时间机器范文10篇

时间机器范文篇1

关键词：时间机器、索恩标准、戴维斯标准、环量子理论

一、索恩标准和戴维斯标准

人类乐于梦想，也盼望知晓过去和未来。时间旅行似乎是个最为简便的方法。自从英国作家威尔斯于1895年撰写了他的著名小说《时间机器》以来，时间旅行便成为一个流行的科幻小说主题。但建造一台把人运送到过去或是未来的机器是可能的吗？时间机器的幻想故事能成为现实吗？

在爱因斯坦的狭义相对论中，时间不被认为是绝对的和普遍的。爱因斯坦认为：测量两个事件的时间间隔取决于观察者如何运动；因为运动状态不同的两名观察者，对于同样的两个事件将会体验到不同的持续时间。但美国物理学家福特和罗曼认为，爱因斯坦的相对论并没有严格排除快于光速的旅行或“时光隧道”旅行。如果这是一项严肃的研究，那么笔者认为，这也只能是点内的虚数世界。因为如果说点外世界上存在比光还快的粒子，说时间可以倒转的话，那么这样的一个统一理论影响将极为严重。在这一点上，戈德尔、霍金、索恩和戴维斯等研究时间机器的科学家，头脑是清醒的。

美国物理学家基普·索恩是相对论的权威。1988年，索恩等三人在美国物理学界最具权威的《物理评论》杂志的快报版《物理评论通讯》上，发表了关于可能实现过去旅行在原理上是可能的观点。其要点是：虽然按照以往的相对论，移动到过去是不可能的，但借助于“虫洞”能使这种行动成为可能；因为在此隧道里进入的时刻与出去的时刻完全相同。他认为在宇宙中存在着的“虫洞”，虽然还不知道它实际上是什么东西，但有人认为它类似从一头进入就会从另一头穿出；当然，这虽说是隧道，如象从黑洞进去从白洞脱出的隧道，但它里面的时间和空间都是极度扭曲的。索恩把隧道的两个口（一方为入口A，另一方就是出口B）作为A和B；这是因量子论观点产生的极其微小的洞口，随着巨大的能量的注入会不断被扩大。洞口附近乃至其中心部，没有任何障碍通行的点（数学上称其为奇点）。假定某人住在B处并使A处开始振动，由于振动是最简单的加速运动，所以A的时间慢于B的时间，渐渐地越差越多。如当B处已是1998年时，A处也许刚到1993年，这时如果有人尽可能快地从外面由B处到A处，他所处的世界转眼就变成了1993年。但是，现在还不能马上说他走进了过去的世界，因为A与B毕竟不是同一个地点（世界），不像拨个电话马上就能通这样的关系，我们必须把B和A看作是不同的世界。根据索恩的理论，来到1993年A处的此人，跳进虫洞A从虫洞B跳出，通过虫洞不需要时间，因此跳进的瞬间也是跳出的瞬间。这样，从洞里出来的他周围与A一样为1993年，地点为出发点B。B正是他的故乡，离开故乡时是1998年，再次出现在故乡时却是1993年，因此他实现了回到过去的旅行。这类似如象唱戏或演电影一样，演员可以克隆古代人和事，舞台和剧本就是时间隧道。

索恩说，如果不再使用虫洞A或B之类的提法，而一开始就把静止的B看作地球，把A看作火箭。某人曾在地球上，他发射了无人火箭，火箭可以通过遥控——或者干脆在一开始就把它的舵设计为——加速飞行后再回到地球。假定走时是1988年，回来时地球上是1998年，火箭中是1993年。但是，接下来就不一样了。地球上的人登上归来的火箭，里面是1993年的世界，植物及动物等从出发以来只过了五年，这是多次说过的相对论的结论。如果此人再打开门走下火箭的话，外面仍是1998年的地球，既不有趣也不新鲜。因此，索恩构想了一个模型，按照此模型，火箭与地球（或宇宙的其他地方也无妨）之间不是靠门，而是靠蛀洞连通的。也就是假定火箭内部实际上连着虫洞的一个口而另一个口连着地球（想回到过去的人所静止的地方）。于是，（打开门）进入1993年的火箭的此人，这次不是再打开火箭的门而是通过虫洞出现在地球上。通过虫洞的过程不消耗时间，其出口与入口一样是1993年，结果此人从1998年的地球出发登上火箭、穿过虫洞出现在了1993年的地球上。读者在此也许要问：洞的一头是1993年，另一头是1998年，于是从火箭的1993年一头进入，从另一头出来的话是1993年……这是索恩的结论。那么假如从1998年的地球一头进入，而从火箭里出来的话，那里是什么时刻？是1993年，还是1998年？索恩的答案是：如果从1998年的地球一头进入虫洞的话，将来到1998年的火箭里。出入洞的时刻总是相同的。即使洞的一头被加速，使得出口与入口的时间不一致，入洞时刻就是出洞时刻……这就是虫洞的奇妙之处。这里的所说的时刻应该是指在火箭加速以前相对静止时所测量的时间。

这里，索恩并没有讨论物理学界称之的超光速粒子，这就是索恩标准。同样，这也就是戴维斯标准。

保罗·戴维斯是澳大利亚享誉世界的理论物理学家,他的科学研究包括黑洞、量子场论、宇宙起源、意识的本质和生命起源等诸多涉及人类和宇宙本源的问题。对于时间机器的制造仍然停留在小说家或电影特技师的手中,他决定尝试制造时间机器，哪怕只是“理论上的制造”。于是他要弄清楚的问题是，你想回到过去还是飞到未来。在戴维斯看来，在时间中到未来旅行是很容易的，如果你接近于光速运动或者身处强大的引力场中，会感到时间流逝得比其他人更缓慢——你进入了他们的未来。飞向未来的旅行又叫“有限时间旅行”。戴维斯在《怎样制造时间机器》的开头非常肯定的提出，“有限时间旅行”是可行的，但回到任何时代的“无限时间旅行”只是“有可能可行”。戴维斯说:“相对论为我们提供了在未来时光中旅行的两种方法。一个直接结果是,以高速进行运动，如果我们有一艘速度达到光速99.99999％的飞船，就可以在6个月内进入公元3000年。”这种旅行是相对论的结果，它与著名的“双生子佯谬”有关。按照这些理论，人们能够以非常接近光速的速度旅行，在这方面没有任何禁区，只是一个成本问题。为了把一个10吨重的负载加速到光速的99.9％，需要使用100亿亿焦耳，这相当于全人类几个月的能源生产总量。进一步接近每秒30万公里速度的成本当然会更高。戴维斯认为，在太空中有取之不尽用之不竭的能源，只要我们去开发它们。但对太空进行必要的技术研究和开发，要做决定，这又实际上成了一个政治问题；另外，以高速系统进行的时间旅行或许只能进入未来却没有办法回来的问题。这是因为时间旅行并不取决于运动的方向，而只取决于它的速度。此外，相对论提供的另一个时间旅行的方法，是爱因斯坦1908年以广义相对论提出来的，这个理论将狭义相对论进行扩展，其中包含了重力对时光产生的多种效应。这种效应在于重力会使时间放慢，而我们也可以验证这一点，比如地球的重力每300年可以让钟表慢1微秒。1976年，物理学家罗伯特·维索特和马丁·列文向太空中发射了一枚载有时钟的火箭，他们观察到这个时钟与放置在地球上同样的时钟相比，多获得了1/10微秒。为了在未来的时光中旅行，只要利用那些强度远高于地球重力的引力场，比如中子星的引力场。中子星是那些在耗尽自身的燃料之后，由于受自身质量的影响而收缩到只相当于原来体积很小一部分的天体，

但它们的总体质量仍维持在一个很高的水平；其中一些中子星仅比地球上的一座城市大一点儿，但其质量却超过了太阳。它们自身强大的重力使其原子变成了一堆中子，这种重力作用会产生比地球重力影响要明显得多的时间扭曲：中子星上的7年相当于地球上的10年，因此，只要让我们的飞船到达这样一颗中子星上（比如位于巨蟹星云中的那一颗），就会在未来的时光中迈出一大步。但问题是我们如何能造出一艘能抵抗中子星附近极其恶劣条件的飞船来。在这种情况下，我们同样也无法从未来时光中返航。

戴维斯认为，相对论允许在过去的时光中旅行。因为对于广义相对论来说，时空可以被弯曲到与其自身联接的地步，因此可以在时间和空间中创造封闭曲线。并且，第一个勾划出封闭时间曲线的人就是爱因斯坦的朋友、奥地利数学家库尔特·戈德尔。1948年，戈德尔提出了爱因斯坦引力场方程的一个描述旋转宇宙的解。在这个宇宙中，一名宇航员可以在太空中旅行来实现回到过去的目的。这是引力影响了光的结果。宇宙的旋转导致光（因而也包括事物之间的因果联系）被拽住并环绕在它的内部，这使得一个处于封闭环内的实物可以在空间的闭环中移动，同时也在时间的闭环中旅行，而任何时候都不会相对邻近的粒子超光速。戈德尔的解释被当作数学上证明了在时间中逆行并不违背相对论。的确，他在计算相对论中关于引力场的方程式时，发现在空间中可以找到一条通向旋转着的宇宙的螺旋体轨道。

这就是说，爱因斯坦的相对论允许时空旅行发生在特定的时空结构里，如一个旋转的宇宙，一个旋转的柱体，以及非常著名的虫洞——一条贯穿空间和时间的隧道。只要能够建造一个稳定的虫洞，就可以跨越时间和空间。但在霍金的《时间简史》里，解释虫洞是连接宇宙遥远区域间的时空细管，它可以把平行的宇宙或者婴儿宇宙连接起来，并提供时间旅行的可能性。而黑洞是时空的一个区域，那里引力是如此之强，以至于任何东西，甚至光都不能从该处逃逸出来。因此，在戴维斯的计划里，建造一个虫洞要分3步：第一步，寻找或建立一个虫洞，开辟一个隧道用来连接太空中两个不同的区域。第二步，使虫洞稳定下来。由量子产生的负能量，虫洞便允许信号和物体安全地穿越它。负能量会抵制虫洞变为密度无穷大或接近无穷大。换句话说，它阻止了虫洞演变成黑洞。第三步是牵引虫洞。一艘具有高度先进技术的太空船将虫洞的入口互相分离开。如果两个端口都放置在空间中合适的地方，那么时间差将保持恒定状态。假设这一差值是10年，一名宇航员从一个方向穿越虫洞，他将跳到10年后的未来，反之，宇航员若是从另一方向穿越虫洞，他将跳到10年前的过去。

假如技术上的诸多难题都被克服了，时间机器的生产将会打开充满悖论的潘多拉盒子。但对于此，戴维斯说：“我本人不打算把我描述的时间旅行和其它控制自然的行为区分开来。所有的技术都在以某种方式干预自然。在一些科幻小说里，有人通过回到过去而改变了现状。这种事出现在小说里当然无伤大雅，但如果发生在现实中会带来严重的伦理问题。谁给你回到过去改变历史的权利？”

二、人就是一种时间机器

人类本来是想要自由地到未来或过去中去，所以才想到时间机器的，想到物理学界称之的超光速粒子；现在美国和中国一些人正进行着寻找超光速的研究。但是，这种奇妙的粒子的能量的平方是负数，用数学表述的话，能量（或质量）是虚数，的确是个难以理解的值。如果把超光速粒子设想为摩尔斯电码，明天的信息就可以在今天获得，这在电脑的赛博空间里并非奇妙的结果。遗憾的是，人类发现虚数以来，分不清它是在点内还是在点外，从而也认识不到光速是自然内禀的，而把光速混同于声速一样。李国材教授即如此。现为美国加利福尼亚大学教授的卢嘉，是卢鹤绂院士的孙女。她说卢鹤绂院士1995年发表的《对马赫原理的一个直接检验》论文，不是在否定爱因斯坦相对论的基础上提出来的，而是在肯定爱因斯坦相对论的基础上提出了新的问题。即：爱因斯坦相对论在地球邻近的地区是可以适用的，扩展到宇宙是无法适用的。卢鹤绂的儿子卢永强也认为父亲的论文，“是根据由光子的惯性运动引起的横向多普勒效应，对照美国物理学家Ives和Stilwell的实验数据，经过周密的计算，得出二个重要的结论：(1)横向多普勒效应在宇宙空间是各向异性的。(2)光子的惯性属性是由整个宇宙结构所决定，是符合马赫原理的。而以一种直接的方法检验了马赫原理的正确性。这种检验是对爱因斯坦理论的一个严肃的挑战。”

马赫原理对爱因斯坦相对论的建立是产生过重要的影响，然而，相对论却超越了马赫原理，因为马赫原理的整体决定性在广义相对论中只保留整体的局部性，即广义相对论是一种转座子学说，是一种球面或平面拓扑的局部论，不是整性的环面拓扑学说，所以卢嘉说爱因斯坦相对论在地球邻近的地区是可以适用的，扩展到宇宙是无法适用的，却只说对了一半。因为一半是留给狭义相对论，即正是光子的惯性属性是由整个宇宙结构所决定。所以马赫原理的整体决定性才是光速的内禀属性，即光速实际上是一个无法逾越的极限，而与其它物质属性无关，它是马赫原理的整体决定性的充分表现。光线因宇宙的整体决定性导致光环绕在它的内部，使其处于空间的闭环中移动就是证明。其次，相对论扩展到信息空间也是无法适用的。由此看来，超光速是计算出来的，一些问题的提法，如现实中超光速粒子究竟是否存在？能否使远去的超光速粒子“向后转”折返？如果能，折返回来的结果会不会产生什么特别现象等研究，说明人类的数学还停留在分不清虚数是在点内还是在点外的困境。

解铃还需系铃人。时间机器、时间旅行既然是科幻小说家们编造出来的，那么他们中的著名科幻小说家吉布森也给出了赛博空间的答案。赛博空间最直接的联系是电脑，是一种虚拟生存；也是一种点内几何空间现象。“三旋理论”在研究物质存在有向自己内部作运动的空间属性时，发现点内几何空间和点外几何空间有虚与实、正与负对应的自然属性，从而提出几千年来的虚数应用之谜，就在赛博空间。这类似虚实生死界、正负阴阳界。把信息论与相对论结合，称为观控相对论,实际是信息相对论，因为观控的物质条件实际也要信息反馈。观控相对界实际也是信息相对界，它是以爱因斯坦相对论中的光速有极限，作为信息与物质相对划分的界面。从观控相对界看，物质和信息的本质是什么？物质是相对信息而言，类似复数偏重实数的一种现象；信息是相对物质而言，类似复数偏重虚数的一种现象。映射数学的唯象公式是：物质+信息=实数+虚数。这里，物质进入点内，类似信息进入大脑，即物质和信息常常是结合在一起的，把大脑比作一个点，人们认识物质常常要通过大脑的意识起作用，信息即是进入点内的代表。这里，构成了有虚实生死界、正负阴阳界的循环圈。因此三旋理论认为，虚数联系点内空间。想象一束短暂的光线从眼睛进入大脑，这种循环圈唯一的要求，就是虚拟的光线都是从虚实观控界的类似点孔的通道变成虚数类的。弦理论认为物质可分的极限为普朗克长度，即约为10的-33次方厘米，那么观控界膜的类似离子通道的最小切面极限也为普朗克表面积。由于不管虚实或正负的物质要转化为信息，都要从观控界膜的类似离子通道进入或录入，物质进入或录入的流速V可以从零増大，最大极限为光速C。物质进入观控界膜的类似离子通道转化为信息，原来的流速都变为零，因此信息守恒，而且信息可以克隆。信息克隆也可有慢有快，而且可以信息增殖。如描述宋代的岳飞打三国的张飞等类似信息，作真的看，信息计算可以有超光速

;作假的看，可以算戏说、文学和艺术。即信息可以光速传播，信息可以光速为零储存，信息可以超光速增殖。这里，物质进入点内，也类似指令进入电脑，存在着超光速信息，也存在着时间旅行，因此说，电脑就是一种时间机器，而且人也是一种时间机器，这也不违反爱因斯坦的相对论。

既然过去、现在和未来紧密联系，过去能影响现在，那么现在影响过去在逻辑上是否也说得通呢？现实自然，是否人想干什么就能干什么？对此，戴维斯给出的解决方案是“多宇宙”理论——世界不是只有一个，而是有许多平行的世界。你回到过去，但那不是你自己的世界，而是和你的历史相似的世界。这样，即便你打死了自己的母亲，她在那个世界也的确死了，但当你回到未来时，她依然活得好好的。这种想法近乎疯狂，但除了戴维斯外还有许多著名物理学家相信有平行世界的存在。在《时间简史》里，霍金这样说：解决时间旅行的其他可能的方法是选择历史假想。其思想是，当时间旅行者回到过去，他就进入和历史记载不同的另外的一个历史中去。这样，他们可以自由地行动，不受和原先的历史相一致的约束。如果这样，回到过去和做一场梦没有什么区别？因为按“三旋理论”，人就是一种时间机器，人做一场梦存在着超光速现象，存在着时间旅行，也是爱因斯坦的相对论允许的。这里，即使时间旅行也不自相矛盾和不可思议。仔细想我们做过的梦境，人可以回到过去见一见自己的老爷爷、老奶奶，也可以到未来看一看自己的重孙子、重孙女;而关于时空的基本定义并不要改写，物理学的根基也不会动摇，只是改变虚数是在点内就行了。

其次，关于现实自然中，时间机器总是存在着因果律（先有原因然后才有结果）的问题，比如，假定时间旅行者回到过去，杀死了当时还是个女孩的亲生母亲，可这样一来，他却无法出生也就无法完成这个谋杀了。这些矛盾让因果关系概念陷入困境，建立在因果逻辑关系上的科学也同样难以立足。这类明显不可能的佯谬因果环节，现在如果人定义是一种时间机器，便是自洽的而不再自相矛盾了。而时间旅行异乎寻常的推论，曾经致使一些科学家彻底拒绝这一想法。但霍金曾提出一个“时序保护猜想”，由于相对论容许因果环存在，时序保护猜想只需要引入某一其他因素进行调解，就可以防止旅行到过去发生因果律破坏的情况发生。这类时间机器的量子过程的存在，将允许粒子循环进入解决这项难题。关于这一点，类似梦境，如果有把幼年的自己或自己的祖先杀死的话，即在那里，同为自己的大人与孩子擦肩而过时自己用哪一方的眼睛看对方呢？道理上讲哪一方的眼睛都是自己的，为研究逻辑体系而设想如果大人一方将小孩杀死的话，结局是自己把刀刺进了自己的身上，这或许也叫是自杀，可是把刀刺出去的大人在那一瞬间会如何呢？因为发生了自己在童年时代被杀害的事实，所以他忽地会惊醒。恶梦就消失了，而现在的自己也不会怎么样。这就是虚数世界，梦境旅行者一方的自己，或许立刻会惊醒而中断恶梦，或许会意识到那就是梦境幼时的我，幼时的自己一方也许不会想到长大的我又回来了。因此做梦即使不会想到多少年后的自己会出现在那里，但是虚拟世界两位自己同时登场，进行思考的自己的肉体同时分成了两个，灵魂必然附着在双方身上也是能存立的。所以说人是一种时间机器，穿越时间是人类的一种存在方式；这是人类自我理解、自我确立的前提；而正是这种人类自我理解与自我确立的活动，构成了人类生活与个体存在的基础和手段。虚拟世界实数+虚数的灵魂同时附在两位的身体上控制言行，奇怪的事态能发生。这里，要问所谓你的生前或生后做什么，虚实观控相对界循环圈的三旋数学能解答；要问所谓宇宙大爆炸之前或宇宙膨胀极限之后是什么，虚实观控相对界循环圈的三旋数学也能解答。

三、时间起源与三旋理论

“虫洞”和时间隧道是第五维空间。三旋理论研究的类圈体也有第五维,类圈体就类似一种“虫洞”和时间隧道；根据排列组合和不相容原理，三旋构成三代62种自旋状态。其次，设想在类圈体的质心作一个直角三角座标，一般把x、y、z轴看成三维空间的三个量。现观察类圈体绕这三条轴作自旋和平动，6个自由度仅包括类圈体的体旋、面旋和平动，没有包括线旋。即线旋是独立于x、y、z之外，由类圈体中心圈线构成的座标决定。如果把此圈线看成一个维叫圈维，那么加上原来的三维就是四维。再加上时间维，即为五维时空。反之，把三旋作为一种座标系，直角三角座标仅是三旋座标圈维为零的特例。正是在一系列的关节点上，类圈体三旋为简单性与复杂性的“虫洞”和时间隧道缔合提供了更为直观的图象，而且获得了这样一个观念：像三维空间一样，时间也是一个可变的维数。那么时间如何起源的呢？这也离不开玻尔的互补原理和海森堡的不确定性原理，时间就起源于互补原理和不确定性原理推论无和有的延伸与卷缩之中。证明如下：

三旋理论是研究时空维数卷缩的理论。如果万事开头只是无(W)或有(Y),那就成了确定性。互补原理和不确定性原理需要无(W)延伸出有(Y)，或有(Y)延伸出无(W)。假设W和Y已转换为两种物质，那么运动、自旋和时间都起源于W和Y两种物质的界面效应。因为时间总是和运动相连的。设一条光滑的斜路面为W，设Y为路面上滚动着的轮子，运动就起源于W和Y两种物质的界面效应。现在将路面W不断卷缩，直到路面W卷缩为零，轮子运动仍在进行，那么自旋就起源了。有了自旋和运动，时间也起源了。

卢鹤绂院士认为，爱因斯坦的广义相对论扩展到宇宙是无法适用的。霍金认为，这也只是指空间的破裂。

空间的破裂实际是指环面；而环面是与球面不同伦的。但环面却能包容平行线，克利福德平行线就是以扭转的形式组装在环面上的。当代一些天文学家在宇宙空间，测得两条光线是平行线，就认为宇宙空间是平面型的。

这种证明不严密。同样，一些天文学家测得某星体在宇宙中的轨道周期，得出一个较长光程，后来又发现一个更短的光程，就认为发现了超光速，但他们是用球面或平面空间轨道计算光程，因此，这种证明也不严密。爱因斯坦的相对论允许有索恩标准和戴维斯标准的时间旅行，著名的“双生子佯谬”描述的就是这个效应；最新的理论当中的‘虫洞’说，它可以在光到达之前将两个非常遥远的点联接起来，描述的也是这个效应，但它们都不是超光速。但是人们能随心所欲地制造虫洞吗？在由美国天文物理学家卡尔·萨根于上世纪80年代创作的小说《接触未来》中，一组科学们收到了一个来自外星人更先进文明的无线电信息，这个信息包含的内容指导人类制造一台机器，它可在地球与相距26光年的天琴座α星之间建立一个虫洞。这部小说后来被改编为同名电影，在电影中，女主人公登上了一艘飞船，它被一个类似巨型离心机的涡轮吞没，然后飞船飞速穿过一条隧道，在几分钟内就来到了天琴座α星所处的银河系中心。在小说中，萨根并没有进一步描述制造那样一条时光隧道的细节，为此他请教自己的朋友、加州理工学院的理论物理学家基普·索恩，自己在小说中关于利用虫洞作为穿越时空捷径的幻想是否有理论依据。在萨根科学幻想的激励之下，索恩及其合作者们开始研究这种可联接两个遥远时空区域的虫洞的细节。最后他们成功地创建了虫洞的理论模型，这些虫洞保持开放的时间，足以让“时光飞船”穿越它们而又不会让其内部巨大的重力将飞船摧毁。而且，在上世纪70年代，用爱因斯坦的理论推导出的黑洞那样特殊的时间领域，人们进行了各种各样的研究，其结果是，相当多的物理学家认为，存在着两个或更多的宇宙。被吸入宇宙黑洞中的东西将通过虫洞飞进另一个宇宙中去。当然，在黑洞那样的极度超重的地方，人实际上将粉身碎骨。但我们先把这样的情况搁在一边（假定人可以活着通过黑洞），从旅行的角度来看，走进另一个宇宙的人是走回到了过去，还是经历了未来？我们无法进行比较。根据狭义相对论的结论，以高速作‘相对’运动的双方，自己一方经过了十年而对方却可能只经过了五年。这一点已经通过观测一种叫μ粒子的基本粒子的实验证实。也就是说，我和你可能不再共有同一个时间。比方说，大双在地球上，而小双乘火箭出发了，出发时两人年龄都是20岁。小双在广阔的宇宙中周游一圈后回到了大双的住处，会出现什么情况？大双已经30岁了，小双却只有25岁。这样的故事有时会受到质问，两人的关系难道不是‘相对’的吗？将小双乘坐的火箭看作是静止不动的，大双与地球或者整个太阳系以及整个银河系一起统统沿着相反方向转一圈然后回到小双所在之处，这样考虑不也一样吗？所谓相对不就是这个意思吗？那么，为什么说，只有小双会变年轻呢？但是，我们所说的‘相对’双方仅限于各方均以不变的速度运动的情形。如果速度发生了变化（称之为加速，再如匀速圆周运动），双方就不再是‘相对’的了，这时必须考虑广义相对论的效应。因为一项可怕的难题是最初创生的虫洞将会阻碍虫洞型时间机器的制造。也许空间由这么一类结构自然地串连成一体——宇宙大爆炸的遗留物。或许，虫洞是在极小尺度上（所谓的普朗克长度）天然生成的。原则上，这样一个微小的虫洞可由脉冲能量来稳定，然后再以某种方式膨胀到可以利用的尺寸。如果是这样的话，一个超级文明大概能使用一个虫洞。其次，“时光隧道旅行”必须具备两大条件，即“虫洞”和“负面能源”。宇宙间不同的时间和空间通过“虫洞”可以互通。“负面能源”可以抗拒地心引力，用来打开“虫洞”，稳定“时光隧道”。据说有人计算，进入“虫洞”需要的“负面能源”可以很小一点点。这是可以理解的，人就是一种时间机器，人的濒死实验，其中常有时间旅行的报告。这里的虚实生死界、正负阴阳界，正是进入“虫洞”的关口，“负面能源”如病毒，很小一点点就可以送你进“虫洞”，进入阴阳界。

