美国隧道论文发表网站

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飞机通过了虫洞,从虫洞一端进去,另一端出来,这个虫连接了十分钟前和十分钟后,从十分钟前的那个时刻进入(在雷达上看来是消失了),十分钟后的那个时刻出来(在雷达上看来是又出现了),飞机上的表也经历了这个过程。在这十分钟里地球仍在转，除飞机上的表以外，其它表都走了十分钟，而通过虫洞的过程是不需要时间的，从虫洞中出来的飞机上的表少走了十分钟，因此也就慢了十分钟。虫洞 60多年前，阿尔伯特·爱因斯坦提出了“虫洞”理论。那么，“虫洞”是什么呢？简单地说，“虫洞”是连接宇宙遥远区域间的时空细管。它可以把平行宇宙和婴儿宇宙连接起来，并提供时间旅行的可能性。 早在20世纪50年代，已有科学家对“虫洞”作过研究，由于当时历史条件所限，一些物理学家认为，理论上也许可以使用“虫洞”，但“虫洞”的引力过大，会毁灭所有进入的东西，因此不可能用在宇宙航行上。 随着科学技术的发展，新的研究发现，“虫洞”的超强力场可以通过“负质量”来中和，达到稳定“虫洞”能量场的作用。科学家认为，相对于产生能量的“正物质”，“反物质”也拥有“负质量”，可以吸去周围所有能量。像“虫洞”一样，“负质量”也曾被认为只存在于理论之中。不过，目前世界上的许多实验室已经成功地证明了“负质量”能存在于现实世界，并且通过航天器在太空中捕捉到了微量的“负质量”。 据美国华盛顿大学物理系研究人员的计算，“负质量”可以用来控制“虫洞”。他们指出，“负质量”能扩大原本细小的“虫洞”，使它们足以让太空飞船穿过。他们的研究结果引起了各国航天部门的极大兴趣，许多国家已考虑拨款资助“虫洞”研究，希望“虫洞”能实际用在太空航行上。 宇航学家认为，“虫洞”的研究虽然刚刚起步，但是它潜在的回报，不容忽视。科学家认为，如果研究成功，人类可能需要重新估计自己在宇宙中的角色和位置。现在，人类被“困”在地球上，要航行到最近的一个星系，动辄需要数百年时间，是目前人类不可能办到的。但是，未来的太空航行如使用“虫洞”，那么一瞬间就能到达宇宙中遥远的地方。 据科学家观测，宇宙中充斥着数以百万计的“虫洞”，但很少有直径超过10万公里的，而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求。“负质量”的发现为利用“虫洞”创造了新的契机，可以使用它去扩大和稳定细小的“虫洞”。 科学家指出，如果把“负质量”传送到“虫洞”中，把“虫洞”打开，并强化它的结构，使其稳定，就可以使太空飞船通过。 虫洞的概念最初产生于对史瓦西解的研究中。物理学家在分析白洞解的时候，通过一个阿尔伯特·爱因斯坦的思想实验，发现宇宙时空自身可以不是平坦的。如果恒星形成了黑洞，那么时空在史瓦西半径，也就是视界的地方与原来的时空垂直。在不平坦的宇宙时空中，这种结构就意味着黑洞视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合，然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞，也可以是白洞。而这个弯曲的视界，就叫做史瓦西喉,它就是一种特定的虫洞。 自从在史瓦西解中发现了虫洞，物理学家们就开始对虫洞的性质发生了兴趣。 虫洞连接黑洞和白洞，在黑洞与白洞之间传送物质。在这里，虫洞成为一个阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥，物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子，然后通过这个虫洞（即阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥）被传送到白洞并且被辐射出去。 虫洞还可以在宇宙的正常时空中显现，成为一个突然出现的超时空管道。 虫洞没有视界，它只有一个和外界的分界面，虫洞通过这个分界面进行超时空连接。虫洞与黑洞、白洞的接口是一个时空管道和两个时空闭合区的连接，在这里时空曲率并不是无限大，因而我们可以安全地通过虫洞，而不被巨大的引力摧毁。理论推出的虫洞还有许多特性，限于篇幅，这里不再赘述。 