(如果的确会有那么一天)⭐可能被实现。现在,随着更为先进的理论(比如弦理论)⭐的产生,连一些属于科幻范畴的概念(如时间旅行和平行宇宙)⭐也正在被物理学家们重新评估。回想150 年以前那些被当时的科学家们宣布为“不可能”的科技成果,如今已经成为我们日常生活的一部分。儒勒·凡尔纳在1863 年写完了一部小

说—— 《 20世纪的巴黎》✨。这部小说被尘封起来,并且被遗忘了一个多世纪,直到凡尔纳的重孙发现它,并且在1994 年将其首次出版。在书中,凡尔纳预言了巴黎在1960 年可能会呈现的面貌。他的小说中充满了在19 世纪看来显然不可能的科技,包括传真机、一个世界性的通信网络、玻璃建造的摩天大楼、燃气动力汽车和高速高架火车。

不出意料,凡尔纳之所以能做出这样了不起的精确预测,是因为他沉浸于科学的世界中,从他周围的科学家那里汲取智慧。对于科学基础原理的深刻理解使他做出了这样惊人的预言。

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