参考文献

1、王德奎，三旋理论初探，四川科学技术出版社，2002年5月；

时间机器范文篇2

关键词：时间机器、索恩标准、戴维斯标准、环量子理论

一、索恩标准和戴维斯标准

人类乐于梦想，也盼望知晓过去和未来。时间旅行似乎是个最为简便的方法。自从英国作家威尔斯于1895年撰写了他的著名小说《时间机器》以来，时间旅行便成为一个流行的科幻小说主题。但建造一台把人运送到过去或是未来的机器是可能的吗？时间机器的幻想故事能成为现实吗？

在爱因斯坦的狭义相对论中，时间不被认为是绝对的和普遍的。爱因斯坦认为：测量两个事件的时间间隔取决于观察者如何运动；因为运动状态不同的两名观察者，对于同样的两个事件将会体验到不同的持续时间。但美国物理学家福特和罗曼认为，爱因斯坦的相对论并没有严格排除快于光速的旅行或“时光隧道”旅行。如果这是一项严肃的研究，那么笔者认为，这也只能是点内的虚数世界。因为如果说点外世界上存在比光还快的粒子，说时间可以倒转的话，那么这样的一个统一理论影响将极为严重。在这一点上，戈德尔、霍金、索恩和戴维斯等研究时间机器的科学家，头脑是清醒的。

美国物理学家基普·索恩是相对论的权威。1988年，索恩等三人在美国物理学界最具权威的《物理评论》杂志的快报版《物理评论通讯》上，发表了关于可能实现过去旅行在原理上是可能的观点。其要点是：虽然按照以往的相对论，移动到过去是不可能的，但借助于“虫洞”能使这种行动成为可能；因为在此隧道里进入的时刻与出去的时刻完全相同。他认为在宇宙中存在着的“虫洞”，虽然还不知道它实际上是什么东西，但有人认为它类似从一头进入就会从另一头穿出；当然，这虽说是隧道，如象从黑洞进去从白洞脱出的隧道，但它里面的时间和空间都是极度扭曲的。索恩把隧道的两个口（一方为入口A，另一方就是出口B）作为A和B；这是因量子论观点产生的极其微小的洞口，随着巨大的能量的注入会不断被扩大。洞口附近乃至其中心部，没有任何障碍通行的点（数学上称其为奇点）。假定某人住在B处并使A处开始振动，由于振动是最简单的加速运动，所以A的时间慢于B的时间，渐渐地越差越多。如当B处已是1998年时，A处也许刚到1993年，这时如果有人尽可能快地从外面由B处到A处，他所处的世界转眼就变成了1993年。但是，现在还不能马上说他走进了过去的世界，因为A与B毕竟不是同一个地点（世界），不像拨个电话马上就能通这样的关系，我们必须把B和A看作是不同的世界。根据索恩的理论，来到1993年A处的此人，跳进虫洞A从虫洞B跳出，通过虫洞不需要时间，因此跳进的瞬间也是跳出的瞬间。这样，从洞里出来的他周围与A一样为1993年，地点为出发点B。B正是他的故乡，离开故乡时是1998年，再次出现在故乡时却是1993年，因此他实现了回到过去的旅行。这类似如象唱戏或演电影一样，演员可以克隆古代人和事，舞台和剧本就是时间隧道。

索恩说，如果不再使用虫洞A或B之类的提法，而一开始就把静止的B看作地球，把A看作火箭。某人曾在地球上，他发射了无人火箭，火箭可以通过遥控——或者干脆在一开始就把它的舵设计为——加速飞行后再回到地球。假定走时是1988年，回来时地球上是1998年，火箭中是1993年。但是，接下来就不一样了。地球上的人登上归来的火箭，里面是1993年的世界，植物及动物等从出发以来只过了五年，这是多次说过的相对论的结论。如果此人再打开门走下火箭的话，外面仍是1998年的地球，既不有趣也不新鲜。因此，索恩构想了一个模型，按照此模型，火箭与地球（或宇宙的其他地方也无妨）之间不是靠门，而是靠蛀洞连通的。也就是假定火箭内部实际上连着虫洞的一个口而另一个口连着地球（想回到过去的人所静止的地方）。于是，（打开门）进入1993年的火箭的此人，这次不是再打开火箭的门而是通过虫洞出现在地球上。通过虫洞的过程不消耗时间，其出口与入口一样是1993年，结果此人从1998年的地球出发登上火箭、穿过虫洞出现在了1993年的地球上。读者在此也许要问：洞的一头是1993年，另一头是1998年，于是从火箭的1993年一头进入，从另一头出来的话是1993年……这是索恩的结论。那么假如从1998年的地球一头进入，而从火箭里出来的话，那里是什么时刻？是1993年，还是1998年？索恩的答案是：如果从1998年的地球一头进入虫洞的话，将来到1998年的火箭里。出入洞的时刻总是相同的。即使洞的一头被加速，使得出口与入口的时间不一致，入洞时刻就是出洞时刻……这就是虫洞的奇妙之处。这里的所说的时刻应该是指在火箭加速以前相对静止时所测量的时间。

这里，索恩并没有讨论物理学界称之的超光速粒子，这就是索恩标准。同样，这也就是戴维斯标准。

保罗·戴维斯是澳大利亚享誉世界的理论物理学家,他的科学研究包括黑洞、量子场论、宇宙起源、意识的本质和生命起源等诸多涉及人类和宇宙本源的问题。对于时间机器的制造仍然停留在小说家或电影特技师的手中,他决定尝试制造时间机器，哪怕只是“理论上的制造”。于是他要弄清楚的问题是，你想回到过去还是飞到未来。在戴维斯看来，在时间中到未来旅行是很容易的，如果你接近于光速运动或者身处强大的引力场中，会感到时间流逝得比其他人更缓慢——你进入了他们的未来。飞向未来的旅行又叫“有限时间旅行”。戴维斯在《怎样制造时间机器》的开头非常肯定的提出，“有限时间旅行”是可行的，但回到任何时代的“无限时间旅行”只是“有可能可行”。戴维斯说:“相对论为我们提供了在未来时光中旅行的两种方法。一个直接结果是,以高速进行运动，如果我们有一艘速度达到光速99.99999％的飞船，就可以在6个月内进入公元3000年。”这种旅行是相对论的结果，它与著名的“双生子佯谬”有关。按照这些理论，人们能够以非常接近光速的速度旅行，在这方面没有任何禁区，只是一个成本问题。为了把一个10吨重的负载加速到光速的99.9％，需要使用100亿亿焦耳，这相当于全人类几个月的能源生产总量。进一步接近每秒30万公里速度的成本当然会更高。戴维斯认为，在太空中有取之不尽用之不竭的能源，只要我们去开发它们。但对太空进行必要的技术研究和开发，要做决定，这又实际上成了一个政治问题；另外，以高速系统进行的时间旅行或许只能进入未来却没有办法回来的问题。这是因为时间旅行并不取决于运动的方向，而只取决于它的速度。此外，相对论提供的另一个时间旅行的方法，是爱因斯坦1908年以广义相对论提出来的，这个理论将狭义相对论进行扩展，其中包含了重力对时光产生的多种效应。这种效应在于重力会使时间放慢，而我们也可以验证这一点，比如地球的重力每300年可以让钟表慢1微秒。1976年，物理学家罗伯特·维索特和马丁·列文向太空中发射了一枚载有时钟的火箭，他们观察到这个时钟与放置在地球上同样的时钟相比，多获得了1/10微秒。为了在未来的时光中旅行，只要利用那些强度远高于地球重力的引力场，比如中子星的引力场。中子星是那些在耗尽自身的燃料之后，由于受自身质量的影响而收缩到只相当于原来体积很小一部分的天体，但它们的总体质量仍维持在一个很高的水平；其中一些中子星仅比地球上的一座城市大一点儿，但其质量却超过了太阳。它们自身强大的重力使其原子变成了一堆中子，这种重力作用会产生比地球重力影响要明显得多的时间扭曲：中子星上的7年相当于地球上的10年，因此，只要让我们的飞船到达这样一颗中子星上（比如位于巨蟹星云中的那一颗），就会在未来的时光中迈出一大步。但问题是我们如何能造出一艘能抵抗中子星附近极其恶劣条件的飞船来。在这种情况下，我们同样也无法从未来时光中返航。

戴维斯认为，相对论允许在过去的时光中旅行。因为对于广义相对论来说，时空可以被弯曲到与其自身联接的地步，因此可以在时间和空间中创造封闭曲线。并且，第一个勾划出封闭时间曲线的人就是爱因斯坦的朋友、奥地利数学家库尔特·戈德尔。1948年，戈德尔提出了爱因斯坦引力场方程的一个描述旋转宇宙的解。在这个宇宙中，一名宇航员可以在太空中旅行来实现回到过去的目的。这是引力影响了光的结果。宇宙的旋转导致光（因而也包括事物之间的因果联系）被拽住并环绕在它的内部，这使得一个处于封闭环内的实物可以在空间的闭环中移动，同时也在时间的闭环中旅行，而任何时候都不会相对邻近的粒子超光速。戈德尔的解释被当作数学上证明了在时间中逆行并不违背相对论。的确，他在计算相对论中关于引力场的方程式时，发现在空间中可以找到一条通向旋转着的宇宙的螺旋体轨道。

这就是说，爱因斯坦的相对论允许时空旅行发生在特定的时空结构里，如一个旋转的宇宙，一个旋转的柱体，以及非常著名的虫洞——一条贯穿空间和时间的隧道。只要能够建造一个稳定的虫洞，就可以跨越时间和空间。但在霍金的《时间简史》里，解释虫洞是连接宇宙遥远区域间的时空细管，它可以把平行的宇宙或者婴儿宇宙连接起来，并提供时间旅行的可能性。而黑洞是时空的一个区域，那里引力是如此之强，以至于任何东西，甚至光都不能从该处逃逸出来。因此，在戴维斯的计划里，建造一个虫洞要分3步：第一步，寻找或建立一个虫洞，开辟一个隧道用来连接太空中两个不同的区域。第二步，使虫洞稳定下来。由量子产生的负能量，虫洞便允许信号和物体安全地穿越它。负能量会抵制虫洞变为密度无穷大或接近无穷大。换句话说，它阻止了虫洞演变成黑洞。第三步是牵引虫洞。一艘具有高度先进技术的太空船将虫洞的入口互相分离开。如果两个端口都放置在空间中合适的地方，那么时间差将保持恒定状态。假设这一差值是10年，一名宇航员从一个方向穿越虫洞，他将跳到10年后的未来，反之，宇航员若是从另一方向穿越虫洞，他将跳到10年前的过去。

假如技术上的诸多难题都被克服了，时间机器的生产将会打开充满悖论的潘多拉盒子。但对于此，戴维斯说：“我本人不打算把我描述的时间旅行和其它控制自然的行为区分开来。所有的技术都在以某种方式干预自然。在一些科幻小说里，有人通过回到过去而改变了现状。这种事出现在小说里当然无伤大雅，但如果发生在现实中会带来严重的伦理问题。谁给你回到过去改变历史的权利？”

二、人就是一种时间机器

人类本来是想要自由地到未来或过去中去，所以才想到时间机器的，想到物理学界称之的超光速粒子；现在美国和中国一些人正进行着寻找超光速的研究。但是，这种奇妙的粒子的能量的平方是负数，用数学表述的话，能量（或质量）是虚数，的确是个难以理解的值。如果把超光速粒子设想为摩尔斯电码，明天的信息就可以在今天获得，这在电脑的赛博空间里并非奇妙的结果。遗憾的是，人类发现虚数以来，分不清它是在点内还是在点外，从而也认识不到光速是自然内禀的，而把光速混同于声速一样。李国材教授即如此。现为美国加利福尼亚大学教授的卢嘉，是卢鹤绂院士的孙女。她说卢鹤绂院士1995年发表的《对马赫原理的一个直接检验》论文，不是在否定爱因斯坦相对论的基础上提出来的，而是在肯定爱因斯坦相对论的基础上提出了新的问题。即：爱因斯坦相对论在地球邻近的地区是可以适用的，扩展到宇宙是无法适用的。卢鹤绂的儿子卢永强也认为父亲的论文，“是根据由光子的惯性运动引起的横向多普勒效应，对照美国物理学家Ives和Stilwell的实验数据，经过周密的计算，得出二个重要的结论：(1)横向多普勒效应在宇宙空间是各向异性的。(2)光子的惯性属性是由整个宇宙结构所决定，是符合马赫原理的。而以一种直接的方法检验了马赫原理的正确性。这种检验是对爱因斯坦理论的一个严肃的挑战。”

马赫原理对爱因斯坦相对论的建立是产生过重要的影响，然而，相对论却超越了马赫原理，因为马赫原理的整体决定性在广义相对论中只保留整体的局部性，即广义相对论是一种转座子学说，是一种球面或平面拓扑的局部论，不是整性的环面拓扑学说，所以卢嘉说爱因斯坦相对论在地球邻近的地区是可以适用的，扩展到宇宙是无法适用的，却只说对了一半。因为一半是留给狭义相对论，即正是光子的惯性属性是由整个宇宙结构所决定。所以马赫原理的整体决定性才是光速的内禀属性，即光速实际上是一个无法逾越的极限，而与其它物质属性无关，它是马赫原理的整体决定性的充分表现。光线因宇宙的整体决定性导致光环绕在它的内部，使其处于空间的闭环中移动就是证明。其次，相对论扩展到信息空间也是无法适用的。由此看来，超光速是计算出来的，一些问题的提法，如现实中超光速粒子究竟是否存在？能否使远去的超光速粒子“向后转”折返？如果能，折返回来的结果会不会产生什么特别现象等研究，说明人类的数学还停留在分不清虚数是在点内还是在点外的困境。

解铃还需系铃人。时间机器、时间旅行既然是科幻小说家们编造出来的，那么他们中的著名科幻小说家吉布森也给出了赛博空间的答案。赛博空间最直接的联系是电脑，是一种虚拟生存；也是一种点内几何空间现象。“三旋理论”在研究物质存在有向自己内部作运动的空间属性时，发现点内几何空间和点外几何空间有虚与实、正与负对应的自然属性，从而提出几千年来的虚数应用之谜，就在赛博空间。这类似虚实生死界、正负阴阳界。把信息论与相对论结合，称为观控相对论,实际是信息相对论，因为观控的物质条件实际也要信息反馈。观控相对界实际也是信息相对界，它是以爱因斯坦相对论中的光速有极限，作为信息与物质相对划分的界面。从观控相对界看，物质和信息的本质是什么？物质是相对信息而言，类似复数偏重实数的一种现象；信息是相对物质而言，类似复数偏重虚数的一种现象。映射数学的唯象公式是：物质+信息=实数+虚数。这里，物质进入点内，类似信息进入大脑，即物质和信息常常是结合在一起的，把大脑比作一个点，人们认识物质常常要通过大脑的意识起作用，信息即是进入点内的代表。这里，构成了有虚实生死界、正负阴阳界的循环圈。因此三旋理论认为，虚数联系点内空间。想象一束短暂的光线从眼睛进入大脑，这种循环圈唯一的要求，就是虚拟的光线都是从虚实观控界的类似点孔的通道变成虚数类的。弦理论认为物质可分的极限为普朗克长度，即约为10的-33次方厘米，那么观控界膜的类似离子通道的最小切面极限也为普朗克表面积。由于不管虚实或正负的物质要转化为信息，都要从观控界膜的类似离子通道进入或录入，物质进入或录入的流速V可以从零増大，最大极限为光速C。物质进入观控界膜的类似离子通道转化为信息，原来的流速都变为零，因此信息守恒，而且信息可以克隆。信息克隆也可有慢有快，而且可以信息增殖。如描述宋代的岳飞打三国的张飞等类似信息，作真的看，信息计算可以有超光速;作假的看，可以算戏说、文学和艺术。即信息可以光速传播，信息可以光速为零储存，信息可以超光速增殖。这里，物质进入点内，也类似指令进入电脑，存在着超光速信息，也存在着时间旅行，因此说，电脑就是一种时间机器，而且人也是一种时间机器，这也不违反爱因斯坦的相对论。

既然过去、现在和未来紧密联系，过去能影响现在，那么现在影响过去在逻辑上是否也说得通呢？现实自然，是否人想干什么就能干什么？对此，戴维斯给出的解决方案是“多宇宙”理论——世界不是只有一个，而是有许多平行的世界。你回到过去，但那不是你自己的世界，而是和你的历史相似的世界。这样，即便你打死了自己的母亲，她在那个世界也的确死了，但当你回到未来时，她依然活得好好的。这种想法近乎疯狂，但除了戴维斯外还有许多著名物理学家相信有平行世界的存在。在《时间简史》里，霍金这样说：解决时间旅行的其他可能的方法是选择历史假想。其思想是，当时间旅行者回到过去，他就进入和历史记载不同的另外的一个历史中去。这样，他们可以自由地行动，不受和原先的历史相一致的约束。如果这样，回到过去和做一场梦没有什么区别？因为按“三旋理论”，人就是一种时间机器，人做一场梦存在着超光速现象，存在着时间旅行，也是爱因斯坦的相对论允许的。这里，即使时间旅行也不自相矛盾和不可思议。仔细想我们做过的梦境，人可以回到过去见一见自己的老爷爷、老奶奶，也可以到未来看一看自己的重孙子、重孙女;而关于时空的基本定义并不要改写，物理学的根基也不会动摇，只是改变虚数是在点内就行了。

其次，关于现实自然中，时间机器总是存在着因果律（先有原因然后才有结果）的问题，比如，假定时间旅行者回到过去，杀死了当时还是个女孩的亲生母亲，可这样一来，他却无法出生也就无法完成这个谋杀了。这些矛盾让因果关系概念陷入困境，建立在因果逻辑关系上的科学也同样难以立足。这类明显不可能的佯谬因果环节，现在如果人定义是一种时间机器，便是自洽的而不再自相矛盾了。而时间旅行异乎寻常的推论，曾经致使一些科学家彻底拒绝这一想法。但霍金曾提出一个“时序保护猜想”，由于相对论容许因果环存在，时序保护猜想只需要引入某一其他因素进行调解，就可以防止旅行到过去发生因果律破坏的情况发生。这类时间机器的量子过程的存在，将允许粒子循环进入解决这项难题。关于这一点，类似梦境，如果有把幼年的自己或自己的祖先杀死的话，即在那里，同为自己的大人与孩子擦肩而过时自己用哪一方的眼睛看对方呢？道理上讲哪一方的眼睛都是自己的，为研究逻辑体系而设想如果大人一方将小孩杀死的话，结局是自己把刀刺进了自己的身上，这或许也叫是自杀，可是把刀刺出去的大人在那一瞬间会如何呢？因为发生了自己在童年时代被杀害的事实，所以他忽地会惊醒。恶梦就消失了，而现在的自己也不会怎么样。这就是虚数世界，梦境旅行者一方的自己，或许立刻会惊醒而中断恶梦，或许会意识到那就是梦境幼时的我，幼时的自己一方也许不会想到长大的我又回来了。因此做梦即使不会想到多少年后的自己会出现在那里，但是虚拟世界两位自己同时登场，进行思考的自己的肉体同时分成了两个，灵魂必然附着在双方身上也是能存立的。所以说人是一种时间机器，穿越时间是人类的一种存在方式；这是人类自我理解、自我确立的前提；而正是这种人类自我理解与自我确立的活动，构成了人类生活与个体存在的基础和手段。虚拟世界实数+虚数的灵魂同时附在两位的身体上控制言行，奇怪的事态能发生。这里，要问所谓你的生前或生后做什么，虚实观控相对界循环圈的三旋数学能解答；要问所谓宇宙大爆炸之前或宇宙膨胀极限之后是什么，虚实观控相对界循环圈的三旋数学也能解答。

三、时间起源与三旋理论

“虫洞”和时间隧道是第五维空间。三旋理论研究的类圈体也有第五维,类圈体就类似一种“虫洞”和时间隧道；根据排列组合和不相容原理，三旋构成三代62种自旋状态。其次，设想在类圈体的质心作一个直角三角座标，一般把x、y、z轴看成三维空间的三个量。现观察类圈体绕这三条轴作自旋和平动，6个自由度仅包括类圈体的体旋、面旋和平动，没有包括线旋。即线旋是独立于x、y、z之外，由类圈体中心圈线构成的座标决定。如果把此圈线看成一个维叫圈维，那么加上原来的三维就是四维。再加上时间维，即为五维时空。反之，把三旋作为一种座标系，直角三角座标仅是三旋座标圈维为零的特例。正是在一系列的关节点上，类圈体三旋为简单性与复杂性的“虫洞”和时间隧道缔合提供了更为直观的图象，而且获得了这样一个观念：像三维空间一样，时间也是一个可变的维数。那么时间如何起源的呢？这也离不开玻尔的互补原理和海森堡的不确定性原理，时间就起源于互补原理和不确定性原理推论无和有的延伸与卷缩之中。证明如下：

三旋理论是研究时空维数卷缩的理论。如果万事开头只是无(W)或有(Y),那就成了确定性。互补原理和不确定性原理需要无(W)延伸出有(Y)，或有(Y)延伸出无(W)。假设W和Y已转换为两种物质，那么运动、自旋和时间都起源于W和Y两种物质的界面效应。因为时间总是和运动相连的。设一条光滑的斜路面为W，设Y为路面上滚动着的轮子，运动就起源于W和Y两种物质的界面效应。现在将路面W不断卷缩，直到路面W卷缩为零，轮子运动仍在进行，那么自旋就起源了。有了自旋和运动，时间也起源了。

卢鹤绂院士认为，爱因斯坦的广义相对论扩展到宇宙是无法适用的。霍金认为，这也只是指空间的破裂。

空间的破裂实际是指环面；而环面是与球面不同伦的。但环面却能包容平行线，克利福德平行线就是以扭转的形式组装在环面上的。当代一些天文学家在宇宙空间，测得两条光线是平行线，就认为宇宙空间是平面型的。

这种证明不严密。同样，一些天文学家测得某星体在宇宙中的轨道周期，得出一个较长光程，后来又发现一个更短的光程，就认为发现了超光速，但他们是用球面或平面空间轨道计算光程，因此，这种证明也不严密。爱因斯坦的相对论允许有索恩标准和戴维斯标准的时间旅行，著名的“双生子佯谬”描述的就是这个效应；最新的理论当中的‘虫洞’说，它可以在光到达之前将两个非常遥远的点联接起来，描述的也是这个效应，但它们都不是超光速。但是人们能随心所欲地制造虫洞吗？在由美国天文物理学家卡尔·萨根于上世纪80年代创作的小说《接触未来》中，一组科学们收到了一个来自外星人更先进文明的无线电信息，这个信息包含的内容指导人类制造一台机器，它可在地球与相距26光年的天琴座α星之间建立一个虫洞。这部小说后来被改编为同名电影，在电影中，女主人公登上了一艘飞船，它被一个类似巨型离心机的涡轮吞没，然后飞船飞速穿过一条隧道，在几分钟内就来到了天琴座α星所处的银河系中心。在小说中，萨根并没有进一步描述制造那样一条时光隧道的细节，为此他请教自己的朋友、加州理工学院的理论物理学家基普·索恩，自己在小说中关于利用虫洞作为穿越时空捷径的幻想是否有理论依据。在萨根科学幻想的激励之下，索恩及其合作者们开始研究这种可联接两个遥远时空区域的虫洞的细节。最后他们成功地创建了虫洞的理论模型，这些虫洞保持开放的时间，足以让“时光飞船”穿越它们而又不会让其内部巨大的重力将飞船摧毁。而且，在上世纪70年代，用爱因斯坦的理论推导出的黑洞那样特殊的时间领域，人们进行了各种各样的研究，其结果是，相当多的物理学家认为，存在着两个或更多的宇宙。被吸入宇宙黑洞中的东西将通过虫洞飞进另一个宇宙中去。当然，在黑洞那样的极度超重的地方，人实际上将粉身碎骨。但我们先把这样的情况搁在一边（假定人可以活着通过黑洞），从旅行的角度来看，走进另一个宇宙的人是走回到了过去，还是经历了未来？我们无法进行比较。根据狭义相对论的结论，以高速作‘相对’运动的双方，自己一方经过了十年而对方却可能只经过了五年。这一点已经通过观测一种叫μ粒子的基本粒子的实验证实。也就是说，我和你可能不再共有同一个时间。比方说，大双在地球上，而小双乘火箭出发了，出发时两人年龄都是20岁。小双在广阔的宇宙中周游一圈后回到了大双的住处，会出现什么情况？大双已经30岁了，小双却只有25岁。这样的故事有时会受到质问，两人的关系难道不是‘相对’的吗？将小双乘坐的火箭看作是静止不动的，大双与地球或者整个太阳系以及整个银河系一起统统沿着相反方向转一圈然后回到小双所在之处，这样考虑不也一样吗？所谓相对不就是这个意思吗？那么，为什么说，只有小双会变年轻呢？但是，我们所说的‘相对’双方仅限于各方均以不变的速度运动的情形。如果速度发生了变化（称之为加速，再如匀速圆周运动），双方就不再是‘相对’的了，这时必须考虑广义相对论的效应。因为一项可怕的难题是最初创生的虫洞将会阻碍虫洞型时间机器的制造。也许空间由这么一类结构自然地串连成一体——宇宙大爆炸的遗留物。或许，虫洞是在极小尺度上（所谓的普朗克长度）天然生成的。原则上，这样一个微小的虫洞可由脉冲能量来稳定，然后再以某种方式膨胀到可以利用的尺寸。如果是这样的话，一个超级文明大概能使用一个虫洞。其次，“时光隧道旅行”必须具备两大条件，即“虫洞”和“负面能源”。宇宙间不同的时间和空间通过“虫洞”可以互通。“负面能源”可以抗拒地心引力，用来打开“虫洞”，稳定“时光隧道”。据说有人计算，进入“虫洞”需要的“负面能源”可以很小一点点。这是可以理解的，人就是一种时间机器，人的濒死实验，其中常有时间旅行的报告。这里的虚实生死界、正负阴阳界，正是进入“虫洞”的关口，“负面能源”如病毒，很小一点点就可以送你进“虫洞”，进入阴阳界。