黑洞、白洞、虫洞仍然是目前宇宙学中“时空与引力篇章”的悬而未解之谜。黑洞是否真实存在，科学家们也只是得到了一些间接的旁证。当前的观测及理论也给天文学和物理学提出了许多新问题，例如，一颗能形成黑洞的冷恒星，当它坍缩时，其密度已然会超过原子核、核子、中子……，如果再继续坍缩下去，中子也可能被压碎。那么，黑洞中的物质基元究竟是什么呢？有什么斥力与引力对抗才使黑洞停留在某一阶段而不再继续坍缩呢？如果没有斥力，那么黑洞将无限地坍缩下去，直到体积无穷小，密度无穷大，内部压力也无穷大，而这却是物理学理论所不允许的。 总之，目前我们对黑洞、白洞和虫洞的本质了解还很少，它们还是神秘的东西，很多问题仍需要进一步探讨。目前天文学家已经间接地找到了黑洞，但白洞、虫洞并未真正发现，还只是一个经常出现在科幻作品中的理论名词。 虫洞也是霍金构想的宇宙期存在的一种极细微的洞穴。美国科学家对此做了深入的研究。目前的宇宙中，“宇宙项”几乎为零。所谓的宇宙项也称为“真空的能量”，在没有物质的空间中，能量也同样存在其内部，这是由爱因斯坦所导入的。宇宙初期的膨胀宇宙，宇宙项是必须的，而且，在基本粒子论里，也认为真空中的能量是自然呈现的。那么，为何目前宇宙的宇宙项变为零呢？柯尔曼说明：在爆炸以前的初期宇宙中，虫洞连接着很多的宇宙，很巧妙地将宇宙项的大小调整为零。结果，由一个宇宙可能产生另一个宇宙，而且，宇宙中也有可能有无数个这种微细的洞穴，它们可通往一个宇宙的过去及未来，或其他的宇宙。 旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞，你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞。 最后，即使虫洞存在并且是稳定的，穿过它们也是十分不愉快的。贯穿虫洞的辐射（来自附近的恒星，宇宙的微波背景等等）将蓝移到非常高的频率。当你试着穿越虫洞时，你将被这些X射线和伽玛射线烤焦。虫洞的出现，几乎何以说是和黑洞同时的。 物理学家一直认为，虫洞的引力过大，会毁灭所有进入它的东西，因此不可能用在宇宙旅行之上 。但是，假设宇宙中有虫洞这种物质存在，那么就可以有一种说法：如果你于12：00站在虫洞的一端（入口），那你就会于12：00从虫洞的另一端（出口）出来。 黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接，当然，这种连接无论是如何的将强，它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”。 虫洞(Wormhole),又称爱因斯坦-罗森桥,是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。 虫洞有几种说法 一是空间的隧道，就像一个球，你要沿球面走就远了但如果你走的是球里的一条直径就近了，虫洞就是直径 二是黑洞与白洞的联系 三是你说的时间隧道，根据爱因斯坦所说的你可以进行时间旅行，但你只能看，就像看电影，却无法改变发生的事情，因为时间是线行的，事件就是一个个珠子已经穿好，你无法改变珠子也无法调动顺序 到现在为止，我们讨论的都是普通“完美”黑洞。细节上，我们讨论的黑洞都不旋转也没有电荷。如果我们考虑黑洞旋转同时/或者带有电荷，事情会变的更复杂。特别的是，你有可能跳进这样的黑洞而不撞到奇点。结果是，旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞，你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞。 白洞有可能离黑洞十分远；实际上它甚至有可能在一个“不同的宇宙”--那就是，一个时空区域，除了虫洞本身，完全和我们在的区域没有连接。一个位置方便的虫洞会给我们一个方便和快捷的方法去旅行很长一段距离，甚至旅行到另一个宇宙。或许虫洞的出口停在过去，这样你可以通过它而逆着时间旅行。总的来说，它们听起来很酷。 但在你认定那个理论正确而打算去寻找它们之前，你因该知道两件事。首先，虫洞几乎可以肯定不存在。正如我们上面我们说到白洞时，只因为它们是方程组有效的数学解并不表明它们在自然中存在。