参考文献

1、王德奎，三旋理论初探，四川科学技术出版社，2002年5月；

时间机器范文篇3

关键词：时间机器、索恩标准、戴维斯标准、环量子理论

一、索恩标准和戴维斯标准

人类乐于梦想，也盼望知晓过去和未来。时间旅行似乎是个最为简便的方法。自从英国作家威尔斯于1895年撰写了他的著名小说《时间机器》以来，时间旅行便成为一个流行的科幻小说主题。但建造一台把人运送到过去或是未来的机器是可能的吗？时间机器的幻想故事能成为现实吗？

在爱因斯坦的狭义相对论中，时间不被认为是绝对的和普遍的。爱因斯坦认为：测量两个事件的时间间隔取决于观察者如何运动；因为运动状态不同的两名观察者，对于同样的两个事件将会体验到不同的持续时间。但美国物理学家福特和罗曼认为，爱因斯坦的相对论并没有严格排除快于光速的旅行或“时光隧道”旅行。如果这是一项严肃的研究，那么笔者认为，这也只能是点内的虚数世界。因为如果说点外世界上存在比光还快的粒子，说时间可以倒转的话，那么这样的一个统一理论影响将极为严重。在这一点上，戈德尔、霍金、索恩和戴维斯等研究时间机器的科学家，头脑是清醒的。

美国物理学家基普·索恩是相对论的权威。1988年，索恩等三人在美国物理学界最具权威的《物理评论》杂志的快报版《物理评论通讯》上，发表了关于可能实现过去旅行在原理上是可能的观点。其要点是：虽然按照以往的相对论，移动到过去是不可能的，但借助于“虫洞”能使这种行动成为可能；因为在此隧道里进入的时刻与出去的时刻完全相同。他认为在宇宙中存在着的“虫洞”，虽然还不知道它实际上是什么东西，但有人认为它类似从一头进入就会从另一头穿出；当然，这虽说是隧道，如象从黑洞进去从白洞脱出的隧道，但它里面的时间和空间都是极度扭曲的。索恩把隧道的两个口（一方为入口A，另一方就是出口B）作为A和B；这是因量子论观点产生的极其微小的洞口，随着巨大的能量的注入会不断被扩大。洞口附近乃至其中心部，没有任何障碍通行的点（数学上称其为奇点）。假定某人住在B处并使A处开始振动，由于振动是最简单的加速运动，所以A的时间慢于B的时间，渐渐地越差越多。如当B处已是1998年时，A处也许刚到1993年，这时如果有人尽可能快地从外面由B处到A处，他所处的世界转眼就变成了1993年。但是，现在还不能马上说他走进了过去的世界，因为A与B毕竟不是同一个地点（世界），不像拨个电话马上就能通这样的关系，我们必须把B和A看作是不同的世界。根据索恩的理论，来到1993年A处的此人，跳进虫洞A从虫洞B跳出，通过虫洞不需要时间，因此跳进的瞬间也是跳出的瞬间。这样，从洞里出来的他周围与A一样为1993年，地点为出发点B。B正是他的故乡，离开故乡时是1998年，再次出现在故乡时却是1993年，因此他实现了回到过去的旅行。这类似如象唱戏或演电影一样，演员可以克隆古代人和事，舞台和剧本就是时间隧道。

索恩说，如果不再使用虫洞A或B之类的提法，而一开始就把静止的B看作地球，把A看作火箭。某人曾在地球上，他发射了无人火箭，火箭可以通过遥控——或者干脆在一开始就把它的舵设计为——加速飞行后再回到地球。假定走时是1988年，回来时地球上是1998年，火箭中是1993年。但是，接下来就不一样了。地球上的人登上归来的火箭，里面是1993年的世界，植物及动物等从出发以来只过了五年，这是多次说过的相对论的结论。如果此人再打开门走下火箭的话，外面仍是1998年的地球，既不有趣也不新鲜。因此，索恩构想了一个模型，按照此模型，火箭与地球（或宇宙的其他地方也无妨）之间不是靠门，而是靠蛀洞连通的。也就是假定火箭内部实际上连着虫洞的一个口而另一个口连着地球（想回到过去的人所静止的地方）。于是，（打开门）进入1993年的火箭的此人，这次不是再打开火箭的门而是通过虫洞出现在地球上。通过虫洞的过程不消耗时间，其出口与入口一样是1993年，结果此人从1998年的地球出发登上火箭、穿过虫洞出现在了1993年的地球上。读者在此也许要问：洞的一头是1993年，另一头是1998年，于是从火箭的1993年一头进入，从另一头出来的话是1993年……这是索恩的结论。那么假如从1998年的地球一头进入，而从火箭里出来的话，那里是什么时刻？是1993年，还是1998年？索恩的答案是：如果从1998年的地球一头进入虫洞的话，将来到1998年的火箭里。出入洞的时刻总是相同的。即使洞的一头被加速，使得出口与入口的时间不一致，入洞时刻就是出洞时刻……这就是虫洞的奇妙之处。这里的所说的时刻应该是指在火箭加速以前相对静止时所测量的时间。

这里，索恩并没有讨论物理学界称之的超光速粒子，这就是索恩标准。同样，这也就是戴维斯标准。

保罗·戴维斯是澳大利亚享誉世界的理论物理学家,他的科学研究包括黑洞、量子场论、宇宙起源、意识的本质和生命起源等诸多涉及人类和宇宙本源的问题。对于时间机器的制造仍然停留在小说家或电影特技师的手中,他决定尝试制造时间机器，哪怕只是“理论上的制造”。于是他要弄清楚的问题是，你想回到过去还是飞到未来。在戴维斯看来，在时间中到未来旅行是很容易的，如果你接近于光速运动或者身处强大的引力场中，会感到时间流逝得比其他人更缓慢——你进入了他们的未来。飞向未来的旅行又叫“有限时间旅行”。戴维斯在《怎样制造时间机器》的开头非常肯定的提出，“有限时间旅行”是可行的，但回到任何时代的“无限时间旅行”只是“有可能可行”。戴维斯说:“相对论为我们提供了在未来时光中旅行的两种方法。一个直接结果是,以高速进行运动，如果我们有一艘速度达到光速99.99999％的飞船，就可以在6个月内进入公元3000年。”这种旅行是相对论的结果，它与著名的“双生子佯谬”有关。按照这些理论，人们能够以非常接近光速的速度旅行，在这方面没有任何禁区，只是一个成本问题。为了把一个10吨重的负载加速到光速的99.9％，需要使用100亿亿焦耳，这相当于全人类几个月的能源生产总量。进一步接近每秒30万公里速度的成本当然会更高。戴维斯认为，在太空中有取之不尽用之不竭的能源，只要我们去开发它们。但对太空进行必要的技术研究和开发，要做决定，这又实际上成了一个政治问题；另外，以高速系统进行的时间旅行或许只能进入未来却没有办法回来的问题。这是因为时间旅行并不取决于运动的方向，而只取决于它的速度。此外，相对论提供的另一个时间旅行的方法，是爱因斯坦1908年以广义相对论提出来的，这个理论将狭义相对论进行扩展，其中包含了重力对时光产生的多种效应。这种效应在于重力会使时间放慢，而我们也可以验证这一点，比如地球的重力每300年可以让钟表慢1微秒。1976年，物理学家罗伯特·维索特和马丁·列文向太空中发射了一枚载有时钟的火箭，他们观察到这个时钟与放置在地球上同样的时钟相比，多获得了1/10微秒。为了在未来的时光中旅行，只要利用那些强度远高于地球重力的引力场，比如中子星的引力场。中子星是那些在耗尽自身的燃料之后，由于受自身质量的影响而收缩到只相当于原来体积很小一部分的天体，但它们的总体质量仍维持在一个很高的水平；其中一些中子星仅比地球上的一座城市大一点儿，但其质量却超过了太阳。它们自身强大的重力使其原子变成了一堆中子，这种重力作用会产生比地球重力影响要明显得多的时间扭曲：中子星上的7年相当于地球上的10年，因此，只要让我们的飞船到达这样一颗中子星上（比如位于巨蟹星云中的那一颗），就会在未来的时光中迈出一大步。但问题是我们如何能造出一艘能抵抗中子星附近极其恶劣条件的飞船来。在这种情况下，我们同样也无法从未来时光中返航。

戴维斯认为，相对论允许在过去的时光中旅行。因为对于广义相对论来说，时空可以被弯曲到与其自身联接的地步，因此可以在时间和空间中创造封闭曲线。并且，第一个勾划出封闭时间曲线的人就是爱因斯坦的朋友、奥地利数学家库尔特·戈德尔。1948年，戈德尔提出了爱因斯坦引力场方程的一个描述旋转宇宙的解。在这个宇宙中，一名宇航员可以在太空中旅行来实现回到过去的目的。这是引力影响了光的结果。宇宙的旋转导致光（因而也包括事物之间的因果联系）被拽住并环绕在它的内部，这使得一个处于封闭环内的实物可以在空间的闭环中移动，同时也在时间的闭环中旅行，而任何时候都不会相对邻近的粒子超光速。戈德尔的解释被当作数学上证明了在时间中逆行并不违背相对论。的确，他在计算相对论中关于引力场的方程式时，发现在空间中可以找到一条通向旋转着的宇宙的螺旋体轨道。

这就是说，爱因斯坦的相对论允许时空旅行发生在特定的时空结构里，如一个旋转的宇宙，一个旋转的柱体，以及非常著名的虫洞——一条贯穿空间和时间的隧道。只要能够建造一个稳定的虫洞，就可以跨越时间和空间。但在霍金的《时间简史》里，解释虫洞是连接宇宙遥远区域间的时空细管，它可以把平行的宇宙或者婴儿宇宙连接起来，并提供时间旅行的可能性。而黑洞是时空的一个区域，那里引力是如此之强，以至于任何东西，甚至光都不能从该处逃逸出来。因此，在戴维斯的计划里，建造一个虫洞要分3步：第一步，寻找或建立一个虫洞，开辟一个隧道用来连接太空中两个不同的区域。第二步，使虫洞稳定下来。由量子产生的负能量，虫洞便允许信号和物体安全地穿越它。负能量会抵制虫洞变为密度无穷大或接近无穷大。换句话说，它阻止了虫洞演变成黑洞。第三步是牵引虫洞。一艘具有高度先进技术的太空船将虫洞的入口互相分离开。如果两个端口都放置在空间中合适的地方，那么时间差将保持恒定状态。假设这一差值是10年，一名宇航员从一个方向穿越虫洞，他将跳到10年后的未来，反之，宇航员若是从另一方向穿越虫洞，他将跳到10年前的过去。

假如技术上的诸多难题都被克服了，时间机器的生产将会打开充满悖论的潘多拉盒子。但对于此，戴维斯说：“我本人不打算把我描述的时间旅行和其它控制自然的行为区分开来。所有的技术都在以某种方式干预自然。在一些科幻小说里，有人通过回到过去而改变了现状。这种事出现在小说里当然无伤大雅，但如果发生在现实中会带来严重的伦理问题。谁给你回到过去改变历史的权利？”

二、人就是一种时间机器

人类本来是想要自由地到未来或过去中去，所以才想到时间机器的，想到物理学界称之的超光速粒子；现在美国和中国一些人正进行着寻找超光速的研究。但是，这种奇妙的粒子的能量的平方是负数，用数学表述的话，能量（或质量）是虚数，的确是个难以理解的值。如果把超光速粒子设想为摩尔斯电码，明天的信息就可以在今天获得，这在电脑的赛博空间里并非奇妙的结果。遗憾的是，人类发现虚数以来，分不清它是在点内还是在点外，从而也认识不到光速是自然内禀的，而把光速混同于声速一样。李国材教授即如此。现为美国加利福尼亚大学教授的卢嘉，是卢鹤绂院士的孙女。她说卢鹤绂院士1995年发表的《对马赫原理的一个直接检验》论文，不是在否定爱因斯坦相对论的基础上提出来的，而是在肯定爱因斯坦相对论的基础上提出了新的问题。即：爱因斯坦相对论在地球邻近的地区是可以适用的，扩展到宇宙是无法适用的。卢鹤绂的儿子卢永强也认为父亲的论文，“是根据由光子的惯性运动引起的横向多普勒效应，对照美国物理学家Ives和Stilwell的实验数据，经过周密的计算，得出二个重要的结论：(1)横向多普勒效应在宇宙空间是各向异性的。(2)光子的惯性属性是由整个宇宙结构所决定，是符合马赫原理的。而以一种直接的方法检验了马赫原理的正确性。这种检验是对爱因斯坦理论的一个严肃的挑战。”

马赫原理对爱因斯坦相对论的建立是产生过重要的影响，然而，相对论却超越了马赫原理，因为马赫原理的整体决定性在广义相对论中只保留整体的局部性，即广义相对论是一种转座子学说，是一种球面或平面拓扑的局部论，不是整性的环面拓扑学说，所以卢嘉说爱因斯坦相对论在地球邻近的地区是可以适用的，扩展到宇宙是无法适用的，却只说对了一半。因为一半是留给狭义相对论，即正是光子的惯性属性是由整个宇宙结构所决定。所以马赫原理的整体决定性才是光速的内禀属性，即光速实际上是一个无法逾越的极限，而与其它物质属性无关，它是马赫原理的整体决定性的充分表现。光线因宇宙的整体决定性导致光环绕在它的内部，使其处于空间的闭环中移动就是证明。其次，相对论扩展到信息空间也是无法适用的。由此看来，超光速是计算出来的，一些问题的提法，如现实中超光速粒子究竟是否存在？能否使远去的超光速粒子“向后转”折返？如果能，折返回来的结果会不会产生什么特别现象等研究，说明人类的数学还停留在分不清虚数是在点内还是在点外的困境。

解铃还需系铃人。时间机器、时间旅行既然是科幻小说家们编造出来的，那么他们中的著名科幻小说家吉布森也给出了赛博空间的答案。赛博空间最直接的联系是电脑，是一种虚拟生存；也是一种点内几何空间现象。“三旋理论”在研究物质存在有向自己内部作运动的空间属性时，发现点内几何空间和点外几何空间有虚与实、正与负对应的自然属性，从而提出几千年来的虚数应用之谜，就在赛博空间。这类似虚实生死界、正负阴阳界。把信息论与相对论结合，称为观控相对论,实际是信息相对论，因为观控的物质条件实际也要信息反馈。观控相对界实际也是信息相对界，它是以爱因斯坦相对论中的光速有极限，作为信息与物质相对划分的界面。从观控相对界看，物质和信息的本质是什么？物质是相对信息而言，类似复数偏重实数的一种现象；信息是相对物质而言，类似复数偏重虚数的一种现象。映射数学的唯象公式是：物质+信息=实数+虚数。这里，物质进入点内，类似信息进入大脑，即物质和信息常常是结合在一起的，把大脑比作一个点，人们认识物质常常要通过大脑的意识起作用，信息即是进入点内的代表。这里，构成了有虚实生死界、正负阴阳界的循环圈。因此三旋理论认为，虚数联系点内空间。想象一束短暂的光线从眼睛进入大脑，这种循环圈唯一的要求，就是虚拟的光线都是从虚实观控界的类似点孔的通道变成虚数类的。弦理论认为物质可分的极限为普朗克长度，即约为10的-33次方厘米，那么观控界膜的类似离子通道的最小切面极限也为普朗克表面积。由于不管虚实或正负的物质要转化为信息，都要从观控界膜的类似离子通道进入或录入，物质进入或录入的流速V可以从零増大，最大极限为光速C。物质进入观控界膜的类似离子通道转化为信息，原来的流速都变为零，因此信息守恒，而且信息可以克隆。信息克隆也可有慢有快，而且可以信息增殖。如描述宋代的岳飞打三国的张飞等类似信息，作真的看，信息计算可以有超光速;作假的看，可以算戏说、文学和艺术。即信息可以光速传播，信息可以光速为零储存，信息可以超光速增殖。这里，物质进入点内，也类似指令进入电脑，存在着超光速信息，也存在着时间旅行，因此说，电脑就是一种时间机器，而且人也是一种时间机器，这也不违反爱因斯坦的相对论。

既然过去、现在和未来紧密联系，过去能影响现在，那么现在影响过去在逻辑上是否也说得通呢？现实自然，是否人想干什么就能干什么？对此，戴维斯给出的解决方案是“多宇宙”理论——世界不是只有一个，而是有许多平行的世界。你回到过去，但那不是你自己的世界，而是和你的历史相似的世界。这样，即便你打死了自己的母亲，她在那个世界也的确死了，但当你回到未来时，她依然活得好好的。这种想法近乎疯狂，但除了戴维斯外还有许多著名物理学家相信有平行世界的存在。在《时间简史》里，霍金这样说：解决时间旅行的其他可能的方法是选择历史假想。其思想是，当时间旅行者回到过去，他就进入和历史记载不同的另外的一个历史中去。这样，他们可以自由地行动，不受和原先的历史相一致的约束。如果这样，回到过去和做一场梦没有什么区别？因为按“三旋理论”，人就是一种时间机器，人做一场梦存在着超光速现象，存在着时间旅行，也是爱因斯坦的相对论允许的。这里，即使时间旅行也不自相矛盾和不可思议。仔细想我们做过的梦境，人可以回到过去见一见自己的老爷爷、老奶奶，也可以到未来看一看自己的重孙子、重孙女;而关于时空的基本定义并不要改写，物理学的根基也不会动摇，只是改变虚数是在点内就行了。

其次，关于现实自然中，时间机器总是存在着因果律（先有原因然后才有结果）的问题，比如，假定时间旅行者回到过去，杀死了当时还是个女孩的亲生母亲，可这样一来，他却无法出生也就无法完成这个谋杀了。这些矛盾让因果关系概念陷入困境，建立在因果逻辑关系上的科学也同样难以立足。这类明显不可能的佯谬因果环节，现在如果人定义是一种时间机器，便是自洽的而不再自相矛盾了。而时间旅行异乎寻常的推论，曾经致使一些科学家彻底拒绝这一想法。但霍金曾提出一个“时序保护猜想”，由于相对论容许因果环存在，时序保护猜想只需要引入某一其他因素进行调解，就可以防止旅行到过去发生因果律破坏的情况发生。这类时间机器的量子过程的存在，将允许粒子循环进入解决这项难题。关于这一点，类似梦境，如果有把幼年的自己或自己的祖先杀死的话，即在那里，同为自己的大人与孩子擦肩而过时自己用哪一方的眼睛看对方呢？道理上讲哪一方的眼睛都是自己的，为研究逻辑体系而设想如果大人一方将小孩杀死的话，结局是自己把刀刺进了自己的身上，这或许也叫是自杀，可是把刀刺出去的大人在那一瞬间会如何呢？因为发生了自己在童年时代被杀害的事实，所以他忽地会惊醒。恶梦就消失了，而现在的自己也不会怎么样。这就是虚数世界，梦境旅行者一方的自己，或许立刻会惊醒而中断恶梦，或许会意识到那就是梦境幼时的我，幼时的自己一方也许不会想到长大的我又回来了。因此做梦即使不会想到多少年后的自己会出现在那里，但是虚拟世界两位自己同时登场，进行思考的自己的肉体同时分成了两个，灵魂必然附着在双方身上也是能存立的。所以说人是一种时间机器，穿越时间是人类的一种存在方式；这是人类自我理解、自我确立的前提；而正是这种人类自我理解与自我确立的活动，构成了人类生活与个体存在的基础和手段。虚拟世界实数+虚数的灵魂同时附在两位的身体上控制言行，奇怪的事态能发生。这里，要问所谓你的生前或生后做什么，虚实观控相对界循环圈的三旋数学能解答；要问所谓宇宙大爆炸之前或宇宙膨胀极限之后是什么，虚实观控相对界循环圈的三旋数学也能解答。

三、时间起源与三旋理论

“虫洞”和时间隧道是第五维空间。三旋理论研究的类圈体也有第五维,类圈体就类似一种“虫洞”和时间隧道；根据排列组合和不相容原理，三旋构成三代62种自旋状态。其次，设想在类圈体的质心作一个直角三角座标，一般把x、y、z轴看成三维空间的三个量。现观察类圈体绕这三条轴作自旋和平动，6个自由度仅包括类圈体的体旋、面旋和平动，没有包括线旋。即线旋是独立于x、y、z之外，由类圈体中心圈线构成的座标决定。如果把此圈线看成一个维叫圈维，那么加上原来的三维就是四维。再加上时间维，即为五维时空。反之，把三旋作为一种座标系，直角三角座标仅是三旋座标圈维为零的特例。正是在一系列的关节点上，类圈体三旋为简单性与复杂性的“虫洞”和时间隧道缔合提供了更为直观的图象，而且获得了这样一个观念：像三维空间一样，时间也是一个可变的维数。那么时间如何起源的呢？这也离不开玻尔的互补原理和海森堡的不确定性原理，时间就起源于互补原理和不确定性原理推论无和有的延伸与卷缩之中。证明如下：

三旋理论是研究时空维数卷缩的理论。如果万事开头只是无(W)或有(Y),那就成了确定性。互补原理和不确定性原理需要无(W)延伸出有(Y)，或有(Y)延伸出无(W)。假设W和Y已转换为两种物质，那么运动、自旋和时间都起源于W和Y两种物质的界面效应。因为时间总是和运动相连的。设一条光滑的斜路面为W，设Y为路面上滚动着的轮子，运动就起源于W和Y两种物质的界面效应。现在将路面W不断卷缩，直到路面W卷缩为零，轮子运动仍在进行，那么自旋就起源了。有了自旋和运动，时间也起源了。

卢鹤绂院士认为，爱因斯坦的广义相对论扩展到宇宙是无法适用的。霍金认为，这也只是指空间的破裂。

空间的破裂实际是指环面；而环面是与球面不同伦的。但环面却能包容平行线，克利福德平行线就是以扭转的形式组装在环面上的。当代一些天文学家在宇宙空间，测得两条光线是平行线，就认为宇宙空间是平面型的。

这种证明不严密。同样，一些天文学家测得某星体在宇宙中的轨道周期，得出一个较长光程，后来又发现一个更短的光程，就认为发现了超光速，但他们是用球面或平面空间轨道计算光程，因此，这种证明也不严密。爱因斯坦的相对论允许有索恩标准和戴维斯标准的时间旅行，著名的“双生子佯谬”描述的就是这个效应；最新的理论当中的‘虫洞’说，它可以在光到达之前将两个非常遥远的点联接起来，描述的也是这个效应，但它们都不是超光速。但是人们能随心所欲地制造虫洞吗？在由美国天文物理学家卡尔·萨根于上世纪80年代创作的小说《接触未来》中，一组科学们收到了一个来自外星人更先进文明的无线电信息，这个信息包含的内容指导人类制造一台机器，它可在地球与相距26光年的天琴座α星之间建立一个虫洞。这部小说后来被改编为同名电影，在电影中，女主人公登上了一艘飞船，它被一个类似巨型离心机的涡轮吞没，然后飞船飞速穿过一条隧道，在几分钟内就来到了天琴座α星所处的银河系中心。在小说中，萨根并没有进一步描述制造那样一条时光隧道的细节，为此他请教自己的朋友、加州理工学院的理论物理学家基普·索恩，自己在小说中关于利用虫洞作为穿越时空捷径的幻想是否有理论依据。在萨根科学幻想的激励之下，索恩及其合作者们开始研究这种可联接两个遥远时空区域的虫洞的细节。最后他们成功地创建了虫洞的理论模型，这些虫洞保持开放的时间，足以让“时光飞船”穿越它们而又不会让其内部巨大的重力将飞船摧毁。而且，在上世纪70年代，用爱因斯坦的理论推导出的黑洞那样特殊的时间领域，人们进行了各种各样的研究，其结果是，相当多的物理学家认为，存在着两个或更多的宇宙。被吸入宇宙黑洞中的东西将通过虫洞飞进另一个宇宙中去。当然，在黑洞那样的极度超重的地方，人实际上将粉身碎骨。但我们先把这样的情况搁在一边（假定人可以活着通过黑洞），从旅行的角度来看，走进另一个宇宙的人是走回到了过去，还是经历了未来？我们无法进行比较。根据狭义相对论的结论，以高速作‘相对’运动的双方，自己一方经过了十年而对方却可能只经过了五年。这一点已经通过观测一种叫μ粒子的基本粒子的实验证实。也就是说，我和你可能不再共有同一个时间。比方说，大双在地球上，而小双乘火箭出发了，出发时两人年龄都是20岁。小双在广阔的宇宙中周游一圈后回到了大双的住处，会出现什么情况？大双已经30岁了，小双却只有25岁。这样的故事有时会受到质问，两人的关系难道不是‘相对’的吗？将小双乘坐的火箭看作是静止不动的，大双与地球或者整个太阳系以及整个银河系一起统统沿着相反方向转一圈然后回到小双所在之处，这样考虑不也一样吗？所谓相对不就是这个意思吗？那么，为什么说，只有小双会变年轻呢？但是，我们所说的‘相对’双方仅限于各方均以不变的速度运动的情形。如果速度发生了变化（称之为加速，再如匀速圆周运动），双方就不再是‘相对’的了，这时必须考虑广义相对论的效应。因为一项可怕的难题是最初创生的虫洞将会阻碍虫洞型时间机器的制造。也许空间由这么一类结构自然地串连成一体——宇宙大爆炸的遗留物。或许，虫洞是在极小尺度上（所谓的普朗克长度）天然生成的。原则上，这样一个微小的虫洞可由脉冲能量来稳定，然后再以某种方式膨胀到可以利用的尺寸。如果是这样的话，一个超级文明大概能使用一个虫洞。其次，“时光隧道旅行”必须具备两大条件，即“虫洞”和“负面能源”。宇宙间不同的时间和空间通过“虫洞”可以互通。“负面能源”可以抗拒地心引力，用来打开“虫洞”，稳定“时光隧道”。据说有人计算，进入“虫洞”需要的“负面能源”可以很小一点点。这是可以理解的，人就是一种时间机器，人的濒死实验，其中常有时间旅行的报告。这里的虚实生死界、正负阴阳界，正是进入“虫洞”的关口，“负面能源”如病毒，很小一点点就可以送你进“虫洞”，进入阴阳界。

参考文献

1、王德奎，三旋理论初探，四川科学技术出版社，2002年5月；

时间机器范文篇4

关键词：时间机器、索恩标准、戴维斯标准、环量子理论

一、索恩标准和戴维斯标准

人类乐于梦想，也盼望知晓过去和未来。时间旅行似乎是个最为简便的方法。自从英国作家威尔斯于1895年撰写了他的著名小说《时间机器》以来，时间旅行便成为一个流行的科幻小说主题。但建造一台把人运送到过去或是未来的机器是可能的吗？时间机器的幻想故事能成为现实吗？

在爱因斯坦的狭义相对论中，时间不被认为是绝对的和普遍的。爱因斯坦认为：测量两个事件的时间间隔取决于观察者如何运动；因为运动状态不同的两名观察者，对于同样的两个事件将会体验到不同的持续时间。但美国物理学家福特和罗曼认为，爱因斯坦的相对论并没有严格排除快于光速的旅行或“时光隧道”旅行。如果这是一项严肃的研究，那么笔者认为，这也只能是点内的虚数世界。因为如果说点外世界上存在比光还快的粒子，说时间可以倒转的话，那么这样的一个统一理论影响将极为严重。在这一点上，戈德尔、霍金、索恩和戴维斯等研究时间机器的科学家，头脑是清醒的。

美国物理学家基普·索恩是相对论的权威。1988年，索恩等三人在美国物理学界最具权威的《物理评论》杂志的快报版《物理评论通讯》上，发表了关于可能实现过去旅行在原理上是可能的观点。其要点是：虽然按照以往的相对论，移动到过去是不可能的，但借助于“虫洞”能使这种行动成为可能；因为在此隧道里进入的时刻与出去的时刻完全相同。他认为在宇宙中存在着的“虫洞”，虽然还不知道它实际上是什么东西，但有人认为它类似从一头进入就会从另一头穿出；当然，这虽说是隧道，如象从黑洞进去从白洞脱出的隧道，但它里面的时间和空间都是极度扭曲的。索恩把隧道的两个口（一方为入口A，另一方就是出口B）作为A和B；这是因量子论观点产生的极其微小的洞口，随着巨大的能量的注入会不断被扩大。洞口附近乃至其中心部，没有任何障碍通行的点（数学上称其为奇点）。假定某人住在B处并使A处开始振动，由于振动是最简单的加速运动，所以A的时间慢于B的时间，渐渐地越差越多。如当B处已是1998年时，A处也许刚到1993年，这时如果有人尽可能快地从外面由B处到A处，他所处的世界转眼就变成了1993年。但是，现在还不能马上说他走进了过去的世界，因为A与B毕竟不是同一个地点（世界），不像拨个电话马上就能通这样的关系，我们必须把B和A看作是不同的世界。根据索恩的理论，来到1993年A处的此人，跳进虫洞A从虫洞B跳出，通过虫洞不需要时间，因此跳进的瞬间也是跳出的瞬间。这样，从洞里出来的他周围与A一样为1993年，地点为出发点B。B正是他的故乡，离开故乡时是1998年，再次出现在故乡时却是1993年，因此他实现了回到过去的旅行。这类似如象唱戏或演电影一样，演员可以克隆古代人和事，舞台和剧本就是时间隧道。

索恩说，如果不再使用虫洞A或B之类的提法，而一开始就把静止的B看作地球，把A看作火箭。某人曾在地球上，他发射了无人火箭，火箭可以通过遥控——或者干脆在一开始就把它的舵设计为——加速飞行后再回到地球。假定走时是1988年，回来时地球上是1998年，火箭中是1993年。但是，接下来就不一样了。地球上的人登上归来的火箭，里面是1993年的世界，植物及动物等从出发以来只过了五年，这是多次说过的相对论的结论。如果此人再打开门走下火箭的话，外面仍是1998年的地球，既不有趣也不新鲜。因此，索恩构想了一个模型，按照此模型，火箭与地球（或宇宙的其他地方也无妨）之间不是靠门，而是靠蛀洞连通的。也就是假定火箭内部实际上连着虫洞的一个口而另一个口连着地球（想回到过去的人所静止的地方）。于是，（打开门）进入1993年的火箭的此人，这次不是再打开火箭的门而是通过虫洞出现在地球上。通过虫洞的过程不消耗时间，其出口与入口一样是1993年，结果此人从1998年的地球出发登上火箭、穿过虫洞出现在了1993年的地球上。读者在此也许要问：洞的一头是1993年，另一头是1998年，于是从火箭的1993年一头进入，从另一头出来的话是1993年……这是索恩的结论。那么假如从1998年的地球一头进入，而从火箭里出来的话，那里是什么时刻？是1993年，还是1998年？索恩的答案是：如果从1998年的地球一头进入虫洞的话，将来到1998年的火箭里。出入洞的时刻总是相同的。即使洞的一头被加速，使得出口与入口的时间不一致，入洞时刻就是出洞时刻……这就是虫洞的奇妙之处。这里的所说的时刻应该是指在火箭加速以前相对静止时所测量的时间。

这里，索恩并没有讨论物理学界称之的超光速粒子，这就是索恩标准。同样，这也就是戴维斯标准。

保罗·戴维斯是澳大利亚享誉世界的理论物理学家,他的科学研究包括黑洞、量子场论、宇宙起源、意识的本质和生命起源等诸多涉及人类和宇宙本源的问题。对于时间机器的制造仍然停留在小说家或电影特技师的手中,他决定尝试制造时间机器，哪怕只是“理论上的制造”。于是他要弄清楚的问题是，你想回到过去还是飞到未来。在戴维斯看来，在时间中到未来旅行是很容易的，如果你接近于光速运动或者身处强大的引力场中，会感到时间流逝得比其他人更缓慢——你进入了他们的未来。飞向未来的旅行又叫“有限时间旅行”。戴维斯在《怎样制造时间机器》的开头非常肯定的提出，“有限时间旅行”是可行的，但回到任何时代的“无限时间旅行”只是“有可能可行”。戴维斯说:“相对论为我们提供了在未来时光中旅行的两种方法。一个直接结果是,以高速进行运动，如果我们有一艘速度达到光速99.99999％的飞船，就可以在6个月内进入公元3000年。”这种旅行是相对论的结果，它与著名的“双生子佯谬”有关。按照这些理论，人们能够以非常接近光速的速度旅行，在这方面没有任何禁区，只是一个成本问题。为了把一个10吨重的负载加速到光速的99.9％，需要使用100亿亿焦耳，这相当于全人类几个月的能源生产总量。进一步接近每秒30万公里速度的成本当然会更高。戴维斯认为，在太空中有取之不尽用之不竭的能源，只要我们去开发它们。但对太空进行必要的技术研究和开发，要做决定，这又实际上成了一个政治问题；另外，以高速系统进行的时间旅行或许只能进入未来却没有办法回来的问题。这是因为时间旅行并不取决于运动的方向，而只取决于它的速度。此外，相对论提供的另一个时间旅行的方法，是爱因斯坦1908年以广义相对论提出来的，这个理论将狭义相对论进行扩展，其中包含了重力对时光产生的多种效应。这种效应在于重力会使时间放慢，而我们也可以验证这一点，比如地球的重力每300年可以让钟表慢1微秒。1976年，物理学家罗伯特·维索特和马丁·列文向太空中发射了一枚载有时钟的火箭，他们观察到这个时钟与放置在地球上同样的时钟相比，多获得了1/10微秒。为了在未来的时光中旅行，只要利用那些强度远高于地球重力的引力场，比如中子星的引力场。中子星是那些在耗尽自身的燃料之后，由于受自身质量的影响而收缩到只相当于原来体积很小一部分的天体，但它们的总体质量仍维持在一个很高的水平；其中一些中子星仅比地球上的一座城市大一点儿，但其质量却超过了太阳。它们自身强大的重力使其原子变成了一堆中子，这种重力作用会产生比地球重力影响要明显得多的时间扭曲：中子星上的7年相当于地球上的10年，因此，只要让我们的飞船到达这样一颗中子星上（比如位于巨蟹星云中的那一颗），就会在未来的时光中迈出一大步。但问题是我们如何能造出一艘能抵抗中子星附近极其恶劣条件的飞船来。在这种情况下，我们同样也无法从未来时光中返航。

戴维斯认为，相对论允许在过去的时光中旅行。因为对于广义相对论来说，时空可以被弯曲到与其自身联接的地步，因此可以在时间和空间中创造封闭曲线。并且，第一个勾划出封闭时间曲线的人就是爱因斯坦的朋友、奥地利数学家库尔特·戈德尔。1948年，戈德尔提出了爱因斯坦引力场方程的一个描述旋转宇宙的解。在这个宇宙中，一名宇航员可以在太空中旅行来实现回到过去的目的。这是引力影响了光的结果。宇宙的旋转导致光（因而也包括事物之间的因果联系）被拽住并环绕在它的内部，这使得一个处于封闭环内的实物可以在空间的闭环中移动，同时也在时间的闭环中旅行，而任何时候都不会相对邻近的粒子超光速。戈德尔的解释被当作数学上证明了在时间中逆行并不违背相对论。的确，他在计算相对论中关于引力场的方程式时，发现在空间中可以找到一条通向旋转着的宇宙的螺旋体轨道。

这就是说，爱因斯坦的相对论允许时空旅行发生在特定的时空结构里，如一个旋转的宇宙，一个旋转的柱体，以及非常著名的虫洞——一条贯穿空间和时间的隧道。只要能够建造一个稳定的虫洞，就可以跨越时间和空间。但在霍金的《时间简史》里，解释虫洞是连接宇宙遥远区域间的时空细管，它可以把平行的宇宙或者婴儿宇宙连接起来，并提供时间旅行的可能性。而黑洞是时空的一个区域，那里引力是如此之强，以至于任何东西，甚至光都不能从该处逃逸出来。因此，在戴维斯的计划里，建造一个虫洞要分3步：第一步，寻找或建立一个虫洞，开辟一个隧道用来连接太空中两个不同的区域。第二步，使虫洞稳定下来。由量子产生的负能量，虫洞便允许信号和物体安全地穿越它。负能量会抵制虫洞变为密度无穷大或接近无穷大。换句话说，它阻止了虫洞演变成黑洞。第三步是牵引虫洞。一艘具有高度先进技术的太空船将虫洞的入口互相分离开。如果两个端口都放置在空间中合适的地方，那么时间差将保持恒定状态。假设这一差值是10年，一名宇航员从一个方向穿越虫洞，他将跳到10年后的未来，反之，宇航员若是从另一方向穿越虫洞，他将跳到10年前的过去。

假如技术上的诸多难题都被克服了，时间机器的生产将会打开充满悖论的潘多拉盒子。但对于此，戴维斯说：“我本人不打算把我描述的时间旅行和其它控制自然的行为区分开来。所有的技术都在以某种方式干预自然。在一些科幻小说里，有人通过回到过去而改变了现状。这种事出现在小说里当然无伤大雅，但如果发生在现实中会带来严重的伦理问题。谁给你回到过去改变历史的权利？”

二、人就是一种时间机器

人类本来是想要自由地到未来或过去中去，所以才想到时间机器的，想到物理学界称之的超光速粒子；现在美国和中国一些人正进行着寻找超光速的研究。但是，这种奇妙的粒子的能量的平方是负数，用数学表述的话，能量（或质量）是虚数，的确是个难以理解的值。如果把超光速粒子设想为摩尔斯电码，明天的信息就可以在今天获得，这在电脑的赛博空间里并非奇妙的结果。遗憾的是，人类发现虚数以来，分不清它是在点内还是在点外，从而也认识不到光速是自然内禀的，而把光速混同于声速一样。李国材教授即如此。现为美国加利福尼亚大学教授的卢嘉，是卢鹤绂院士的孙女。她说卢鹤绂院士1995年发表的《对马赫原理的一个直接检验》论文，不是在否定爱因斯坦相对论的基础上提出来的，而是在肯定爱因斯坦相对论的基础上提出了新的问题。即：爱因斯坦相对论在地球邻近的地区是可以适用的，扩展到宇宙是无法适用的。卢鹤绂的儿子卢永强也认为父亲的论文，“是根据由光子的惯性运动引起的横向多普勒效应，对照美国物理学家Ives和Stilwell的实验数据，经过周密的计算，得出二个重要的结论：(1)横向多普勒效应在宇宙空间是各向异性的。(2)光子的惯性属性是由整个宇宙结构所决定，是符合马赫原理的。而以一种直接的方法检验了马赫原理的正确性。这种检验是对爱因斯坦理论的一个严肃的挑战。”

马赫原理对爱因斯坦相对论的建立是产生过重要的影响，然而，相对论却超越了马赫原理，因为马赫原理的整体决定性在广义相对论中只保留整体的局部性，即广义相对论是一种转座子学说，是一种球面或平面拓扑的局部论，不是整性的环面拓扑学说，所以卢嘉说爱因斯坦相对论在地球邻近的地区是可以适用的，扩展到宇宙是无法适用的，却只说对了一半。因为一半是留给狭义相对论，即正是光子的惯性属性是由整个宇宙结构所决定。所以马赫原理的整体决定性才是光速的内禀属性，即光速实际上是一个无法逾越的极限，而与其它物质属性无关，它是马赫原理的整体决定性的充分表现。光线因宇宙的整体决定性导致光环绕在它的内部，使其处于空间的闭环中移动就是证明。其次，相对论扩展到信息空间也是无法适用的。由此看来，超光速是计算出来的，一些问题的提法，如现实中超光速粒子究竟是否存在？能否使远去的超光速粒子“向后转”折返？如果能，折返回来的结果会不会产生什么特别现象等研究，说明人类的数学还停留在分不清虚数是在点内还是在点外的困境。

解铃还需系铃人。时间机器、时间旅行既然是科幻小说家们编造出来的，那么他们中的著名科幻小说家吉布森也给出了赛博空间的答案。赛博空间最直接的联系是电脑，是一种虚拟生存；也是一种点内几何空间现象。“三旋理论”在研究物质存在有向自己内部作运动的空间属性时，发现点内几何空间和点外几何空间有虚与实、正与负对应的自然属性，从而提出几千年来的虚数应用之谜，就在赛博空间。这类似虚实生死界、正负阴阳界。把信息论与相对论结合，称为观控相对论,实际是信息相对论，因为观控的物质条件实际也要信息反馈。观控相对界实际也是信息相对界，它是以爱因斯坦相对论中的光速有极限，作为信息与物质相对划分的界面。从观控相对界看，物质和信息的本质是什么？物质是相对信息而言，类似复数偏重实数的一种现象；信息是相对物质而言，类似复数偏重虚数的一种现象。映射数学的唯象公式是：物质+信息=实数+虚数。这里，物质进入点内，类似信息进入大脑，即物质和信息常常是结合在一起的，把大脑比作一个点，人们认识物质常常要通过大脑的意识起作用，信息即是进入点内的代表。这里，构成了有虚实生死界、正负阴阳界的循环圈。因此三旋理论认为，虚数联系点内空间。想象一束短暂的光线从眼睛进入大脑，这种循环圈唯一的要求，就是虚拟的光线都是从虚实观控界的类似点孔的通道变成虚数类的。弦理论认为物质可分的极限为普朗克长度，即约为10的-33次方厘米，那么观控界膜的类似离子通道的最小切面极限也为普朗克表面积。由于不管虚实或正负的物质要转化为信息，都要从观控界膜的类似离子通道进入或录入，物质进入或录入的流速V可以从零増大，最大极限为光速C。物质进入观控界膜的类似离子通道转化为信息，原来的流速都变为零，因此信息守恒，而且信息可以克隆。信息克隆也可有慢有快，而且可以信息增殖。如描述宋代的岳飞打三国的张飞等类似信息，作真的看，信息计算可以有超光速;作假的看，可以算戏说、文学和艺术。即信息可以光速传播，信息可以光速为零储存，信息可以超光速增殖。这里，物质进入点内，也类似指令进入电脑，存在着超光速信息，也存在着时间旅行，因此说，电脑就是一种时间机器，而且人也是一种时间机器，这也不违反爱因斯坦的相对论。

既然过去、现在和未来紧密联系，过去能影响现在，那么现在影响过去在逻辑上是否也说得通呢？现实自然，是否人想干什么就能干什么？对此，戴维斯给出的解决方案是“多宇宙”理论——世界不是只有一个，而是有许多平行的世界。你回到过去，但那不是你自己的世界，而是和你的历史相似的世界。这样，即便你打死了自己的母亲，她在那个世界也的确死了，但当你回到未来时，她依然活得好好的。这种想法近乎疯狂，但除了戴维斯外还有许多著名物理学家相信有平行世界的存在。在《时间简史》里，霍金这样说：解决时间旅行的其他可能的方法是选择历史假想。其思想是，当时间旅行者回到过去，他就进入和历史记载不同的另外的一个历史中去。这样，他们可以自由地行动，不受和原先的历史相一致的约束。如果这样，回到过去和做一场梦没有什么区别？因为按“三旋理论”，人就是一种时间机器，人做一场梦存在着超光速现象，存在着时间旅行，也是爱因斯坦的相对论允许的。这里，即使时间旅行也不自相矛盾和不可思议。仔细想我们做过的梦境，人可以回到过去见一见自己的老爷爷、老奶奶，也可以到未来看一看自己的重孙子、重孙女;而关于时空的基本定义并不要改写，物理学的根基也不会动摇，只是改变虚数是在点内就行了。

其次，关于现实自然中，时间机器总是存在着因果律（先有原因然后才有结果）的问题，比如，假定时间旅行者回到过去，杀死了当时还是个女孩的亲生母亲，可这样一来，他却无法出生也就无法完成这个谋杀了。这些矛盾让因果关系概念陷入困境，建立在因果逻辑关系上的科学也同样难以立足。这类明显不可能的佯谬因果环节，现在如果人定义是一种时间机器，便是自洽的而不再自相矛盾了。而时间旅行异乎寻常的推论，曾经致使一些科学家彻底拒绝这一想法。但霍金曾提出一个“时序保护猜想”，由于相对论容许因果环存在，时序保护猜想只需要引入某一其他因素进行调解，就可以防止旅行到过去发生因果律破坏的情况发生。这类时间机器的量子过程的存在，将允许粒子循环进入解决这项难题。关于这一点，类似梦境，如果有把幼年的自己或自己的祖先杀死的话，即在那里，同为自己的大人与孩子擦肩而过时自己用哪一方的眼睛看对方呢？道理上讲哪一方的眼睛都是自己的，为研究逻辑体系而设想如果大人一方将小孩杀死的话，结局是自己把刀刺进了自己的身上，这或许也叫是自杀，可是把刀刺出去的大人在那一瞬间会如何呢？因为发生了自己在童年时代被杀害的事实，所以他忽地会惊醒。恶梦就消失了，而现在的自己也不会怎么样。这就是虚数世界，梦境旅行者一方的自己，或许立刻会惊醒而中断恶梦，或许会意识到那就是梦境幼时的我，幼时的自己一方也许不会想到长大的我又回来了。因此做梦即使不会想到多少年后的自己会出现在那里，但是虚拟世界两位自己同时登场，进行思考的自己的肉体同时分成了两个，灵魂必然附着在双方身上也是能存立的。所以说人是一种时间机器，穿越时间是人类的一种存在方式；这是人类自我理解、自我确立的前提；而正是这种人类自我理解与自我确立的活动，构成了人类生活与个体存在的基础和手段。虚拟世界实数+虚数的灵魂同时附在两位的身体上控制言行，奇怪的事态能发生。这里，要问所谓你的生前或生后做什么，虚实观控相对界循环圈的三旋数学能解答；要问所谓宇宙大爆炸之前或宇宙膨胀极限之后是什么，虚实观控相对界循环圈的三旋数学也能解答。

三、时间起源与三旋理论

“虫洞”和时间隧道是第五维空间。三旋理论研究的类圈体也有第五维,类圈体就类似一种“虫洞”和时间隧道；根据排列组合和不相容原理，三旋构成三代62种自旋状态。其次，设想在类圈体的质心作一个直角三角座标，一般把x、y、z轴看成三维空间的三个量。现观察类圈体绕这三条轴作自旋和平动，6个自由度仅包括类圈体的体旋、面旋和平动，没有包括线旋。即线旋是独立于x、y、z之外，由类圈体中心圈线构成的座标决定。如果把此圈线看成一个维叫圈维，那么加上原来的三维就是四维。再加上时间维，即为五维时空。反之，把三旋作为一种座标系，直角三角座标仅是三旋座标圈维为零的特例。正是在一系列的关节点上，类圈体三旋为简单性与复杂性的“虫洞”和时间隧道缔合提供了更为直观的图象，而且获得了这样一个观念：像三维空间一样，时间也是一个可变的维数。那么时间如何起源的呢？这也离不开玻尔的互补原理和海森堡的不确定性原理，时间就起源于互补原理和不确定性原理推论无和有的延伸与卷缩之中。证明如下：

三旋理论是研究时空维数卷缩的理论。如果万事开头只是无(W)或有(Y),那就成了确定性。互补原理和不确定性原理需要无(W)延伸出有(Y)，或有(Y)延伸出无(W)。假设W和Y已转换为两种物质，那么运动、自旋和时间都起源于W和Y两种物质的界面效应。因为时间总是和运动相连的。设一条光滑的斜路面为W，设Y为路面上滚动着的轮子，运动就起源于W和Y两种物质的界面效应。现在将路面W不断卷缩，直到路面W卷缩为零，轮子运动仍在进行，那么自旋就起源了。有了自旋和运动，时间也起源了。

卢鹤绂院士认为，爱因斯坦的广义相对论扩展到宇宙是无法适用的。霍金认为，这也只是指空间的破裂。

空间的破裂实际是指环面；而环面是与球面不同伦的。但环面却能包容平行线，克利福德平行线就是以扭转的形式组装在环面上的。当代一些天文学家在宇宙空间，测得两条光线是平行线，就认为宇宙空间是平面型的。

这种证明不严密。同样，一些天文学家测得某星体在宇宙中的轨道周期，得出一个较长光程，后来又发现一个更短的光程，就认为发现了超光速，但他们是用球面或平面空间轨道计算光程，因此，这种证明也不严密。爱因斯坦的相对论允许有索恩标准和戴维斯标准的时间旅行，著名的“双生子佯谬”描述的就是这个效应；最新的理论当中的‘虫洞’说，它可以在光到达之前将两个非常遥远的点联接起来，描述的也是这个效应，但它们都不是超光速。但是人们能随心所欲地制造虫洞吗？在由美国天文物理学家卡尔·萨根于上世纪80年代创作的小说《接触未来》中，一组科学们收到了一个来自外星人更先进文明的无线电信息，这个信息包含的内容指导人类制造一台机器，它可在地球与相距26光年的天琴座α星之间建立一个虫洞。这部小说后来被改编为同名电影，在电影中，女主人公登上了一艘飞船，它被一个类似巨型离心机的涡轮吞没，然后飞船飞速穿过一条隧道，在几分钟内就来到了天琴座α星所处的银河系中心。在小说中，萨根并没有进一步描述制造那样一条时光隧道的细节，为此他请教自己的朋友、加州理工学院的理论物理学家基普·索恩，自己在小说中关于利用虫洞作为穿越时空捷径的幻想是否有理论依据。在萨根科学幻想的激励之下，索恩及其合作者们开始研究这种可联接两个遥远时空区域的虫洞的细节。最后他们成功地创建了虫洞的理论模型，这些虫洞保持开放的时间，足以让“时光飞船”穿越它们而又不会让其内部巨大的重力将飞船摧毁。而且，在上世纪70年代，用爱因斯坦的理论推导出的黑洞那样特殊的时间领域，人们进行了各种各样的研究，其结果是，相当多的物理学家认为，存在着两个或更多的宇宙。被吸入宇宙黑洞中的东西将通过虫洞飞进另一个宇宙中去。当然，在黑洞那样的极度超重的地方，人实际上将粉身碎骨。但我们先把这样的情况搁在一边（假定人可以活着通过黑洞），从旅行的角度来看，走进另一个宇宙的人是走回到了过去，还是经历了未来？我们无法进行比较。根据狭义相对论的结论，以高速作‘相对’运动的双方，自己一方经过了十年而对方却可能只经过了五年。这一点已经通过观测一种叫μ粒子的基本粒子的实验证实。也就是说，我和你可能不再共有同一个时间。比方说，大双在地球上，而小双乘火箭出发了，出发时两人年龄都是20岁。小双在广阔的宇宙中周游一圈后回到了大双的住处，会出现什么情况？大双已经30岁了，小双却只有25岁。这样的故事有时会受到质问，两人的关系难道不是‘相对’的吗？将小双乘坐的火箭看作是静止不动的，大双与地球或者整个太阳系以及整个银河系一起统统沿着相反方向转一圈然后回到小双所在之处，这样考虑不也一样吗？所谓相对不就是这个意思吗？那么，为什么说，只有小双会变年轻呢？但是，我们所说的‘相对’双方仅限于各方均以不变的速度运动的情形。如果速度发生了变化（称之为加速，再如匀速圆周运动），双方就不再是‘相对’的了，这时必须考虑广义相对论的效应。因为一项可怕的难题是最初创生的虫洞将会阻碍虫洞型时间机器的制造。也许空间由这么一类结构自然地串连成一体——宇宙大爆炸的遗留物。或许，虫洞是在极小尺度上（所谓的普朗克长度）天然生成的。原则上，这样一个微小的虫洞可由脉冲能量来稳定，然后再以某种方式膨胀到可以利用的尺寸。如果是这样的话，一个超级文明大概能使用一个虫洞。其次，“时光隧道旅行”必须具备两大条件，即“虫洞”和“负面能源”。宇宙间不同的时间和空间通过“虫洞”可以互通。“负面能源”可以抗拒地心引力，用来打开“虫洞”，稳定“时光隧道”。据说有人计算，进入“虫洞”需要的“负面能源”可以很小一点点。这是可以理解的，人就是一种时间机器，人的濒死实验，其中常有时间旅行的报告。这里的虚实生死界、正负阴阳界，正是进入“虫洞”的关口，“负面能源”如病毒，很小一点点就可以送你进“虫洞”，进入阴阳界。