特别的，当黑洞由普通物质坍塌形成（包括我们认为存在的所有黑洞）并不会形成虫洞。如果你掉进其中的一个，你并不会从什么地方跳出来。你会撞到奇点，那是你唯一可去的地方。 还有，即使形成了一个虫洞，它也被认为是不稳定的。即使是很小的扰动（包括你尝试穿过它的扰动）都会导致它坍塌。 后，即使虫洞存在并且是稳定的，穿过它们也是十分不愉快的。贯穿虫洞的辐射（来自附近的恒星，宇宙的微波背景等等）将蓝移到非常高的频率。当你试着穿越虫洞时，你将被这些X射线和伽玛射线烤焦。虫洞的出现，几乎何以说是和黑洞同时的。 在史瓦西发现了史瓦西黑洞以后，理论物理学家们对爱因斯坦常方程的史瓦西解进行了几乎半个世纪的探索。包括上面说过的克尔解、雷斯勒——诺斯特朗姆解以及后来的纽曼解，都是围绕史瓦西的解研究出来的成果。我在这里将介绍给大家的虫洞，也是史瓦西的后代。 虫洞在史瓦西解中第一次出现，是当物理学家们想到了白洞的时候。他们通过一个爱因斯坦的思想实验，发现时空可以不是平坦的，而是弯曲的。在这种情况下，我们会十分的发现，如果恒星形成了黑洞，那么时空在史瓦西半径，也就是视界的地方是与原来的时空完全垂直的。在不是平坦的宇宙时空中，这种结构就以为着黑洞的视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合，然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞，也可以是白洞。而这个弯曲的视界，叫史瓦西喉，也就是一种特定的虫洞。 自从在史瓦西解中发现了虫洞，物理学家们就开始对虫洞的性质感到好奇。 我们先来看一个虫洞的经典作用：连接黑洞和白洞，成为一个爱因斯坦——罗森桥，将物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子，然后通过这个虫洞（即爱因斯坦——罗森桥）被传送到这个白洞的所在，并且被辐射出去。 当然，前面说的仅仅是虫洞作为一个黑洞和白洞之间传送物质的道路，但是虫洞的作用远不只如此。 黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接，当然，这种连接无论是如何的将强，它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”。 虫洞不仅可以作为一个连接洞的工具，它还开宇宙的正常时空中出现，成为一个突然出现在宇宙中的超空间管道。 虫洞没有视界，踏有的仅仅是一个和外界的分解面。虫洞通过这个分解面和超空间连接，但是在这里时空曲率不是无限大。就好比在一个在平面中一条曲线和另一条曲线相切，在虫洞的问题中，它就好比是一个四维管道和一个三维的空间相切，在这里时空曲率不是无限大。因而我们现在可以安全地通过虫洞，而不被巨大的引力所摧毁。 那么虫洞都有些什么性质呢？ 利用相对论在不考虑一些量子效应和除引力以外的任何能量的时候，我们得到了一些十分简单、基本的关于虫洞的描述。这些描述十分重要，但是由于我们研究的重要是黑洞，而不是宇宙中的洞，因此我在这里只简单介绍一下虫洞的性质，而对于一些相关的理论以及这些理论的描述，这里先不涉及。 虫洞有些什么性质呢？最主要的一个，是相对论中描述的，用来作为宇宙中的告诉火车。但是，虫洞的第二个重要的性质，也就是量子理论告诉我们的东西又明确的告诉我们：虫洞不可能成为一个宇宙的告诉火车。虫洞的存在，依赖于一种奇异的性质和物质，而这种奇异的性质，就是负能量。只有负能量才可以维持虫洞的存在，保持虫洞与外界时空的分解面持续打开。当然，狄拉克在芬克尔斯坦参照系的基础上，发现了参照系的选择可以帮助我们更容易或者难地来分析物理问题。同样的，负能量在狄拉克的另一个参照系中，是非常容易实现的，因为能量的表现形式和观测物体的速度有关。这个结论在膜规范理论中同样起到了十分重要的作用。根据参照系的不同，负能量是十分容易实现的。在物体以近光速接近虫洞的时候，在虫洞的周围的能量自然就成为了负的。因而以接近光速的速度可以进入虫洞，而速度离光速太大，那么物体是无论如何也不可能进入虫洞的。这个也就是虫洞的特殊性质之一。 但是虫洞并没有这么太平。前面说的是在安静的相对论中的虫洞，在暴躁的量子理论中，虫洞的性质又有了十分重要的变化。 