参考文献

1、王德奎，三旋理论初探，四川科学技术出版社，2002年5月；

时间机器范文篇5

关键词：时间机器、索恩标准、戴维斯标准、环量子理论

一、索恩标准和戴维斯标准

人类乐于梦想，也盼望知晓过去和未来。时间旅行似乎是个最为简便的方法。自从英国作家威尔斯于1895年撰写了他的著名小说《时间机器》以来，时间旅行便成为一个流行的科幻小说主题。但建造一台把人运送到过去或是未来的机器是可能的吗？时间机器的幻想故事能成为现实吗？

在爱因斯坦的狭义相对论中，时间不被认为是绝对的和普遍的。爱因斯坦认为：测量两个事件的时间间隔取决于观察者如何运动；因为运动状态不同的两名观察者，对于同样的两个事件将会体验到不同的持续时间。但美国物理学家福特和罗曼认为，爱因斯坦的相对论并没有严格排除快于光速的旅行或“时光隧道”旅行。如果这是一项严肃的研究，那么笔者认为，这也只能是点内的虚数世界。因为如果说点外世界上存在比光还快的粒子，说时间可以倒转的话，那么这样的一个统一理论影响将极为严重。在这一点上，戈德尔、霍金、索恩和戴维斯等研究时间机器的科学家，头脑是清醒的。

美国物理学家基普·索恩是相对论的权威。1988年，索恩等三人在美国物理学界最具权威的《物理评论》杂志的快报版《物理评论通讯》上，发表了关于可能实现过去旅行在原理上是可能的观点。其要点是：虽然按照以往的相对论，移动到过去是不可能的，但借助于“虫洞”能使这种行动成为可能；因为在此隧道里进入的时刻与出去的时刻完全相同。他认为在宇宙中存在着的“虫洞”，虽然还不知道它实际上是什么东西，但有人认为它类似从一头进入就会从另一头穿出；当然，这虽说是隧道，如象从黑洞进去从白洞脱出的隧道，但它里面的时间和空间都是极度扭曲的。索恩把隧道的两个口（一方为入口A，另一方就是出口B）作为A和B；这是因量子论观点产生的极其微小的洞口，随着巨大的能量的注入会不断被扩大。洞口附近乃至其中心部，没有任何障碍通行的点（数学上称其为奇点）。假定某人住在B处并使A处开始振动，由于振动是最简单的加速运动，所以A的时间慢于B的时间，渐渐地越差越多。如当B处已是1998年时，A处也许刚到1993年，这时如果有人尽可能快地从外面由B处到A处，他所处的世界转眼就变成了1993年。但是，现在还不能马上说他走进了过去的世界，因为A与B毕竟不是同一个地点（世界），不像拨个电话马上就能通这样的关系，我们必须把B和A看作是不同的世界。根据索恩的理论，来到1993年A处的此人，跳进虫洞A从虫洞B跳出，通过虫洞不需要时间，因此跳进的瞬间也是跳出的瞬间。这样，从洞里出来的他周围与A一样为1993年，地点为出发点B。B正是他的故乡，离开故乡时是1998年，再次出现在故乡时却是1993年，因此他实现了回到过去的旅行。这类似如象唱戏或演电影一样，演员可以克隆古代人和事，舞台和剧本就是时间隧道。

索恩说，如果不再使用虫洞A或B之类的提法，而一开始就把静止的B看作地球，把A看作火箭。某人曾在地球上，他发射了无人火箭，火箭可以通过遥控——或者干脆在一开始就把它的舵设计为——加速飞行后再回到地球。假定走时是1988年，回来时地球上是1998年，火箭中是1993年。但是，接下来就不一样了。地球上的人登上归来的火箭，里面是1993年的世界，植物及动物等从出发以来只过了五年，这是多次说过的相对论的结论。如果此人再打开门走下火箭的话，外面仍是1998年的地球，既不有趣也不新鲜。因此，索恩构想了一个模型，按照此模型，火箭与地球（或宇宙的其他地方也无妨）之间不是靠门，而是靠蛀洞连通的。也就是假定火箭内部实际上连着虫洞的一个口而另一个口连着地球（想回到过去的人所静止的地方）。于是，（打开门）进入1993年的火箭的此人，这次不是再打开火箭的门而是通过虫洞出现在地球上。通过虫洞的过程不消耗时间，其出口与入口一样是1993年，结果此人从1998年的地球出发登上火箭、穿过虫洞出现在了1993年的地球上。读者在此也许要问：洞的一头是1993年，另一头是1998年，于是从火箭的1993年一头进入，从另一头出来的话是1993年……这是索恩的结论。那么假如从1998年的地球一头进入，而从火箭里出来的话，那里是什么时刻？是1993年，还是1998年？索恩的答案是：如果从1998年的地球一头进入虫洞的话，将来到1998年的火箭里。出入洞的时刻总是相同的。即使洞的一头被加速，使得出口与入口的时间不一致，入洞时刻就是出洞时刻……这就是虫洞的奇妙之处。这里的所说的时刻应该是指在火箭加速以前相对静止时所测量的时间。

这里，索恩并没有讨论物理学界称之的超光速粒子，这就是索恩标准。同样，这也就是戴维斯标准。

保罗·戴维斯是澳大利亚享誉世界的理论物理学家,他的科学研究包括黑洞、量子场论、宇宙起源、意识的本质和生命起源等诸多涉及人类和宇宙本源的问题。对于时间机器的制造仍然停留在小说家或电影特技师的手中,他决定尝试制造时间机器，哪怕只是“理论上的制造”。于是他要弄清楚的问题是，你想回到过去还是飞到未来。在戴维斯看来，在时间中到未来旅行是很容易的，如果你接近于光速运动或者身处强大的引力场中，会感到时间流逝得比其他人更缓慢——你进入了他们的未来。飞向未来的旅行又叫“有限时间旅行”。戴维斯在《怎样制造时间机器》的开头非常肯定的提出，“有限时间旅行”是可行的，但回到任何时代的“无限时间旅行”只是“有可能可行”。戴维斯说:“相对论为我们提供了在未来时光中旅行的两种方法。一个直接结果是,以高速进行运动，如果我们有一艘速度达到光速99.99999％的飞船，就可以在6个月内进入公元3000年。”这种旅行是相对论的结果，它与著名的“双生子佯谬”有关。按照这些理论，人们能够以非常接近光速的速度旅行，在这方面没有任何禁区，只是一个成本问题。为了把一个10吨重的负载加速到光速的99.9％，需要使用100亿亿焦耳，这相当于全人类几个月的能源生产总量。进一步接近每秒30万公里速度的成本当然会更高。戴维斯认为，在太空中有取之不尽用之不竭的能源，只要我们去开发它们。但对太空进行必要的技术研究和开发，要做决定，这又实际上成了一个政治问题；另外，以高速系统进行的时间旅行或许只能进入未来却没有办法回来的问题。这是因为时间旅行并不取决于运动的方向，而只取决于它的速度。此外，相对论提供的另一个时间旅行的方法，是爱因斯坦1908年以广义相对论提出来的，这个理论将狭义相对论进行扩展，其中包含了重力对时光产生的多种效应。这种效应在于重力会使时间放慢，而我们也可以验证这一点，比如地球的重力每300年可以让钟表慢1微秒。1976年，物理学家罗伯特·维索特和马丁·列文向太空中发射了一枚载有时钟的火箭，他们观察到这个时钟与放置在地球上同样的时钟相比，多获得了1/10微秒。为了在未来的时光中旅行，只要利用那些强度远高于地球重力的引力场，比如中子星的引力场。中子星是那些在耗尽自身的燃料之后，由于受自身质量的影响而收缩到只相当于原来体积很小一部分的天体，但它们的总体质量仍维持在一个很高的水平；其中一些中子星仅比地球上的一座城市大一点儿，但其质量却超过了太阳。它们自身强大的重力使其原子变成了一堆中子，这种重力作用会产生比地球重力影响要明显得多的时间扭曲：中子星上的7年相当于地球上的10年，因此，只要让我们的飞船到达这样一颗中子星上（比如位于巨蟹星云中的那一颗），就会在未来的时光中迈出一大步。但问题是我们如何能造出一艘能抵抗中子星附近极其恶劣条件的飞船来。在这种情况下，我们同样也无法从未来时光中返航。

戴维斯认为，相对论允许在过去的时光中旅行。因为对于广义相对论来说，时空可以被弯曲到与其自身联接的地步，因此可以在时间和空间中创造封闭曲线。并且，第一个勾划出封闭时间曲线的人就是爱因斯坦的朋友、奥地利数学家库尔特·戈德尔。1948年，戈德尔提出了爱因斯坦引力场方程的一个描述旋转宇宙的解。在这个宇宙中，一名宇航员可以在太空中旅行来实现回到过去的目的。这是引力影响了光的结果。宇宙的旋转导致光（因而也包括事物之间的因果联系）被拽住并环绕在它的内部，这使得一个处于封闭环内的实物可以在空间的闭环中移动，同时也在时间的闭环中旅行，而任何时候都不会相对邻近的粒子超光速。戈德尔的解释被当作数学上证明了在时间中逆行并不违背相对论。的确，他在计算相对论中关于引力场的方程式时，发现在空间中可以找到一条通向旋转着的宇宙的螺旋体轨道。

这就是说，爱因斯坦的相对论允许时空旅行发生在特定的时空结构里，如一个旋转的宇宙，一个旋转的柱体，以及非常著名的虫洞——一条贯穿空间和时间的隧道。只要能够建造一个稳定的虫洞，就可以跨越时间和空间。但在霍金的《时间简史》里，解释虫洞是连接宇宙遥远区域间的时空细管，它可以把平行的宇宙或者婴儿宇宙连接起来，并提供时间旅行的可能性。而黑洞是时空的一个区域，那里引力是如此之强，以至于任何东西，甚至光都不能从该处逃逸出来。因此，在戴维斯的计划里，建造一个虫洞要分3步：第一步，寻找或建立一个虫洞，开辟一个隧道用来连接太空中两个不同的区域。第二步，使虫洞稳定下来。由量子产生的负能量，虫洞便允许信号和物体安全地穿越它。负能量会抵制虫洞变为密度无穷大或接近无穷大。换句话说，它阻止了虫洞演变成黑洞。第三步是牵引虫洞。一艘具有高度先进技术的太空船将虫洞的入口互相分离开。如果两个端口都放置在空间中合适的地方，那么时间差将保持恒定状态。假设这一差值是10年，一名宇航员从一个方向穿越虫洞，他将跳到10年后的未来，反之，宇航员若是从另一方向穿越虫洞，他将跳到10年前的过去。

假如技术上的诸多难题都被克服了，时间机器的生产将会打开充满悖论的潘多拉盒子。但对于此，戴维斯说：“我本人不打算把我描述的时间旅行和其它控制自然的行为区分开来。所有的技术都在以某种方式干预自然。在一些科幻小说里，有人通过回到过去而改变了现状。这种事出现在小说里当然无伤大雅，但如果发生在现实中会带来严重的伦理问题。谁给你回到过去改变历史的权利？”

二、人就是一种时间机器

人类本来是想要自由地到未来或过去中去，所以才想到时间机器的，想到物理学界称之的超光速粒子；现在美国和中国一些人正进行着寻找超光速的研究。但是，这种奇妙的粒子的能量的平方是负数，用数学表述的话，能量（或质量）是虚数，的确是个难以理解的值。如果把超光速粒子设想为摩尔斯电码，明天的信息就可以在今天获得，这在电脑的赛博空间里并非奇妙的结果。遗憾的是，人类发现虚数以来，分不清它是在点内还是在点外，从而也认识不到光速是自然内禀的，而把光速混同于声速一样。李国材教授即如此。现为美国加利福尼亚大学教授的卢嘉，是卢鹤绂院士的孙女。她说卢鹤绂院士1995年发表的《对马赫原理的一个直接检验》论文，不是在否定爱因斯坦相对论的基础上提出来的，而是在肯定爱因斯坦相对论的基础上提出了新的问题。即：爱因斯坦相对论在地球邻近的地区是可以适用的，扩展到宇宙是无法适用的。卢鹤绂的儿子卢永强也认为父亲的论文，“是根据由光子的惯性运动引起的横向多普勒效应，对照美国物理学家Ives和Stilwell的实验数据，经过周密的计算，得出二个重要的结论：(1)横向多普勒效应在宇宙空间是各向异性的。(2)光子的惯性属性是由整个宇宙结构所决定，是符合马赫原理的。而以一种直接的方法检验了马赫原理的正确性。这种检验是对爱因斯坦理论的一个严肃的挑战。”

马赫原理对爱因斯坦相对论的建立是产生过重要的影响，然而，相对论却超越了马赫原理，因为马赫原理的整体决定性在广义相对论中只保留整体的局部性，即广义相对论是一种转座子学说，是一种球面或平面拓扑的局部论，不是整性的环面拓扑学说，所以卢嘉说爱因斯坦相对论在地球邻近的地区是可以适用的，扩展到宇宙是无法适用的，却只说对了一半。因为一半是留给狭义相对论，即正是光子的惯性属性是由整个宇宙结构所决定。所以马赫原理的整体决定性才是光速的内禀属性，即光速实际上是一个无法逾越的极限，而与其它物质属性无关，它是马赫原理的整体决定性的充分表现。光线因宇宙的整体决定性导致光环绕在它的内部，使其处于空间的闭环中移动就是证明。其次，相对论扩展到信息空间也是无法适用的。由此看来，超光速是计算出来的，一些问题的提法，如现实中超光速粒子究竟是否存在？能否使远去的超光速粒子“向后转”折返？如果能，折返回来的结果会不会产生什么特别现象等研究，说明人类的数学还停留在分不清虚数是在点内还是在点外的困境。

解铃还需系铃人。时间机器、时间旅行既然是科幻小说家们编造出来的，那么他们中的著名科幻小说家吉布森也给出了赛博空间的答案。赛博空间最直接的联系是电脑，是一种虚拟生存；也是一种点内几何空间现象。“三旋理论”在研究物质存在有向自己内部作运动的空间属性时，发现点内几何空间和点外几何空间有虚与实、正与负对应的自然属性，从而提出几千年来的虚数应用之谜，就在赛博空间。这类似虚实生死界、正负阴阳界。把信息论与相对论结合，称为观控相对论,实际是信息相对论，因为观控的物质条件实际也要信息反馈。观控相对界实际也是信息相对界，它是以爱因斯坦相对论中的光速有极限，作为信息与物质相对划分的界面。从观控相对界看，物质和信息的本质是什么？物质是相对信息而言，类似复数偏重实数的一种现象；信息是相对物质而言，类似复数偏重虚数的一种现象。映射数学的唯象公式是：物质+信息=实数+虚数。这里，物质进入点内，类似信息进入大脑，即物质和信息常常是结合在一起的，把大脑比作一个点，人们认识物质常常要通过大脑的意识起作用，信息即是进入点内的代表。这里，构成了有虚实生死界、正负阴阳界的循环圈。因此三旋理论认为，虚数联系点内空间。想象一束短暂的光线从眼睛进入大脑，这种循环圈唯一的要求，就是虚拟的光线都是从虚实观控界的类似点孔的通道变成虚数类的。弦理论认为物质可分的极限为普朗克长度，即约为10的-33次方厘米，那么观控界膜的类似离子通道的最小切面极限也为普朗克表面积。由于不管虚实或正负的物质要转化为信息，都要从观控界膜的类似离子通道进入或录入，物质进入或录入的流速V可以从零増大，最大极限为光速C。物质进入观控界膜的类似离子通道转化为信息，原来的流速都变为零，因此信息守恒，而且信息可以克隆。信息克隆也可有慢有快，而且可以信息增殖。如描述宋代的岳飞打三国的张飞等类似信息，作真的看，信息计算可以有超光速;作假的看，可以算戏说、文学和艺术。即信息可以光速传播，信息可以光速为零储存，信息可以超光速增殖。这里，物质进入点内，也类似指令进入电脑，存在着超光速信息，也存在着时间旅行，因此说，电脑就是一种时间机器，而且人也是一种时间机器，这也不违反爱因斯坦的相对论。

既然过去、现在和未来紧密联系，过去能影响现在，那么现在影响过去在逻辑上是否也说得通呢？现实自然，是否人想干什么就能干什么？对此，戴维斯给出的解决方案是“多宇宙”理论——世界不是只有一个，而是有许多平行的世界。你回到过去，但那不是你自己的世界，而是和你的历史相似的世界。这样，即便你打死了自己的母亲，她在那个世界也的确死了，但当你回到未来时，她依然活得好好的。这种想法近乎疯狂，但除了戴维斯外还有许多著名物理学家相信有平行世界的存在。在《时间简史》里，霍金这样说：解决时间旅行的其他可能的方法是选择历史假想。其思想是，当时间旅行者回到过去，他就进入和历史记载不同的另外的一个历史中去。这样，他们可以自由地行动，不受和原先的历史相一致的约束。如果这样，回到过去和做一场梦没有什么区别？因为按“三旋理论”，人就是一种时间机器，人做一场梦存在着超光速现象，存在着时间旅行，也是爱因斯坦的相对论允许的。这里，即使时间旅行也不自相矛盾和不可思议。仔细想我们做过的梦境，人可以回到过去见一见自己的老爷爷、老奶奶，也可以到未来看一看自己的重孙子、重孙女;而关于时空的基本定义并不要改写，物理学的根基也不会动摇，只是改变虚数是在点内就行了。

其次，关于现实自然中，时间机器总是存在着因果律（先有原因然后才有结果）的问题，比如，假定时间旅行者回到过去，杀死了当时还是个女孩的亲生母亲，可这样一来，他却无法出生也就无法完成这个谋杀了。这些矛盾让因果关系概念陷入困境，建立在因果逻辑关系上的科学也同样难以立足。这类明显不可能的佯谬因果环节，现在如果人定义是一种时间机器，便是自洽的而不再自相矛盾了。而时间旅行异乎寻常的推论，曾经致使一些科学家彻底拒绝这一想法。但霍金曾提出一个“时序保护猜想”，由于相对论容许因果环存在，时序保护猜想只需要引入某一其他因素进行调解，就可以防止旅行到过去发生因果律破坏的情况发生。这类时间机器的量子过程的存在，将允许粒子循环进入解决这项难题。关于这一点，类似梦境，如果有把幼年的自己或自己的祖先杀死的话，即在那里，同为自己的大人与孩子擦肩而过时自己用哪一方的眼睛看对方呢？道理上讲哪一方的眼睛都是自己的，为研究逻辑体系而设想如果大人一方将小孩杀死的话，结局是自己把刀刺进了自己的身上，这或许也叫是自杀，可是把刀刺出去的大人在那一瞬间会如何呢？因为发生了自己在童年时代被杀害的事实，所以他忽地会惊醒。恶梦就消失了，而现在的自己也不会怎么样。这就是虚数世界，梦境旅行者一方的自己，或许立刻会惊醒而中断恶梦，或许会意识到那就是梦境幼时的我，幼时的自己一方也许不会想到长大的我又回来了。因此做梦即使不会想到多少年后的自己会出现在那里，但是虚拟世界两位自己同时登场，进行思考的自己的肉体同时分成了两个，灵魂必然附着在双方身上也是能存立的。所以说人是一种时间机器，穿越时间是人类的一种存在方式；这是人类自我理解、自我确立的前提；而正是这种人类自我理解与自我确立的活动，构成了人类生活与个体存在的基础和手段。虚拟世界实数+虚数的灵魂同时附在两位的身体上控制言行，奇怪的事态能发生。这里，要问所谓你的生前或生后做什么，虚实观控相对界循环圈的三旋数学能解答；要问所谓宇宙大爆炸之前或宇宙膨胀极限之后是什么，虚实观控相对界循环圈的三旋数学也能解答。

三、时间起源与三旋理论

“虫洞”和时间隧道是第五维空间。三旋理论研究的类圈体也有第五维,类圈体就类似一种“虫洞”和时间隧道；根据排列组合和不相容原理，三旋构成三代62种自旋状态。其次，设想在类圈体的质心作一个直角三角座标，一般把x、y、z轴看成三维空间的三个量。现观察类圈体绕这三条轴作自旋和平动，6个自由度仅包括类圈体的体旋、面旋和平动，没有包括线旋。即线旋是独立于x、y、z之外，由类圈体中心圈线构成的座标决定。如果把此圈线看成一个维叫圈维，那么加上原来的三维就是四维。再加上时间维，即为五维时空。反之，把三旋作为一种座标系，直角三角座标仅是三旋座标圈维为零的特例。正是在一系列的关节点上，类圈体三旋为简单性与复杂性的“虫洞”和时间隧道缔合提供了更为直观的图象，而且获得了这样一个观念：像三维空间一样，时间也是一个可变的维数。那么时间如何起源的呢？这也离不开玻尔的互补原理和海森堡的不确定性原理，时间就起源于互补原理和不确定性原理推论无和有的延伸与卷缩之中。证明如下：

三旋理论是研究时空维数卷缩的理论。如果万事开头只是无(W)或有(Y),那就成了确定性。互补原理和不确定性原理需要无(W)延伸出有(Y)，或有(Y)延伸出无(W)。假设W和Y已转换为两种物质，那么运动、自旋和时间都起源于W和Y两种物质的界面效应。因为时间总是和运动相连的。设一条光滑的斜路面为W，设Y为路面上滚动着的轮子，运动就起源于W和Y两种物质的界面效应。现在将路面W不断卷缩，直到路面W卷缩为零，轮子运动仍在进行，那么自旋就起源了。有了自旋和运动，时间也起源了。

卢鹤绂院士认为，爱因斯坦的广义相对论扩展到宇宙是无法适用的。霍金认为，这也只是指空间的破裂。

空间的破裂实际是指环面；而环面是与球面不同伦的。但环面却能包容平行线，克利福德平行线就是以扭转的形式组装在环面上的。当代一些天文学家在宇宙空间，测得两条光线是平行线，就认为宇宙空间是平面型的。

这种证明不严密。同样，一些天文学家测得某星体在宇宙中的轨道周期，得出一个较长光程，后来又发现一个更短的光程，就认为发现了超光速，但他们是用球面或平面空间轨道计算光程，因此，这种证明也不严密。爱因斯坦的相对论允许有索恩标准和戴维斯标准的时间旅行，著名的“双生子佯谬”描述的就是这个效应；最新的理论当中的‘虫洞’说，它可以在光到达之前将两个非常遥远的点联接起来，描述的也是这个效应，但它们都不是超光速。但是人们能随心所欲地制造虫洞吗？在由美国天文物理学家卡尔·萨根于上世纪80年代创作的小说《接触未来》中，一组科学们收到了一个来自外星人更先进文明的无线电信息，这个信息包含的内容指导人类制造一台机器，它可在地球与相距26光年的天琴座α星之间建立一个虫洞。这部小说后来被改编为同名电影，在电影中，女主人公登上了一艘飞船，它被一个类似巨型离心机的涡轮吞没，然后飞船飞速穿过一条隧道，在几分钟内就来到了天琴座α星所处的银河系中心。在小说中，萨根并没有进一步描述制造那样一条时光隧道的细节，为此他请教自己的朋友、加州理工学院的理论物理学家基普·索恩，自己在小说中关于利用虫洞作为穿越时空捷径的幻想是否有理论依据。在萨根科学幻想的激励之下，索恩及其合作者们开始研究这种可联接两个遥远时空区域的虫洞的细节。最后他们成功地创建了虫洞的理论模型，这些虫洞保持开放的时间，足以让“时光飞船”穿越它们而又不会让其内部巨大的重力将飞船摧毁。而且，在上世纪70年代，用爱因斯坦的理论推导出的黑洞那样特殊的时间领域，人们进行了各种各样的研究，其结果是，相当多的物理学家认为，存在着两个或更多的宇宙。被吸入宇宙黑洞中的东西将通过虫洞飞进另一个宇宙中去。当然，在黑洞那样的极度超重的地方，人实际上将粉身碎骨。但我们先把这样的情况搁在一边（假定人可以活着通过黑洞），从旅行的角度来看，走进另一个宇宙的人是走回到了过去，还是经历了未来？我们无法进行比较。根据狭义相对论的结论，以高速作‘相对’运动的双方，自己一方经过了十年而对方却可能只经过了五年。这一点已经通过观测一种叫μ粒子的基本粒子的实验证实。也就是说，我和你可能不再共有同一个时间。比方说，大双在地球上，而小双乘火箭出发了，出发时两人年龄都是20岁。小双在广阔的宇宙中周游一圈后回到了大双的住处，会出现什么情况？大双已经30岁了，小双却只有25岁。这样的故事有时会受到质问，两人的关系难道不是‘相对’的吗？将小双乘坐的火箭看作是静止不动的，大双与地球或者整个太阳系以及整个银河系一起统统沿着相反方向转一圈然后回到小双所在之处，这样考虑不也一样吗？所谓相对不就是这个意思吗？那么，为什么说，只有小双会变年轻呢？但是，我们所说的‘相对’双方仅限于各方均以不变的速度运动的情形。如果速度发生了变化（称之为加速，再如匀速圆周运动），双方就不再是‘相对’的了，这时必须考虑广义相对论的效应。因为一项可怕的难题是最初创生的虫洞将会阻碍虫洞型时间机器的制造。也许空间由这么一类结构自然地串连成一体——宇宙大爆炸的遗留物。或许，虫洞是在极小尺度上（所谓的普朗克长度）天然生成的。原则上，这样一个微小的虫洞可由脉冲能量来稳定，然后再以某种方式膨胀到可以利用的尺寸。如果是这样的话，一个超级文明大概能使用一个虫洞。其次，“时光隧道旅行”必须具备两大条件，即“虫洞”和“负面能源”。宇宙间不同的时间和空间通过“虫洞”可以互通。“负面能源”可以抗拒地心引力，用来打开“虫洞”，稳定“时光隧道”。据说有人计算，进入“虫洞”需要的“负面能源”可以很小一点点。这是可以理解的，人就是一种时间机器，人的濒死实验，其中常有时间旅行的报告。这里的虚实生死界、正负阴阳界，正是进入“虫洞”的关口，“负面能源”如病毒，很小一点点就可以送你进“虫洞”，进入阴阳界。

参考文献

1、王德奎，三旋理论初探，四川科学技术出版社，2002年5月；

时间机器范文篇6

关键词：时间机器、索恩标准、戴维斯标准、环量子理论

一、索恩标准和戴维斯标准

人类乐于梦想，也盼望知晓过去和未来。时间旅行似乎是个最为简便的方法。自从英国作家威尔斯于1895年撰写了他的著名小说《时间机器》以来，时间旅行便成为一个流行的科幻小说主题。但建造一台把人运送到过去或是未来的机器是可能的吗？时间机器的幻想故事能成为现实吗？

在爱因斯坦的狭义相对论中，时间不被认为是绝对的和普遍的。爱因斯坦认为：测量两个事件的时间间隔取决于观察者如何运动；因为运动状态不同的两名观察者，对于同样的两个事件将会体验到不同的持续时间。但美国物理学家福特和罗曼认为，爱因斯坦的相对论并没有严格排除快于光速的旅行或“时光隧道”旅行。如果这是一项严肃的研究，那么笔者认为，这也只能是点内的虚数世界。因为如果说点外世界上存在比光还快的粒子，说时间可以倒转的话，那么这样的一个统一理论影响将极为严重。在这一点上，戈德尔、霍金、索恩和戴维斯等研究时间机器的科学家，头脑是清醒的。

美国物理学家基普·索恩是相对论的权威。1988年，索恩等三人在美国物理学界最具权威的《物理评论》杂志的快报版《物理评论通讯》上，发表了关于可能实现过去旅行在原理上是可能的观点。其要点是：虽然按照以往的相对论，移动到过去是不可能的，但借助于“虫洞”能使这种行动成为可能；因为在此隧道里进入的时刻与出去的时刻完全相同。他认为在宇宙中存在着的“虫洞”，虽然还不知道它实际上是什么东西，但有人认为它类似从一头进入就会从另一头穿出；当然，这虽说是隧道，如象从黑洞进去从白洞脱出的隧道，但它里面的时间和空间都是极度扭曲的。索恩把隧道的两个口（一方为入口A，另一方就是出口B）作为A和B；这是因量子论观点产生的极其微小的洞口，随着巨大的能量的注入会不断被扩大。洞口附近乃至其中心部，没有任何障碍通行的点（数学上称其为奇点）。假定某人住在B处并使A处开始振动，由于振动是最简单的加速运动，所以A的时间慢于B的时间，渐渐地越差越多。如当B处已是1998年时，A处也许刚到1993年，这时如果有人尽可能快地从外面由B处到A处，他所处的世界转眼就变成了1993年。但是，现在还不能马上说他走进了过去的世界，因为A与B毕竟不是同一个地点（世界），不像拨个电话马上就能通这样的关系，我们必须把B和A看作是不同的世界。根据索恩的理论，来到1993年A处的此人，跳进虫洞A从虫洞B跳出，通过虫洞不需要时间，因此跳进的瞬间也是跳出的瞬间。这样，从洞里出来的他周围与A一样为1993年，地点为出发点B。B正是他的故乡，离开故乡时是1998年，再次出现在故乡时却是1993年，因此他实现了回到过去的旅行。这类似如象唱戏或演电影一样，演员可以克隆古代人和事，舞台和剧本就是时间隧道。

索恩说，如果不再使用虫洞A或B之类的提法，而一开始就把静止的B看作地球，把A看作火箭。某人曾在地球上，他发射了无人火箭，火箭可以通过遥控——或者干脆在一开始就把它的舵设计为——加速飞行后再回到地球。假定走时是1988年，回来时地球上是1998年，火箭中是1993年。但是，接下来就不一样了。地球上的人登上归来的火箭，里面是1993年的世界，植物及动物等从出发以来只过了五年，这是多次说过的相对论的结论。如果此人再打开门走下火箭的话，外面仍是1998年的地球，既不有趣也不新鲜。因此，索恩构想了一个模型，按照此模型，火箭与地球（或宇宙的其他地方也无妨）之间不是靠门，而是靠蛀洞连通的。也就是假定火箭内部实际上连着虫洞的一个口而另一个口连着地球（想回到过去的人所静止的地方）。于是，（打开门）进入1993年的火箭的此人，这次不是再打开火箭的门而是通过虫洞出现在地球上。通过虫洞的过程不消耗时间，其出口与入口一样是1993年，结果此人从1998年的地球出发登上火箭、穿过虫洞出现在了1993年的地球上。读者在此也许要问：洞的一头是1993年，另一头是1998年，于是从火箭的1993年一头进入，从另一头出来的话是1993年……这是索恩的结论。那么假如从1998年的地球一头进入，而从火箭里出来的话，那里是什么时刻？是1993年，还是1998年？索恩的答案是：如果从1998年的地球一头进入虫洞的话，将来到1998年的火箭里。出入洞的时刻总是相同的。即使洞的一头被加速，使得出口与入口的时间不一致，入洞时刻就是出洞时刻……这就是虫洞的奇妙之处。这里的所说的时刻应该是指在火箭加速以前相对静止时所测量的时间。

这里，索恩并没有讨论物理学界称之的超光速粒子，这就是索恩标准。同样，这也就是戴维斯标准。

保罗·戴维斯是澳大利亚享誉世界的理论物理学家,他的科学研究包括黑洞、量子场论、宇宙起源、意识的本质和生命起源等诸多涉及人类和宇宙本源的问题。对于时间机器的制造仍然停留在小说家或电影特技师的手中,他决定尝试制造时间机器，哪怕只是“理论上的制造”。于是他要弄清楚的问题是，你想回到过去还是飞到未来。在戴维斯看来，在时间中到未来旅行是很容易的，如果你接近于光速运动或者身处强大的引力场中，会感到时间流逝得比其他人更缓慢——你进入了他们的未来。飞向未来的旅行又叫“有限时间旅行”。戴维斯在《怎样制造时间机器》的开头非常肯定的提出，“有限时间旅行”是可行的，但回到任何时代的“无限时间旅行”只是“有可能可行”。戴维斯说:“相对论为我们提供了在未来时光中旅行的两种方法。一个直接结果是,以高速进行运动，如果我们有一艘速度达到光速99.99999％的飞船，就可以在6个月内进入公元3000年。”这种旅行是相对论的结果，它与著名的“双生子佯谬”有关。按照这些理论，人们能够以非常接近光速的速度旅行，在这方面没有任何禁区，只是一个成本问题。为了把一个10吨重的负载加速到光速的99.9％，需要使用100亿亿焦耳，这相当于全人类几个月的能源生产总量。进一步接近每秒30万公里速度的成本当然会更高。戴维斯认为，在太空中有取之不尽用之不竭的能源，只要我们去开发它们。但对太空进行必要的技术研究和开发，要做决定，这又实际上成了一个政治问题；另外，以高速系统进行的时间旅行或许只能进入未来却没有办法回来的问题。这是因为时间旅行并不取决于运动的方向，而只取决于它的速度。此外，相对论提供的另一个时间旅行的方法，是爱因斯坦1908年以广义相对论提出来的，这个理论将狭义相对论进行扩展，其中包含了重力对时光产生的多种效应。这种效应在于重力会使时间放慢，而我们也可以验证这一点，比如地球的重力每300年可以让钟表慢1微秒。1976年，物理学家罗伯特·维索特和马丁·列文向太空中发射了一枚载有时钟的火箭，他们观察到这个时钟与放置在地球上同样的时钟相比，多获得了1/10微秒。为了在未来的时光中旅行，只要利用那些强度远高于地球重力的引力场，比如中子星的引力场。中子星是那些在耗尽自身的燃料之后，由于受自身质量的影响而收缩到只相当于原来体积很小一部分的天体，但它们的总体质量仍维持在一个很高的水平；其中一些中子星仅比地球上的一座城市大一点儿，但其质量却超过了太阳。它们自身强大的重力使其原子变成了一堆中子，这种重力作用会产生比地球重力影响要明显得多的时间扭曲：中子星上的7年相当于地球上的10年，因此，只要让我们的飞船到达这样一颗中子星上（比如位于巨蟹星云中的那一颗），就会在未来的时光中迈出一大步。但问题是我们如何能造出一艘能抵抗中子星附近极其恶劣条件的飞船来。在这种情况下，我们同样也无法从未来时光中返航。

戴维斯认为，相对论允许在过去的时光中旅行。因为对于广义相对论来说，时空可以被弯曲到与其自身联接的地步，因此可以在时间和空间中创造封闭曲线。并且，第一个勾划出封闭时间曲线的人就是爱因斯坦的朋友、奥地利数学家库尔特·戈德尔。1948年，戈德尔提出了爱因斯坦引力场方程的一个描述旋转宇宙的解。在这个宇宙中，一名宇航员可以在太空中旅行来实现回到过去的目的。这是引力影响了光的结果。宇宙的旋转导致光（因而也包括事物之间的因果联系）被拽住并环绕在它的内部，这使得一个处于封闭环内的实物可以在空间的闭环中移动，同时也在时间的闭环中旅行，而任何时候都不会相对邻近的粒子超光速。戈德尔的解释被当作数学上证明了在时间中逆行并不违背相对论。的确，他在计算相对论中关于引力场的方程式时，发现在空间中可以找到一条通向旋转着的宇宙的螺旋体轨道。

这就是说，爱因斯坦的相对论允许时空旅行发生在特定的时空结构里，如一个旋转的宇宙，一个旋转的柱体，以及非常著名的虫洞——一条贯穿空间和时间的隧道。只要能够建造一个稳定的虫洞，就可以跨越时间和空间。但在霍金的《时间简史》里，解释虫洞是连接宇宙遥远区域间的时空细管，它可以把平行的宇宙或者婴儿宇宙连接起来，并提供时间旅行的可能性。而黑洞是时空的一个区域，那里引力是如此之强，以至于任何东西，甚至光都不能从该处逃逸出来。因此，在戴维斯的计划里，建造一个虫洞要分3步：第一步，寻找或建立一个虫洞，开辟一个隧道用来连接太空中两个不同的区域。第二步，使虫洞稳定下来。由量子产生的负能量，虫洞便允许信号和物体安全地穿越它。负能量会抵制虫洞变为密度无穷大或接近无穷大。换句话说，它阻止了虫洞演变成黑洞。第三步是牵引虫洞。一艘具有高度先进技术的太空船将虫洞的入口互相分离开。如果两个端口都放置在空间中合适的地方，那么时间差将保持恒定状态。假设这一差值是10年，一名宇航员从一个方向穿越虫洞，他将跳到10年后的未来，反之，宇航员若是从另一方向穿越虫洞，他将跳到10年前的过去。

假如技术上的诸多难题都被克服了，时间机器的生产将会打开充满悖论的潘多拉盒子。但对于此，戴维斯说：“我本人不打算把我描述的时间旅行和其它控制自然的行为区分开来。所有的技术都在以某种方式干预自然。在一些科幻小说里，有人通过回到过去而改变了现状。这种事出现在小说里当然无伤大雅，但如果发生在现实中会带来严重的伦理问题。谁给你回到过去改变历史的权利？”

二、人就是一种时间机器

人类本来是想要自由地到未来或过去中去，所以才想到时间机器的，想到物理学界称之的超光速粒子；现在美国和中国一些人正进行着寻找超光速的研究。但是，这种奇妙的粒子的能量的平方是负数，用数学表述的话，能量（或质量）是虚数，的确是个难以理解的值。如果把超光速粒子设想为摩尔斯电码，明天的信息就可以在今天获得，这在电脑的赛博空间里并非奇妙的结果。遗憾的是，人类发现虚数以来，分不清它是在点内还是在点外，从而也认识不到光速是自然内禀的，而把光速混同于声速一样。李国材教授即如此。现为美国加利福尼亚大学教授的卢嘉，是卢鹤绂院士的孙女。她说卢鹤绂院士1995年发表的《对马赫原理的一个直接检验》论文，不是在否定爱因斯坦相对论的基础上提出来的，而是在肯定爱因斯坦相对论的基础上提出了新的问题。即：爱因斯坦相对论在地球邻近的地区是可以适用的，扩展到宇宙是无法适用的。卢鹤绂的儿子卢永强也认为父亲的论文，“是根据由光子的惯性运动引起的横向多普勒效应，对照美国物理学家Ives和Stilwell的实验数据，经过周密的计算，得出二个重要的结论：(1)横向多普勒效应在宇宙空间是各向异性的。(2)光子的惯性属性是由整个宇宙结构所决定，是符合马赫原理的。而以一种直接的方法检验了马赫原理的正确性。这种检验是对爱因斯坦理论的一个严肃的挑战。”

马赫原理对爱因斯坦相对论的建立是产生过重要的影响，然而，相对论却超越了马赫原理，因为马赫原理的整体决定性在广义相对论中只保留整体的局部性，即广义相对论是一种转座子学说，是一种球面或平面拓扑的局部论，不是整性的环面拓扑学说，所以卢嘉说爱因斯坦相对论在地球邻近的地区是可以适用的，扩展到宇宙是无法适用的，却只说对了一半。因为一半是留给狭义相对论，即正是光子的惯性属性是由整个宇宙结构所决定。所以马赫原理的整体决定性才是光速的内禀属性，即光速实际上是一个无法逾越的极限，而与其它物质属性无关，它是马赫原理的整体决定性的充分表现。光线因宇宙的整体决定性导致光环绕在它的内部，使其处于空间的闭环中移动就是证明。其次，相对论扩展到信息空间也是无法适用的。由此看来，超光速是计算出来的，一些问题的提法，如现实中超光速粒子究竟是否存在？能否使远去的超光速粒子“向后转”折返？如果能，折返回来的结果会不会产生什么特别现象等研究，说明人类的数学还停留在分不清虚数是在点内还是在点外的困境。

解铃还需系铃人。时间机器、时间旅行既然是科幻小说家们编造出来的，那么他们中的著名科幻小说家吉布森也给出了赛博空间的答案。赛博空间最直接的联系是电脑，是一种虚拟生存；也是一种点内几何空间现象。“三旋理论”在研究物质存在有向自己内部作运动的空间属性时，发现点内几何空间和点外几何空间有虚与实、正与负对应的自然属性，从而提出几千年来的虚数应用之谜，就在赛博空间。这类似虚实生死界、正负阴阳界。把信息论与相对论结合，称为观控相对论,实际是信息相对论，因为观控的物质条件实际也要信息反馈。观控相对界实际也是信息相对界，它是以爱因斯坦相对论中的光速有极限，作为信息与物质相对划分的界面。从观控相对界看，物质和信息的本质是什么？物质是相对信息而言，类似复数偏重实数的一种现象；信息是相对物质而言，类似复数偏重虚数的一种现象。映射数学的唯象公式是：物质+信息=实数+虚数。这里，物质进入点内，类似信息进入大脑，即物质和信息常常是结合在一起的，把大脑比作一个点，人们认识物质常常要通过大脑的意识起作用，信息即是进入点内的代表。这里，构成了有虚实生死界、正负阴阳界的循环圈。因此三旋理论认为，虚数联系点内空间。想象一束短暂的光线从眼睛进入大脑，这种循环圈唯一的要求，就是虚拟的光线都是从虚实观控界的类似点孔的通道变成虚数类的。弦理论认为物质可分的极限为普朗克长度，即约为10的-33次方厘米，那么观控界膜的类似离子通道的最小切面极限也为普朗克表面积。由于不管虚实或正负的物质要转化为信息，都要从观控界膜的类似离子通道进入或录入，物质进入或录入的流速V可以从零増大，最大极限为光速C。物质进入观控界膜的类似离子通道转化为信息，原来的流速都变为零，因此信息守恒，而且信息可以克隆。信息克隆也可有慢有快，而且可以信息增殖。如描述宋代的岳飞打三国的张飞等类似信息，作真的看，信息计算可以有超光速;作假的看，可以算戏说、文学和艺术。即信息可以光速传播，信息可以光速为零储存，信息可以超光速增殖。这里，物质进入点内，也类似指令进入电脑，存在着超光速信息，也存在着时间旅行，因此说，电脑就是一种时间机器，而且人也是一种时间机器，这也不违反爱因斯坦的相对论。

既然过去、现在和未来紧密联系，过去能影响现在，那么现在影响过去在逻辑上是否也说得通呢？现实自然，是否人想干什么就能干什么？对此，戴维斯给出的解决方案是“多宇宙”理论——世界不是只有一个，而是有许多平行的世界。你回到过去，但那不是你自己的世界，而是和你的历史相似的世界。这样，即便你打死了自己的母亲，她在那个世界也的确死了，但当你回到未来时，她依然活得好好的。这种想法近乎疯狂，但除了戴维斯外还有许多著名物理学家相信有平行世界的存在。在《时间简史》里，霍金这样说：解决时间旅行的其他可能的方法是选择历史假想。其思想是，当时间旅行者回到过去，他就进入和历史记载不同的另外的一个历史中去。这样，他们可以自由地行动，不受和原先的历史相一致的约束。如果这样，回到过去和做一场梦没有什么区别？因为按“三旋理论”，人就是一种时间机器，人做一场梦存在着超光速现象，存在着时间旅行，也是爱因斯坦的相对论允许的。这里，即使时间旅行也不自相矛盾和不可思议。仔细想我们做过的梦境，人可以回到过去见一见自己的老爷爷、老奶奶，也可以到未来看一看自己的重孙子、重孙女;而关于时空的基本定义并不要改写，物理学的根基也不会动摇，只是改变虚数是在点内就行了。

其次，关于现实自然中，时间机器总是存在着因果律（先有原因然后才有结果）的问题，比如，假定时间旅行者回到过去，杀死了当时还是个女孩的亲生母亲，可这样一来，他却无法出生也就无法完成这个谋杀了。这些矛盾让因果关系概念陷入困境，建立在因果逻辑关系上的科学也同样难以立足。这类明显不可能的佯谬因果环节，现在如果人定义是一种时间机器，便是自洽的而不再自相矛盾了。而时间旅行异乎寻常的推论，曾经致使一些科学家彻底拒绝这一想法。但霍金曾提出一个“时序保护猜想”，由于相对论容许因果环存在，时序保护猜想只需要引入某一其他因素进行调解，就可以防止旅行到过去发生因果律破坏的情况发生。这类时间机器的量子过程的存在，将允许粒子循环进入解决这项难题。关于这一点，类似梦境，如果有把幼年的自己或自己的祖先杀死的话，即在那里，同为自己的大人与孩子擦肩而过时自己用哪一方的眼睛看对方呢？道理上讲哪一方的眼睛都是自己的，为研究逻辑体系而设想如果大人一方将小孩杀死的话，结局是自己把刀刺进了自己的身上，这或许也叫是自杀，可是把刀刺出去的大人在那一瞬间会如何呢？因为发生了自己在童年时代被杀害的事实，所以他忽地会惊醒。恶梦就消失了，而现在的自己也不会怎么样。这就是虚数世界，梦境旅行者一方的自己，或许立刻会惊醒而中断恶梦，或许会意识到那就是梦境幼时的我，幼时的自己一方也许不会想到长大的我又回来了。因此做梦即使不会想到多少年后的自己会出现在那里，但是虚拟世界两位自己同时登场，进行思考的自己的肉体同时分成了两个，灵魂必然附着在双方身上也是能存立的。所以说人是一种时间机器，穿越时间是人类的一种存在方式；这是人类自我理解、自我确立的前提；而正是这种人类自我理解与自我确立的活动，构成了人类生活与个体存在的基础和手段。虚拟世界实数+虚数的灵魂同时附在两位的身体上控制言行，奇怪的事态能发生。这里，要问所谓你的生前或生后做什么，虚实观控相对界循环圈的三旋数学能解答；要问所谓宇宙大爆炸之前或宇宙膨胀极限之后是什么，虚实观控相对界循环圈的三旋数学也能解答。

三、时间起源与三旋理论

“虫洞”和时间隧道是第五维空间。三旋理论研究的类圈体也有第五维,类圈体就类似一种“虫洞”和时间隧道；根据排列组合和不相容原理，三旋构成三代62种自旋状态。其次，设想在类圈体的质心作一个直角三角座标，一般把x、y、z轴看成三维空间的三个量。现观察类圈体绕这三条轴作自旋和平动，6个自由度仅包括类圈体的体旋、面旋和平动，没有包括线旋。即线旋是独立于x、y、z之外，由类圈体中心圈线构成的座标决定。如果把此圈线看成一个维叫圈维，那么加上原来的三维就是四维。再加上时间维，即为五维时空。反之，把三旋作为一种座标系，直角三角座标仅是三旋座标圈维为零的特例。正是在一系列的关节点上，类圈体三旋为简单性与复杂性的“虫洞”和时间隧道缔合提供了更为直观的图象，而且获得了这样一个观念：像三维空间一样，时间也是一个可变的维数。那么时间如何起源的呢？这也离不开玻尔的互补原理和海森堡的不确定性原理，时间就起源于互补原理和不确定性原理推论无和有的延伸与卷缩之中。证明如下：

三旋理论是研究时空维数卷缩的理论。如果万事开头只是无(W)或有(Y),那就成了确定性。互补原理和不确定性原理需要无(W)延伸出有(Y)，或有(Y)延伸出无(W)。假设W和Y已转换为两种物质，那么运动、自旋和时间都起源于W和Y两种物质的界面效应。因为时间总是和运动相连的。设一条光滑的斜路面为W，设Y为路面上滚动着的轮子，运动就起源于W和Y两种物质的界面效应。现在将路面W不断卷缩，直到路面W卷缩为零，轮子运动仍在进行，那么自旋就起源了。有了自旋和运动，时间也起源了。

卢鹤绂院士认为，爱因斯坦的广义相对论扩展到宇宙是无法适用的。霍金认为，这也只是指空间的破裂。

时间机器范文篇7

关键词：课程思政；概率论与数理统计；教学案例

2016年12月，在全国高校思想政治工作会议上强调“要把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人”。的讲话为高等学校教育教学工作指明了方向，即各门课程都要依据自身的教学内容，结合课程性质和特点，深入挖掘课程中的思政元素，在各类课程教学中都要融入思政教育，促进专业课和思政课同向同行，进而实现价值引领，知识传授和能力培养的有机统一。概率论与数理统计是理工类和经管类学生低年级开设的一门公共基础必修课，为学生学习后续专业课程和进一步学习奠定了数学基础，在高校人才培养体系中起到非常重要的作用。就我校而言，每年选课学生逾2000人，涉及面广，学生主要是大学二年级，正是接受高等教育拔节孕穗的阶段，是世界观、人生观、价值观形成的重要时期，在理论教学中渗透德育教育，通过价值引领，充分发挥课堂这一主渠道进行思政教育是非常必要的。概率论与数理统计是一门研究随机现象统计规律的学科，包含概率论与数理统计两个部分，有着悠久的历史和丰富的文化资源，并且由于随机现象的普遍性，使得这门课比数学类其它课程更便于开展思政教育，这也使得概率论与数理统计进行课程思政具有可行性。

1开学第一课

开学第一课是师生的第一次见面，也是进行思政教育的良好契机。第一次课上，一般都会提到这门课的起源，发展以及对这门课有突出贡献的数学家。概率论起源于的相关机会游戏，随着18－19世纪科学的发展，人们注意到其它一些自然学科和社会现象也与机会游戏有关，从而由机会游戏起源的概率论被应用到这些领域，大大推动了概率论的发展。通过概率论的起源与发展，鼓励学生多观察、勤思考，注重创新性思维的训练，将所学的理论与实际问题相结合，培养学生分析问题和解决实际问题的能力。许宝騄教授（1910－1970）是我国最早在概率论与数理统计方面达到世界先进水平的杰出数学家。1910年出生于北京，1928年考入燕京大学理学院，由于对数学的浓厚兴趣，1929年转入清华大学攻读数学，1936年赴英国伦敦大学留学，在统计系学习数理统计攻读博士学位，1938－1940年分别获得哲学博士和科学博士学位。抗日战争爆发后，他决定回到战火纷飞的祖国，为国效劳，终于在1940年回到昆明，执教于西南联合大学。1945－1947年，许先生应邀到美国加州大学等名校任教，1947年，他不顾美国大学的多方挽留，毅然回到祖国，之后一直在北京大学任教，为国家培养新一代数理工作者做出了突出的贡献。通过对他研究成果和生平事迹的介绍，学习数学家爱国的赤子之心，增强学生的爱国主义情怀，培养学生的爱国情操。

2贝叶斯公式进行诚信教育案例

贝叶斯公式是由英国数学家THOMASBAYES在1736年提出，是贝叶斯统计学中一个非常重要的工具，也是概率论与数理统计教学中的一个重难点内容。假设在最初小孩没有骗人时，人们对小孩的信任为0．8，可信的孩子说谎的概率为0．1，不可信的孩子说谎的概率为0．6，试分析人们对小孩的信任度。事件A表示“小孩说谎”，事件B表示“人们对小孩的信任”，则P（B）＝0．8，P（B－）＝0．2，可信的孩子说谎的概率为P（AB）＝0．1，不可信的孩子说谎的概率为P（AB－）＝0．6，代入公式可知小孩第一次说谎后他的诚信度为P（B｜A）＝0．4．这时人们对他的信任已经降到了0．4。如果这时小孩在第二次无故撒谎，那么计算他的诚信度时，人们对他的信任P（B）＝0．4，P（B－）＝0．6，再次代入贝叶斯公式得P（B｜A）＝0．1．此时他的诚信度已降为只有0．1，可见人们对他的信任已经所剩无几了。当村民第三次听到他的呼叫时以为又是在说谎，所以没有上山，最终害了他自己。通过这个例子告诫学生诚信教育的重要性，诚实守信是中华民族的传统美德，是我们每个人的立身之本，我们只有养成说老实话、办老实事、做老实人的行为品质，诚信对待周围人，才能更好地适应社会生活，实现自己的人生价值。

3伯努利模型进行辩证唯物主义思想及坚持不懈品质培养的教育案例

假设检验的基本思想是小概率事件在一次试验中几乎不可能发生，但是当试验次数无限增多时，小概率事件又会转化为几乎是必然事件，其中蕴含着从量变到质变的哲学思想，借此可以引导学生用辩证唯物主义思想看待问题。若试验E只有两个可能结果：A，A，则称E为一个伯努利试验，把一个试验独立重复进行n次得到一个n重伯努利试验。假设在n重伯努利实验中，每次事件A发生的概率p（A）＝p（0＜p＜1）保持不变，则事件A不发生的概率P（A）＝1－p。事件A在第k次发生记为Ak，则n次试验中事件A至少发生一次的概率为P＝1－（1－p）n→1（n→!）。因此，无论p怎样小，只要不断重复地试验，事件A总会发生。谚语“常在河边走，哪有不湿鞋”就是这个道理。教师可以借此提醒同学们“勿以恶小而为之”，不要以为坏事小就可以去做它，要做到防微杜渐，牢记“千里之堤，溃于蚁穴”。同样的道理提醒同学们“务以善小而不为”，不要因为好事影响小就不去做，小事是大事的基础，大事是小事的累积。古人的名言警句：聚沙成塔，纳川成海等都是这个道理。我们只有从小事做起，从生活中的点滴做起，一次关灯，一次让座，一个微笑……这些都是日常生活中非常平凡的小事，但只要能持之以恒地去做，必然会得到社会的尊重和人们的赞扬。另外借此勉励同学们养成良好的行为习惯，无论是在生活中还是学习上，都要有恒心，有毅力，才能战胜前进道路上的荆棘坎坷。

4二项式———泊松分布中挖掘团队精神教育的案例

泊松分布是1837年由法国数学家泊松（POIS－SON）首次提出的。若随机变量X的分布列为P（X＝k）＝λkk！e－λ，k＝0，1，2…，其中参数λ＞0是常数，则称X服从参数为λ的泊松分布。若随机变量X的分布列为P（X＝k）＝Cknpk（1－p）n－k，k＝0，1，2…，0＜p＜1，则称随机变量X服从参数为n，p的二项分布。当n20，p"0．05，可以利用泊松分布近似代替二项分布以达到简化运算的目的。教学时可以在讲完知识点后给出这个与生活紧密联系的例子。某纺织厂有80台纺织机，每台机器是否工作相互独立，若每台机器出故障的概率均为0．01，现有两种方案配备维修人员，方案一：配备4名维修工，每人分别负责20台机器；方案二：配备3名维修工，3人一起负责80台机器，试比较两种方案下机器发生故障时需要等待的概率，以便做出决策。用X表示同一时间机器发生故障的台数，则第一种方案X～B（20，0．01），第一种方案下，每个人负责的20台机器中如果超过1台发生故障就需要等待，利用泊松分布近似代替二项分布，可得机器发生故障时需要等待的概率为0．0175。第二种方案X～B（80，0．01），这种方案3个人一起负责80台机器，则80台机器中超过3台发生故障就需要等待，利用泊松分布近似代替二项分布，则机器发生故障需要等待的概率为P（X＞3）≈0．0091。可见第二种方案下，虽然配备的人员少，但由于团结协作，发生故障后需要等待的概率反倒低一些。教师可以借此引导同学们加强团队精神的学习，真正体会到团队力量的强大。俗话说“一根筷子容易断，一把筷子难折断”“众人划桨大浪高”等都是这个道理。一滴水在阳光下很快就会被晒干，只有汇入江河湖海才能得到无限的循环。同样，个人的力量是有限的，只有个人投入到集体团队中，通过高效沟通、良好协作，才能激发出无限力量，实现自身价值。

5结语

概率论与数理统计是一门重要的公共基础必修课，如何进行思政教育，实现课程思政和思政课程同向同行，是一个重要的研究课题。在教学设计中通过融入思政案例，一方面实现了“春风化雨，润物无声”的教学效果，学生在学习过程中潜移默化地接受了爱国主义、集体主义，诚信教育等正面价值观的引导，达到了立德树人的成效；另一方面，又可以激发学生的学习兴趣，培养学生分析问题和解决实际问题的能力，进而实现价值引领和知识传授的有机统一。

参考文献

［1］陈晓坤，宋朝红．基于三全育人理念的大学数学课程思政教学改革实践与思考———以《概率论与数理统计》课程为例［J］．湖北经济学院学报，2019，17（9）：148－150．

［2］刘冰楠．西南联大数学名师许宝騄的数学贡献［J］．数学通报，2019，58（11）：9－13．

［3］杨建奇，胡学平．概率论与数理统计［M］．上海：上海交通大学出版社，2015．

时间机器范文篇8

科学幻想，英语：ScienceFiction，又称Scientifiction，是科学与文学、幻想与现实的完美结合。在非科幻迷眼里，对科幻的印象只有两点：一，假的，虚构的，胡思乱想加胡说八道的；二，小孩子的玩意儿，只有没有长大的人才会喜欢。事实并非如此。科幻绝对不是空中楼阁，绝对不是小孩能玩转的东西。它，比你想像的更宽广。

自降生以来，诸多人士对科幻下过各自的定义。但由于科幻外延模糊，内涵也很模糊，使得科幻一直没有一个得到广泛认同的定义。美国著名科幻作家阿西莫夫说：“一百个科幻作家，对科幻就有一百种不同的定义。”中国学者吴岩也介绍说：“科幻小说是一类容易指认、却不容易定义的文学作品。美国评论家阿尔斯物·卡梅伦曾经期望给科幻小说做一个完整的定义，他用了整整52页篇幅来撰写这个概念，写好之后，发现仍然无法将一些现成的作品纳入其中。”。内涵与外延的双重模糊使得对科幻的定义与归类非常困难。同一部作品，甲说是科幻，乙说非科幻，丙说介于科幻与非科幻之间，难以分明。

在不同国度，科幻的定义也相去甚远。法国科幻显然不同于英国科幻，英国科幻也与美国科幻大相径庭。英国科幻绅士味十足，美国科幻则从头到脚散发着大美国主义，而日本科幻，总弥漫着岛国气息，即便是以“宇宙研究所”、“地球防御总部”等大字眼命名，也无法掩饰内在的小家子气。中国科幻里历史题材之多，恐怕也是举世无双。

在我看来科幻的主题与题材无限广阔，它既可以与其他文艺门类相同：弘扬正义、鞭笞罪恶、歌颂爱情、赞美友谊、抨击腐败、反对战争、抗击暴政、反思历史……也可以开掘科幻所独有的主题与题材：时间悖论、人机关系、黑洞原理、外星入侵、未来动向……在载体上，科幻也有小说、影视、动漫、游戏以及模型等诸多方式。

科幻，比你想像的更宽广。

一、世界科幻发展小史

1818年夏天，日内瓦。天气阴冷，淫雨连绵——若干年后证实，远东的一次大规模火山喷发造成了当年整个欧洲的气候异常。玛丽·雪莱和丈夫著名浪漫主义诗人雪莱以及拜伦等几个友人在郊外游玩，闲来无事，议定写鬼怪故事自娱。只有玛丽·雪莱完成了名为小说《弗兰肯斯坦因》的创作。后世公认，《弗兰肯斯坦因》是世界上第一部真正意义上的科幻小说。小说中，制造人形怪物的，不是魔法，而是科学技术。“它在勇敢地证明，技术可以向上帝挑战，在雪莱夫人的笔下，科学家成了造物主。”①科幻由此诞生。

在科幻历史上，法国的儒勒·凡尔纳和英国的赫伯特·乔治·威尔斯不能不提。他们两人从不同的方面开拓出了科幻小说的两个主要派别：技术派和社会派。

凡尔纳（1828—1905），写过剧本，当过剧院秘书。他一生创作过上百部科幻小说，其中最有名的有《地心游记》、《从地球到月球》（、《海底两万里》、《八十天环游地球》等。凡尔纳开拓了科幻小说的许多领域，他所写过的纷繁题材，至今仍被作家们重复着。

赫伯特·乔治·威尔斯（1866—1946）是个生物学家，也是政治评论家。他一生涉猎广泛，科幻小说只是其创作早期的一个部分，主要有《时间机器》、《摩洛博士岛》、《隐身人》、《星际战争》、《登月先驱》等。威尔斯的小说更多地思考着科学与人类的关系。

20世纪40-60年代，是科幻的黄金时代。大量优秀的作家创作出大量优秀的作品。其中代表人物是所谓“科幻三巨头”，包括艾萨克·阿西莫夫（美国），代表作《基地三部曲》；阿瑟·克拉克(英国)，代表作《太空之旅：2001》；罗伯特·安森·海因来因（美国），代表作《星船伞兵》。

“新浪潮运动”起始于20世纪60年代，一直蔓延到80年代。这时的科幻，提倡向主流文学靠近，完整、清晰的故事没有了，片断的、琐碎的、意识流的，幽默嘲弄式的、象征主义的手法出现了。这些小说晦涩难懂，但仔细品味，其中的寓意十分深远。布里安·奥尔迪斯（《温室》）、米歇尔.摩尔科克（《走进灵光》）、J·D·巴拉德（《毁灭三部曲》）为主要代表。

20世纪70年代后期，科幻创作进入塞伯朋克（CyberPunk）时代。这个新词是用英文“控制论”的前缀(Cyber)加上新兴的反文化生活方式(Punk)构成的。其意思指的是，某一类具有超越传统和极端未来主义观念的电脑技师。科幻电影《黑客帝国》就是此类作品的集大成者。代表作家有：威廉·吉布森（《神经漫游者》）、布鲁斯·斯特灵（《晶体点阵》）。

二、几种常见的科幻论点

1，科幻就是预言未来的

预言的精准性是此类观点最为看重的。常常有两个例子被提起：凡尔纳的登月和克拉克的地球通讯卫星。克拉克1945年发表的论文《地球外的中继》里，第一个讲述了卫星地球通讯的可能性及方法。但那些预言错了的科幻不是更多？

2，科幻是科普

专属于中国的科幻观点，在上个世纪50年代到80年代统治着中国科幻界，至今仍余音未了。但科学需要实证性，而科幻显然不具备这一特征，科幻只提供一种思维方式，乃至根本就是一种娱乐方式，既无法证实，也无法证伪，于是，20世纪80年代后期，“伪科学”的大帽子被牢牢地扣到了科幻头上，中国科幻的发展进入低谷。

3，科幻属于儿童文学

专属于中国的科幻观点。科幻属于科普，科普属于儿童文学，科幻理所当然属于儿童文学（好像就只有儿童需要普及科学知识，就只有儿童需要科学幻想似的）。参考别国的科幻，儿童科幻仅仅是科幻大家庭中的一员。

三、科幻里的幻想

1，去那遥远的地方

哲学家说：生活在别处。于是不羁的人打点行装，踏上征程，开始又一次探险。但只有科幻里的人，走得最为遥远，他们走到了时间停止的时候，走到了空间消失的地方，走到了想像力的极限。

地球，人类的家园，对它的探索从未停止过：固执得可爱的教授查林杰和他的朋友来到南美丛林中”失落的世界”，看见恐龙和别的奇妙生物生活得有滋有味（《失落的世界》，英国，阿瑟·柯南·道尔）；“鹦鹉螺”号潜艇潜到从未有人涉足的大海深处，尼摩船长举起锋利的斧头与巨大的乌贼搏斗（《海底两万里》，法国，法尔纳）；可怜而又可敬的领航员，跟随“落日六号”地航飞船被困在地下六千公里的地核里，做着回到地表的梦（《带上她的眼睛》，中国，刘慈欣）；天空从来就是人类的梦想，但只有“飞机”的问世才真正实现了人类征服天空的愿望，可惜那却是另一个噩梦的开始（《空中战争》，英国，威尔斯）……

对科幻而言，地球实在太小，作家们早就把目标瞄准太空。月亮首当其冲，科幻作家争先恐后地把人送上月球。凡尔纳经过详细的考证与计算，决定不惜一切代价不计一切后果，用大炮把第一批宇航员送上月球（《大炮俱乐部》）；威尔斯则用一种叫“加富里特”的奇妙物质把头一批人首先送到月球上，当然，作者更在意的是登月先驱们在月球上见识到的暴政（《登月先驱》）。

火星是容易发生科幻故事的地方。开外星人入侵之先河的《世界大战》（威尔斯）里，威胁地球和平的家伙就来自火星。讲述人类征服火星的故事不计其数，一点儿也不严谨的，如《火星公主》（美国，埃德加·赖斯·巴勒斯），非常严谨的《火星三部曲》（美国，金·斯坦利·罗宾逊），都已经成为科幻史上的经典。

事实上，太阳系所有星球上都曾经发生过科幻故事。就算太阳，也没有逃脱被人类征服的命运。《登日》（中国，李兴春）里，胆大的中国人用中子材料做的宇宙飞船，成功地把57个中国人送“到”了太阳上……

半径60亿公里的太阳系哪里容得下科幻作家征服一切的决心？飞出太阳系成为必然。太阳系外，横亘在探险者面前的最大障碍就是距离。这时的距离，就算是光年为单位，其数字也巨大无比，完全超越了人类的感知范围。但这丝毫难不到科幻作家，他们继续旅行。承认爱因斯坦相对论的科幻作家大多采用冬眠的方式来度过漫长的旅程。另外一些科幻作家不认为光速是无法逾越的，他们的飞船轻而易举就能超越光速，这方面的新鲜名词很多，“空间折迭”、“时间翘曲”、“四维引擎”、“虫洞”什么的，于是，银河变成了村落，从一个星球到另一个星球就像如今我们到另一个国家一样容易。《星丛》（加拿大，罗伯特·J·索耶）中，人类借助神秘的“捷径”穿行于浩淼的银河系，一群勇敢者穿过一个陌生的捷径，“瞬间”来到距离银河系60亿光年的地方，在那么遥远的地方，直径10万光年、有着亿万星辰的银河系，仅仅“用一只手就可以圈住”。

不要以为科幻就会往远处走，在时间里长河旅行更是科幻独一无二的创举。《时间机器》（威尔斯）里，时间旅行者到了公元802701年的地球。他发现，在那个时代里，地球上的人分成两支，一支称为埃洛依，他们生活在地球的表面，整日花天酒地，不劳而获；而另一支称为莫洛克，生活在地面以下，他们的身体已经退化，但仍然劳作不止，为埃洛依的世界创造财富……迄今为止，科幻作家已经在时间旅行这个题材上开掘出无数精彩的故事，发明出无数深奥的理论。比如“外祖父悖论”，一个人，回到过去，杀死了他的外祖父，可是，没有外祖父，又哪里来的他呢？悖论由此产生。

下面这段话出自《深渊上的火》（美国，弗诺·文奇），是主人公范·纽文从二万光年外回望自己的家乡时所说的，很能说明人类来到新世界的感觉：

“那边那一小片，我一生都住在那里。当时我还以为自己是寰宇之王。连做梦都没想到，站在这里，一眼看尽这一片美景。”

2，还有什么办不到？

人为什么会幻想？因为现实里有很多事情他办不到。“任何神话都是用想像和借助想像以征服自然力，支配自然力，把自然力加以形象化”，马克思在《政治经济学批判·导言》中这样评述神话。这话同样适合来描述科幻。科幻里，最能显示对自然力的支配与征服的，就是那些巨大无比的工程。

《飞城》（美国，詹姆斯·布利什）中，借助最不可思议的技术，地球上的一座座超级城市——纽约、东京、伦敦，你所知道的所有城市——全都拔地而起，飞向太空，直接飞向宇宙的彼端。

拉里·尼文（美国）笔下的《环形世界》不是由地球人建造的，它却创造了已知宇宙最大人工造物的记录：直径9000万英里，周长6亿英里，宽100万英里，面积为地球的300万倍，如同太阳系的小行星环一般，绕着它的“太阳”不停旋转。

中国科幻作家笔下的工程毫不逊色，《流浪地球》（中国，刘慈欣）中，太阳的能量提前耗尽，为了继续生存下去，人类建造了一万二千台地球发动机，这些使用重元素为聚变材料的庞然大物比珠穆朗玛峰还要高，然后使用这些发动机，花了42年时间停止了地球的自转，随即全功率开动地球发动机，加速到第二宇宙速度，逃离即将熄灭的太阳……整个移民过程将延续两千五百年时间！同一作者写的《地球大炮》里，人类的野心小了许多，就是在地球上穿了个“洞”，把南极和北极连接起来而已。

对外部世界的改造，往往以宏大著称。对人自己——以及其他生物——的改造却因为触及了上帝的领域而变得非常敏感。开山之作，《莫洛博士岛》（英国，威尔斯）就借助外科手术，让一批动物拥有了人类的智慧，却因为无法摆脱动物的本能而痛苦万分。《人变火星人》（美国，弗雷德里克·波尔）里，为了尽快征服环境恶劣的火星，主人公接受了一系列手术，最终成为一个“地地道道的火星人”，过程痛苦，结局乐观。《鲜花献给阿尔伽农》（美国，丹尼尔·基斯）一个弱智接受脑部手术，转眼间成为天才，哪里知道好景不长，超高智商日渐消失，终就归为一无所知的弱智，令每个读者嘘唏。《豹》（中国，王晋康）中，科学家把豹的短跑基因嵌入一个人的基因，该人因此成为世界短跑之王，进而引发“何以为人”的伦理大讨论。

3，思考，思考，再思考

“人类自从成为人类以来，最重要的是要处理好三个关系：一，人与自然的关系；二，人与人的关系，也就是社会关系；三，个人内心思想、感情的平衡与不平衡的关系。”（《走向天人合一》，中国，季羡林）所有门类的艺术表现的都是上述关系。科幻在这些方面的表现与思考是非常独到而深刻的。

《化身博士》（英国，罗伯特·路易斯·史蒂文森）展现的就是人的两面性：医学博士杰基尔，发现了一种能将人性中的善与恶分开的化学合剂。喝下药剂，，他变成形象丑陋、邪恶无比的海德先生，出去寻欢作乐，为非作歹，干尽作为医学博士不敢做的一切，完事之后，他喝下解药，就又变回善良的杰基尔……

《安德的游戏》（美国，奥森·斯科特·卡德）表面上是战争小说，细细品位，你能看到作者想说的其实是天才与社会的关系：地球面临虫族的大规模入侵，7岁的军事天才安德被强征入伍，在军事院校接受非人的训练，所有的故事都是在安德与整个社会的抗争中展开的，到最后，在一场“游戏”中，安德毁灭了虫族，替成人世界赢得了战争，他自己却背负上“毁灭者”的罪名……

人与其他智慧生命的关系，是唯有科幻才思考的命题。这个其他智慧生命主要指机器人、外星人和人造生命。

人类制造的所有工具都是人类肢体的延伸与放大，因为人类有一颗聪明的大脑，电脑或者人工智能却是人脑的延伸与放大——如果电脑和人类一样甚至更加聪明，那哪里是人类的容身之处？人类将何去何从？科幻探讨这个问题已经很久了。提到人与机器人的关系，《铁臂阿童木》（日本，手塚治虫）就必须被提到。那个叫阿童木的机器男孩完美地演绎了人和机器人和谐相处和矛盾冲突的全部涵义。《未来战士2》（又译《魔鬼终结者2》，导演：詹姆斯·卡梅隆）中由于命令者的不同，同样顽强的机器人也有了正邪之分，归根结底，是人在命令啊。阿西莫夫机器人三原则也是绕不过去的话题：第一：机器人不可伤害人，也不可眼看着人将遇害而袖手不管；第二：机器人必修服从人给它的命令，当该命令与第一条抵触时，不予服从；第三：机器人必须在不违反第一、第二项原则的情况下保护自己。这三原则不但写科幻的自觉遵守，就是科学家们也把它作为准则输进自己制造的机器人里，充分说明了科幻的影响。

到目前为止，地球人类是已知宇宙唯一的智慧生命。宇宙如此浩淼，难道地球人类会是唯一？外星生命早在布鲁诺的作品中就得到了深入的探讨。也许正因为现在对外星生命的无知，反而给了科幻极大的幻想空间，科幻里外星生物的丰富多彩完全可以出一本百科全书。用最简单的二分法，可以将外星生命分为善良和邪恶两类。E·T（《E·T外星人》，美国，导演：斯蒂芬·斯皮尔伯格）大大的眼睛，长长的手指，像每一个孩子都喜欢玩偶，关键时刻还能创造奇迹，就是善良外星人的代表；异形（《异形》，美国，导演：雷德利·斯科特）浑身黏液，牙齿锋利，动作迅猛，把人体当寄主，还动不动就把人撕成碎片，显然是邪恶外星生命的典型了。事实上，科幻里的外星生命远不是这样浅薄。《计算中的上帝》（加拿大，罗伯特·J·索耶）给出了外星生命进化的完整路线，《沙丘》（美国，弗兰克·赫伯特）甚至设计出了一个全新的迥异于地球的外星生态系统，《事关良心》（美国，詹姆斯·布利什）则探讨外星人是否有灵魂是否有信仰的问题。

人造生命一直是个禁区，哪怕是在小说里。很多人相信，尤其是西方，制造生命是上帝的特权，人类如果越权，必被上帝抛弃。所以，科幻里人造生命——从弗兰肯斯坦因的怪物开始——的遭遇多数很悲惨。人造人虽然完美，但却不被视作人，人们叫他们“人皮机器”，他们只有3年的寿命，谁如果敢于反抗，“银翼杀手”正等着他们（《银翼杀手》，美国：导演：雷德利·斯科特）；个体如山一般庞大的“哥斯拉”是核试验的产物，人类对它同样毫不留情，用导弹把它炸得粉碎（《哥斯拉》，美国，导演：罗兰·艾默里克）。

4，和未来有约

20多年前，有部叫《小灵通漫游未来》的书创下了当时的销售纪录，首版150万册一抢而空。家长们争先恐后地把这本书作为最佳礼物馈赠给自己的孩子。读过该书的人，无论是成年人，还是小孩子，都无一例外地无比向往书中所描述的公元2000年的幸福生活。

事实上，熟悉科幻的人都知道，对于未来，科幻作家们不外乎两种态度；乐观，或者悲观。《小灵通漫游未来》无疑属于乐观类的代表，在书中，作家叶永烈向读者许诺：技术可以解决一切问题，可以给人民带来最终的幸福。但在此类故事中，乐观主义显得非常盲目，“在那些世界中，罪恶、危险和灾难这类东西仿佛被一个强有力的吸尘器吸得无影无踪，一切都那么纯洁，那么合理舒适，整个社会如同一块晶莹的水晶，而这社会的人都成了幸福宁静的机器。”“看多了这些小说，你甚至宁愿选择一个不那么理想的未来”。（《理想之路：科幻和理想社会》，中国，刘慈欣）所以，反倒是描写丑恶未来的“反乌托邦小说”更为大名鼎鼎，甚至超越了科幻，在世界文艺史也有一席之地。

乔治·奥威尔写于1948年《1984》充满隐喻，虚构中的1984年的英国政府控制了一切，包括政治组织、社会生活、舆论工具、艺术创作甚至个人思想与隐私，无不是在“老大哥”的严密监控之下。

《我们》（前苏联，亚米扎京）中的人连个人的名字都没有，只以号码加以区分。他们统一劳动，统一思考，数百万居民犹如一个人。他们生活的唯一目的就是制造宇宙飞船“一统号”，将他们的生活方式传播到其他星球。

《美丽新世界》（英国，赫黎胥）里，国家是在流水线上成批地制造不同用途或者型号的“人”，然后用催眠教育法将他们培养成安分守己的人形机器——你会成为管理者还是被管理者，全由不得你做主，真令人胆寒。

中国刘维佳的《来看天堂》堪称中国反乌托邦科幻的代表。在作者抑郁的笔下，人被分为精英和弱者两种。精英享有整个世界，为世界创造全部财富；弱者呢，由政府无偿提供全部消费品，甚至包括最为善解人意的机器人妻子。可是，同时，弱者们不能工作，因为找不到合适的工作；不能有孩子，因为劣质基因会遗传……到底他们是生活在地狱还是天堂？这是个问题。

四、科幻里的现实

1，都是高科技

科幻的经典定义里，技术幻想都必须有现实的技术作为基础。许多科幻作家在这方面做得兢兢业业。

《侏罗纪公园》（美国，迈克尔·克莱顿）中科学家们“复制”出了早已经灭绝的恐龙。第一批公园的游客听到如下解释：为了进行无性系繁殖，科学家需要整个恐龙DNA链。他们从琥珀——史前树液的石化树脂中的得到。那些吸血昆虫吮吸了恐龙的血，然后碰巧被树液困住，陷进地下深处，千万年后化作琥珀展现在世人面前，科学家得到了它，从琥珀里的昆虫体内抽取出恐龙的血液，用大型计算机加以分析，破损了的恐龙DNA构成就出来了。剩下的事情就是用限制酶修补，“复制”恐龙的基础工作就完成了……接下去怎么复制呢？其实在现实里已经解决了，美国科学家卡里·穆利斯发明了聚合酶链反应技术以及可以无限制复制任何生物的脱氧核糖核酸的方法，并因此获得1993年诺贝尔化学奖。

阿瑟·克拉克在《天堂的喷泉》里设计了一种“宇宙升降机：“如果空间的物体能够保持相当于地面的固定位置，那么，又为什么不能够从这一物体上放下一条缆绳，用它把地球和宇宙连接起来呢？但是，怎样才能在实际上体现这种思想呢？计算表明，没有一种物质能够具备足够的强度。即使是用最好的优质钢制成的钢丝绳，也根本无法贯通地球和同步轨道之间三万六千公里的距离，因为在远未达到着一长度之前，它就已经承受不了本身的自重。”该怎么解决这个难题，小说中给出答案：固体物理学二百年的发展成果——假单基金刚石单晶体，无比纤细，无比坚韧，完全能够满足上述要求。当然，那个玩意儿是作者虚构的。现实里，纳米技术正在逐步当年克拉克的梦想。可以说，只要纳米技术完全成熟，宇宙升降机就能变成现实。

除了这些大的设想，科幻里也不乏有意思的小设想。写于1985年的《割掉鼻子的大象》（中国，迟叔晶）中介绍说：“这种猪是中国四川白毛猪和英国约克夏猪交配的杂种，用一定波长的电波刺激它的脑下垂体，促使它肥大；又采用了一系列的办法，使它的骨胳长得特别健壮。经过几代的试验，它就长成这个象大象一样的猪了。‘奇迹72号’长足了，一头就有二万五千斤!”那猪不但肥大，而且味道好极：“我咬了一口炸猪排，肉比童子鸡还要嫩，又是酥，又是脆。我从没有吃到过这么好的猪肉，就贪馋地咬了第二口……”

不要以为科幻里全是高科技，有时“低科技”也会有惊人的表现。《美丽新世界》中，伦敦中央孵化与条件设置中心的主任向前去参观的学生介绍了中心如何“预设”一个人的未来其中有这样一个情景：“孩子们一转身，也许是为眼前的景象惊呆了，一个个朝着一丛丛花花绿绿的颜色和白色书页上的美丽形象爬去。”主任一声令下，“等候在屋子另一端仪表盘边的护士长优雅地按下了一个小小的杠杆。一时爆炸声、汽笛声、警铃声疯狂地响起，声音嘈杂而刺耳。孩子们的哭声、尖叫声跟着响起，小脸因惊恐而变了形。”主任再次发出信号，“护士长按下第二根杠杆。婴儿们的哭叫声突然变了调子，发出的抽搐叫喊中哟一种绝望的、几乎是疯狂的调子。”等再把花和书给他们的时候，“婴儿们就如惊弓之鸟，吓得胡乱躲闪，叫喊声也跟着大了起来。”主任向来参观的学生解释道：“他们会带着被心理学家称之为条件反射的对书本和鲜花的厌恶长大成人。他们一辈子再也不会有爱书籍和爱植物的举止了。”没有高科技，仅仅是条件反射就使得这些孩子只能成长为低种姓的人。

2，始终是人

加拿大科幻教父罗伯特·J·索耶在长篇科幻小说《计算中的上帝》中这样一个情节，外星人霍勒斯来到地球上，与一个古生物学家搞共同研究，他们一起观看了《星际迷航》的第一集《竞技场》：

“那是格恩。”我说，指着一个长着复眼，穿着束腰衣，没有尾巴的爬行动物。“他是另一艘星际飞船的船长。模样挺不错吧，我一直喜欢这家伙——它让我想到恐龙。”

“确实。”霍勒斯说，“同时，我必须再次指出，他的外表太地球化了。”

“哎，那不过是个穿上戏服的演员罢了。”我说。

霍勒斯的眼睛看着我，好像把我当成了爱胡说八道的家伙。

问题出来了，霍勒斯本身是个外星人——出场的时候用了好几百字来描写他与地球人类的不同之处——在他观看地球人拍摄的科幻影片时居然认为影片里的外星人“太像人”了。这是怎么回事呢？原因很简单：写科幻的是人，科幻必然沾染上人间烟火。更何况，文学即人学，科幻绝对也能不例外。不管科幻的主角多么奇怪，哪怕他来自亿万光年之外，哪怕他来自亿万世纪之前，哪怕他巨大如山，哪怕他细小如尘，他都必然具备人的感情，这正是我们能与他们产生共鸣的原因。

《计算中的上帝》后文写“我“邀请外星人到他家作客，因为”这是人类的一种做法。我们邀请朋友共进晚餐。”外星人霍勒斯非常激动：

“我很高兴了解到你对我的感觉和我对你的感觉是一样的。”它的眼柄在跳舞。“我很乐意去你家拜访并见你的家人。”

在其他方面我们也能找到共鸣，请看下面这段引文：

一个可怕的念头在他脑海里闪过。

有一个办法。

一种保守所有秘密的办法。

让这个危险的真相不为众人所知。

他可以往外跳，可以结束自己的生命。

如果他跳下去——现在！——摔到坚硬的木甲板上，就会立刻丧命。这是一种迅速的死亡，像一盏灯，一下子被掐灭。

这样，他就可以永远不让世界知道他知道的东西，永远不让世人了解他的发现，永远不去冒险稀释连接文明的粘合剂。

这样最好。而且，没有一个人会思念他。

阿夫塞越过桶边朝下看，大船在来回晃动。

不。

不，当然不。

他发现的是真理。他要把真理告诉任何一个愿意聆听的人。

他必须这样。他是一个学者。

如果我不告诉你上述话语的出处，你一定以为这是某位著名学者的感受。其实，此话出自《远望》，也是索耶的作品，描写“昆特格利欧恐龙”中勇敢与智慧者发现了他们世界的真相。尽管全文写的都是智慧恐龙的生活，但贯穿全文的，仍是人的感情，人的感受。

类似的描述在科幻里层出不穷。

3，距离现实一公尺

鲁迅说，神话大抵上是一个人长了3颗脑袋或者脖子加长了几尺。科幻同样如此，只要你留心观察，总能在那纷繁富丽的幻想背后捕捉到现实的影子。看起来科幻天马行空，或者是胡说八道，距离现实甚远，其实它离现实很近很近，一公尺而已。

《星球大战》借助电影特技，将一个光怪陆离的世界呈现在观众面前，令所有观众目瞪口呆。但如果剥离掉那些眩目的特技，抛开那些魑魅魍魉和呼啸来去的飞船，你会发现，这其实是个老掉牙的王子复仇的故事，把光剑换成长剑，把飞车换成马车，公主还是公主，城堡还是城堡，英雄就还是英雄。。

超人（美国科幻电影，《超人》系列）上天入地，力大无穷，似乎无所不能。但有一件事情他办不到，那就是违反美国法律，虽然故事里他是来自氪星球的外星人，但现实里编故事的是个美国人，所以尽管超人做了无数除暴安良的事，美国人最为感动的事还是超人跑到苏联去把苏联的全部核弹送上了太空。

《利伯蒂的远征》，以即时战略游戏“星际争霸”为对象写的科幻小说，无论是时间还是空间离现实都无比遥远，但仍然深刻地反映出911后美国社会的心态：记者利伯蒂奉命随军报道军队剿灭恐怖分子的英勇事迹，军队的无能与政府的丑恶令他大失所望，他转而投向以解放者自居的恐怖分子，然而恐怖分子确实是能干些，但他们的冷血同样让他失望；他夹在虚伪懦弱的政府和冷酷强悍的叛军之间，不知道该相信谁的……如果把故事里的联邦政府换成美国政府，叛军换成基地组织，那就很能感受到作者的言外之意。

《千年战争》（美国，乔·霍尔德曼）写人类精英组成的军队前往外太空执行剿灭外星人的任务，当他们九死一生回到地球，却发现他们所要保卫的地球也变得像外星一样陌生……书中最后总结道：“这场历经一千一百四十三年之久的战争皆因人为捏造的理由而起，又因交战双方的交流障碍而经年不休。”该书作者1967应征入伍，参加过越南战争，并因受伤而获得过紫心勋章。书中所写的外星人无疑是共产主义的信仰者，时时处处都有越战的影子。

霍拉斯·戈德（美国）说得好：“在深刻地揭示一个时代的要求、希望、恐惧，以及人们内心的忧虑与烦恼方面，在准确地反映一个时代的局限性方面，很少有什么艺术形式能与科幻小说相匹敌。”

结论：科幻是幻想与现实的结合

科幻首先具有幻想的一面。

幻想性，使是科幻区别于纪实性的文艺形式。阿西莫夫说：“科幻小说是文学的一个分支，主要描绘虚构的社会，这个社会与现实社会的不同之处在于科技发展的性质和程度。”作家们先在自己的脑海里，虚构科幻，再诉诸笔端，展现出一个个光怪陆离、神秘莫测的世界；如果不允许虚构，他们将一个字也写不出来。科幻所描写的都是作家想像的、未经证明的理论、尚未实现的工程、未曾到达的国度，还有他们对未来的恐惧与热望。所有这一切，都源自于作家和读者的幻想。没有幻想，就没有科幻。

科幻，没有现实，既是不行的，也是不可能的。

区别于别的幻想性作品，是科幻必须有一个坚实的基础，哪怕这个所谓的“基础”是作者自己杜撰的。神话里，孙悟空可以说变就变，科幻不能这样写，像ET1000（《未来战士2》中的机器人）一样会变化，但前提是它是“液态金属”做的。童话里，眼泪能幻化为鲜花和面包，科幻不能这样写，就算要写，那也是“物质转化机”。写科幻的人生活在现实里，不管他在科幻走得多远，他都不可避免地受到现实的种种影响，并且在不知不觉中将这些影响反映到他的科幻作品当中。科幻的主角始终是人，“他”可以没有人的外貌，但必须有人的思想和感情，没有“人”的科幻不可想象，就是一份冰冷的技术说明书也包含着人的因素。科幻，距离现实并不遥远，一公尺而已

优秀的科幻，是既有现实的一面，也有幻想的一面的。没有现实坚定的支撑，科幻是梦幻空花空中楼阁。没有华丽的幻想，科幻也不过是对现实的复制，也就不成其为科幻。

科幻是幻想与现实的结合。

摘要：本文简单介绍了世界科幻的发展史，罗列了几种常见的科幻论点，具体而微地从幻想与现实两个方面介绍了在科幻里的表现，最后论述了科幻是现实与幻想的完美结合

关键词：科幻观点幻想现实结合

主要参考文献：

《想像力宣言》，韩松著，四川人民出版社，2000年第一版

《科幻小说：预言与真相》，郑军著，东方出版社，2003年3月第一版

时间机器范文篇9

一、话题的结构对高考作文的文体的影响。

一般地，词语的结构种类有如下几个：①同位结构，②主谓结构，③动宾结构，④并列结构，⑤偏正结构，⑥连谓结构，⑦兼语结构，⑧动补结构。其中结构④有主谓+主谓，动宾+动宾，偏正+偏正等类型；结构⑤有定语+中心语，状语+中心语等类型。这些结构形式的词语都可以作话题，另外还有的话题以复句形式的一部分来形成，也有的以词的形式形成。

那么，这些结构对作文文体有什么影响呢？（由于话题作文的形式在最近几年才时兴，出现的话题也不多，所以，举例时，也把非话题的作文或者文章拿来谈。打了《》的题目是今昔的有名的文章，或者是新版高一语文课本中口语、交际与写作里的题目或话题，以下不注）大致来说，同位结构多由名词（或名词性词组）构成，一般是人名+称谓，或者是地名+称谓，宜写记人记事的文章，例如《西安这座城》，作者贾平凹围绕着西安的地理、人文、习俗等内容展开叙述，写了一篇有名的散文；《人民的好医生——李月华》，作者根据李月华的事迹写了一篇记叙文。动词性结构（包括主谓结构，动宾结构，连谓结构，兼语结构，动补结构，状语+动词形成的偏正结构，动词+动词形成的并列结构）因谓语动词多是用来陈述主语的，表明主语有什么情况发生或者处于什么状态之下，因而多适应写记叙文或散文，例如“答案是丰富多彩的”（高考话题，）、《我想飞》（以上主谓结构），《俯视大地》、《望星空》（以上动宾结构），《写于深夜里》（动补结构），《河边漫步》、《一次尝试》（偏正结构）,《邹忌讽齐王纳谏》（兼语结构）等都宜写记叙文或者说散文。定语+中心语式的偏正结构，由于中心语部分是名词（或名词性词组，我表示某个人，某个物，某个事，某种情，因而也适宜写散文或记叙文例如“心灵的选择”（高考话题）、《难忘的一段假期生活》，这里的“选择”、“生活”标志着“事件”很适合写散文或记叙文。并列结构（除动词性词语+动词性词语之外）多以名词（或名词性词组）结合而成，要说清几个词语之间的关系，则首选议论文，例如“感情的亲疏远近和对事物的认知”、《简笔与繁笔》，要谈论清楚“感情的亲疏远近”和“对事物的认知”及“简笔”和“繁笔”各自的关系，则议论文是最佳文体。还有的以词的形式出现的话题，从词的构成上看，还可以划分其结构，但是在职作文来看，这种划分已经没有什么必要了。以词形成的话题，如“诚信”，它的前后没有附带的成分，因而属于一种开放性的话题，可以写各种文体，散文，记叙文，议论文等等。含有“假如”的话题（或题目）里，“假如”含有假设，展望的意味，即过去，现在都不存在或没有这种情况，它属于复句关系的偏句这一部分，正句没有出现，正适合写梦幻，幻觉一类的文章，如《假如我是黑人》；如果“假如”后面所接的是有关科技方面的内容，则适合写科幻文章，如“假如记忆可以移植”、《假如有时间机器》、《假如出现了克隆人》等等。

当然，话题的结构对于文体并非起着决定的作用，起决定作用的是该结构中的成分。如：“心灵的选择”可写抒情性的散文或记叙文；如果把它换成“生活的选择”或者“道路的选择”，则还可以写成议论文。说话题适合写某种文体，并不是说它不能写别的文体。如果别的文体运用得好，也同样是好文章。

二、话题的结构对文章内容立意的影响。

话题的结构对文体有着较大的影响，对于作文的立意和内容有没有影响呢？

笔者通过对近几年的话题作文和一些名篇的分析，发现话题（题目）的结构对文章的立意有着很大的影响。

主谓结构的主语可以看作是对写作内容的限制，谓语则是文章重点要显示的部分，如“答案是丰富多彩的”，“答案”限定了所要显示的范围，而“丰富多彩则是这个内容要扩展的要表现的的东西。

动宾结构、连谓结构、兼语结构可以说都是对省略了的主语的陈述的内容，因而这三种结构式的话题内容都是重点要展开的内容。动宾结构中的宾语如果是人，例如《感谢父母》，则应着力表现父母对自己的关心与爱护的事件，抒发自己的情感（感谢）。宾语如果是情，如《感受幸福》，应把“幸福”的几件事作为重点。宾语如果是物，如《望星空》、《俯视大地》，可以表现“星空”“大地”的情形，以及由此而产生的联想，想像。连谓结构中几个动词都是着力要表现的对象，所带的宾语，有的是文章重点要展开的对象，有的是文章的线索，如郭保林的《我寄愁心与明月》，作者围绕着“寄”与“与”，写了自己的思乡之情，其中什么时候“寄”，为什么“寄”，“寄”什么，怎样“寄”，写得非常细腻，重点展开的是“寄”什么，而“寄”的对象（明月）又成全篇的线索。兼语结构要注意着重在第一个谓语动词上作文章，表现他（她）什么时间，什么地点，做什么，怎么做，有什么效果，如《邹忌讽齐王纳谏》，就是一个兼语结构的题目，作者围绕着“讽”作了一篇好文章。

同位结构一般是名词（或名词性词组），多以人名（或地名）+属性构成。如果是人名+称谓式的结构，则人属于文中的主要（中心）人物，多记叙该人物的事迹；称谓如有限制语或修饰语，则该限制语修饰语是文章所要表现的重要内容，如《人民的好医生——李月华》，文中着重写了她（扣“李月华”）是怎样为人民（扣“人民”）服务的优秀（扣“好”）事迹。如果是地名+属性式的结构，则地点属于文中所要围绕表现的中心，着力反映它的历史风貌，社会背景，现实特点，人物风情等等，如贾平凹的《西安这座城》，就是如此表现的。

在状语+动词式的偏正结构当中，状语交待动作发生的时间，地点，程度，范围等等，它们与动作有着极大的关系，它标示着什么时间，什么地点，用什么方式，怎么样，多大范围，而这又恰好是记叙文的几个要素，因而状语是文章所要展示的重要内容。例如《河边漫步》中的“河边”是状语，由此可以生发如下内容：什么时间到“河边”去，到“河边”去的缘由是什么，“河边”有什么景色，联想到的“河边”的情形等等。

在定语+中心语式的偏正结构当中，中心语是文章应该体现的材料的属性，而定语是这种属性的种差，只有围绕这种属性的种差去写，才符合话题的要求。因而，定语既是对中心语的限制，又是对文章内容的限制。例如“心灵的选择”，中心语“选择”的范围比较大，有“生活的选择”，“道路的选择”等等，加上“心灵”之后，文章的内容就已经确定了，它不再是别的什么“选择”了，如果不在“心灵”上做文章，则属于离题。由此看来，这种偏正结构无疑地增加了审题的任务，相应地也就限制了作文内容的范围。

并列结构的话题，立意和内容以并列词语之间的关系为主体内容，可以谈它们之间有什么关系，各自有什么影响。例如“感情的亲疏远近和对事物的认知”，文中既可谈“感情的亲疏远近”对“事物的认知”有好的影响，也可以谈它对“事物的认知”有坏的影响，还可以辩证地谈这两种影响。

从以上情况来看，结构中含有定语、状语、补语的成份的，应该是文章着力“开发”的内容，但类似于“感情的亲疏远近和对事物的认知”这种话题，“开发区”应在“亲疏远近”和“认知”上，这是一种例外。

以词的形式出现的话题，既可从正面立意，又可从反面立意，但需观点或中心的基点正确。，内容上可以在词的前面或后面增加成份来缩小范围，这样易于文，也不会离题（话题）了，同时使文章所谈的内容更加集中于中心上，不至于出现“面面俱到，面面不到”的情形。

在含有“假如”的复句关系的偏句形式中，“假如”后面的词语则是展开联想与想象的根基，也是作文的前提，因而，“假如”后面的词语也就是作文的基础，围绕这个词语生发联想与想象，就可以形成一篇科幻文章或者梦幻、幻觉、幻想之类的文章了。例如美国的约翰·格里芬在《假如我是黑人》中，以伪饰的身份，写出了白人与黑人地位位的天壤之别，揭露了美国的种族歧视的黑暗。

就以上所论，话题的结构对作文的的文体和立意内容有着很大的影响。正确地把握话题的结构有利于我们选好文体，选取准文体，从而定好立意，选中内容，进而写出好作文来。

三、话题的结构对作文的写作方式的影响。

一般地，有什么文体，就会有什么表达方式。记叙文以叙述、描写为主，兼有议论、抒情；说明文以说明为主；议论文以议论为主，兼有叙述、描写。由于话题的结构对文体和立意内容有着很大的影响，因而，它对作文的写作方式也产生一定的影响。主谓结构，动宾结构，动补结构，连谓结构，兼语结构，偏正结构，同位结构，适合写记叙文或散文，因而适合用叙述、描写、抒情的表达方式并列结构好写议论文，与之相应的，很适合用议论的表达方式。以词的形式形成的话题，可以写成各种文体，则各种表达方式均可使用。

时间机器范文篇10

关键词：污水处理厂；能耗；节能

随着经济的发展和人口的增长，世界各地对水的需求量日益增长，而城市工业化程度的提高又使得污水排放量迅速增长，人类水环境受到严重威胁。对此世界各国都投入大量人力、物力进行城市污水处理的工作，城市污水处理厂已成为现代城市经济发展与水资源保护必不可少的组成部分。中国社会经济的发展和城市化的加速、工业失业和家庭失业急剧增加。一种确保城市稳定运作和保护城市环境的关键技术，城市问题的解决在城市发展中发挥着重要作用。

1当前中国城市污水处理存在的问题

1.1中国城市污水处理现状分析。城市废水处理包括处理城市生产的废水，改变废水的性质，使其不危害环境。目前，我国的废水处理面临着严重的水污染、废水管理起步较晚、基础设施差和要求高的问题。在传统废水处理的基础上进行了一系列的改进和创新，并根据不同的特点发展了新的处理技术。由于我国初期发展缓慢，污水处理厂的能源消耗没有得到重视。随着污水处理工业的发展，我国污水处理厂的大规模建设，污水处理规模的扩大，径流水质的改善，对能源的需求大大增加。与废水处理有关的能源消耗只有在高能源成本给公共部门带来沉重负担，并在一些研究人员开始研究能源消耗的情况下才逐渐成为必要。然而，到目前为止，国家对污水处理厂能源消耗的研究非常有限，进展比废水质量的研究慢得多。此外，根据现有信息，无论是在发达国家还是在发展中国家，建造成本、工艺的处理效率和可持续性仍然是主要的污水处理厂的设计考量，能耗和运行成本，加上设计师经常被忽略的。1.2当前城市污水处理存在的问题。此外，在没有边界的清晰和明确的标准和关于在我国能源消耗的能量需求，缺乏定义的废水处理厂，废水处理过程中的能耗使得测量污水处理厂更难。此外，由于没有对污水处理厂和污水处理厂的能源消耗进行调查，因此没有考虑到能源消耗和实际使用中的间接消耗。此外，对于城市污水处理费按缺乏科学合理的标准，根据不同的区域标准和指标，即根据污水量大、能耗的一定数量的函数来处理废水，即函数作为能源消耗指标表示的污染物数量。因此，许多城市对废水处理的最终能源消耗评估各不相同，由于过程和步骤的复杂性，能源消耗评估不能准确反映实际的处理消耗。

2城市污水处理节能途径

2.1完善能源使用审计与管理。尤其值得一提的是，分析研究，在对城市污水处理的能耗与制定往往不同步的技术、工具，因为能量平衡分析中的污水处理费是过早的，虽然公共当局和有关部委已经开发了一系列技术措施和适用，技术和研究不符合废水处理的节能战略。因此，为了促进城市废水处理战略的进一步实施，首先需要改进能源使用的审计和管理，并促进相关战略和措施的实施。该污水处理厂的操作手册编写建议法院基本解决污水处理厂节能在内的问题，单位能耗分析过程中的隐蔽，制定节能措施之后，越来越多的研究者提出了两种策略来降低能源成本，即经济和管理；为了监测节约能源方案的实际效率和执行方法，将废水处理厂纳入一个具体的单位过程。2.2提高能效技术手段。事实上，城市污水处理的能源密集型过程和操作主要集中在生物处理厂，特别是曝气和污泥处理系统。通过改进通风设备来提高通风系统的能源效率的技术可以分为两大类，因为这些技术正在不断更新和改进。对于污泥处理系统来说，能源回收对其能源效率至关重要。如上所述，城市污水处理约占污水处理厂总能耗的6%，可采用至少可消化40%的处理技术进行改造。最后，消化气体被储存起来，转化为快速的机械电能，允许高循环再利用。此外，集中焚烧固体垃圾和污泥，就是说———城市垃圾焚烧发电、余热转换燃烧的供电和提供一定的能量，在污水处理厂和最终减少能耗。2.3推广节能新工艺。污泥处理是一种能耗较高的装置，主要包括污泥的回收和浓缩脱水。焚烧厂一个循环泵的泥浆沉淀池污泥厌氧容器内沉淀的是数量，以保证活性污泥工艺中，是确保交流的厌氧和厌氧细菌，阻止l和反硝化、污泥的可行性研究和改善我们磷的有效性。数量和质量取决于厂水价，回来报告，可适当调整，以确保一个有效运作的污泥回流泵和节约能源的过程中污泥的回归。污泥富集过程通常由重力浓度、空气动力浓度和机械浓度组成。我们污水处理厂的污泥富集过程以重力富集为主，但这种方法效率低下，有可能导致磷的二次释放。在可持续发展的背景下，更换引力敛财的生物质能源是一种有效降低能耗、污泥的浓缩和浓缩的一体化和污泥的脱水是污泥处理的发展趋势。L污泥的脱水过程的节能主要是由于运营时间的减少和处理设备，并确定应用程序的简单量和时间机器的脱水，脱水污泥量函数在水库和污泥沉降性能。目前的城市污水处理技术是能源密集型的，随着公众意识的提高，选择合理有效的节能措施已成为解决城市污水能源密集型问题的重要手段。相关的国家和国际研究表明，节能研发的发展将在生物热力学、化学热力学、能源工程等多个领域继续进行。更多地使用新的节能工艺需要更多的财政投资和政治支持。我们相信，未来将大力发展低能耗、绿色的城市污水处理技术，为我们的生存创造安全舒适的环境。

3结束语

总的来说，城市污水处理是一项长期的、大规模的事业，其高耗能阻碍了城市的发展。它可以为城市污水处理厂的运行管理提供一个相对统一的基础，并支持我国污水处理行业的节能发展。将它们纳入污水处理厂的日常管理，不仅将使污水处理厂了解其节约能源的潜力，而且还将使公共行政部门能够监督和管理其活动。很可能没有充分考虑系统的一部分并且随着污水处理业发展迅速，他证明了自己，在各种因素影响下，它具有一些局限性。因此，需要进行进一步的改进和改进其在实践中的应用。改进审计和管理能源的使用，提高能效的技术工具和推广节能新工艺，一般推广使用新工艺处理城市废水问题。说到底，消除污水高能耗。

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