我们先来看在黑洞中的虫洞，也就是史瓦西喉和奇点周围形成的子宇宙。 黑洞周围的量子真空涨落在黑洞巨大引力的作用下，会被黑洞的引力能“喂”大，成为十分的能量辐射。这种能量会毫不留情地将一切形式的虫洞摧毁。 在没有黑洞包围的虫洞中，由于同样的没有黑洞巨大引力的“喂养”，虫洞本身也不可能开启太久。虫洞有很大几率被随机打开，但是有更大的几率突然消失。虫洞打开的时间十分短，仅仅是几个普朗克时间。在如此短的“寿命”中，即使是光也不可能走完虫洞的一半旅途，而在半路由于虫洞的消失而在整个时空中消失，成为真正的四维时空组旅行者。 而且，在没有物体通过虫洞的时候，虫洞还比较“长寿”，而一旦有物体进入了虫洞，如果这个物体是负能量的，那么还好，虫洞会被撑开；但是如果物体是正能量的，那么虫洞会在自己“自然死亡”以前就“灭亡”掉。而在宇宙中，几乎无时无刻不存在能量辐射通过宇宙的每一个角落，而这些辐射都是正能量的，因此几乎可以肯定，在自然情况下是不存在虫洞的。 旋转的或带有电荷的黑洞内部连接一个相应的白洞，你可以跳进黑洞而从白洞中跳出来。这样的黑洞和白洞的组合叫做虫洞。 白洞有可能离黑洞十分远；实际上它甚至有可能在一个“不同的宇宙”--那就是，一个时空区域，除了虫洞本身，完全和我们在的区域没有连接。一个位置方便的虫洞会给我们一个方便和快捷的方法去旅行很长一段距离，甚至旅行到另一个宇宙。或许虫洞的出口停在过去，这样你可以通过它而逆着时间旅行。总的来说，它们听起来很酷。 但在你认定那个理论正确而打算去寻找它们之前，你因该知道两件事。首先，虫洞几乎可以肯定不存在。正如我们上面我们说到白洞时，只因为它们是方程组有效的数学解并不表明它们在自然中存在。特别的，当黑洞由普通物质坍塌形成（包括我们认为存在的所有黑洞）并不会形成虫洞。如果你掉进其中的一个，你并不会从什么地方跳出来。你会撞到奇点，那是你唯一可去的地方。 还有，即使形成了一个虫洞，它也被认为是不稳定的。即使是很小的扰动（包括你尝试穿过它的扰动）都会导致它坍塌。 最后，即使虫洞存在并且是稳定的，穿过它们也是十分不愉快的。贯穿虫洞的辐射（来自附近的恒星，宇宙的微波背景等等）将蓝移到非常高的频率。当你试着穿越虫洞时，你将被这些X射线和伽玛射线烤焦。虫洞的出现，几乎何以说是和黑洞同时的。 物 理 学 家 一 直 认 为 ， 虫 洞 的 引 力 过 大 ， 会 毁 灭 所 有 进 入 它 的 东 西 ， 因 此 不 可 能 用 在 宇 宙 旅 行 之 上 。 黑洞和黑洞之间也可以通过虫洞连接，当然，这种连接无论是如何的将强，它还是仅仅是一个连通的“宇宙监狱”。 虫洞不仅可以作为一个连接洞的工具，它还开宇宙的正常时空中出现，成为一个突然出现在宇宙中的超空间管道。 虫洞没有视界，踏有的仅仅是一个和外界的分解面。虫洞通过这个分解面和超空间连接，但是在这里时空曲率不是无限大。就好比在一个在平面中一条曲线和另一条曲线相切，在虫洞的问题中，它就好比是一个四维管道和一个三维的空间相切，在这里时空曲率不是无限大。因而我们现在可以安全地通过虫洞，而不被巨大的引力所摧毁。 虫洞的存在，依赖于一种奇异的性质和物质，而这种奇异的性质，就是负能量。只有负能量才可以维持虫洞的存在，保持虫洞与外界时空的分解面持续打开。 根据参照系的不同，负能量是十分容易实现的。在物体以近光速接近虫洞的时候，在虫洞的周围的能量自然就成为了负的。因而以接近光速的速度可以进入虫洞，而速度离光速太大，那么物体是无论如何也不可能进入虫洞的。这个也就是虫洞的特殊性质之一。 我们先来看在黑洞中的虫洞，也就是史瓦西喉和奇点周围形成的子宇宙。 黑洞周围的量子真空涨落在黑洞巨大引力的作用下，会被黑洞的引力能“喂”大，成为十分的能量辐射。这种能量会毫不留情地将一切形式的虫洞摧毁。 在没有黑洞包围的虫洞中，由于同样的没有黑洞巨大引力的“喂养”，虫洞本身也不可能开启太久。虫洞有很大几率被随机打开，但是有更大的几率突然消失。虫洞打开的时间十分短，仅仅是几个普朗克时间。在如此短的“寿命”中，即使是光也不可能走完虫洞的一半旅途，而在半路由于虫洞的消失而在整个时空中消失，成为真正的四维时空组旅行者。 而且，在没有物体通过虫洞的时候，虫洞还比较“长寿”，而一旦有物体进入了虫洞，如果这个物体是负能量的，那么还好，虫洞会被撑开；但是如果物体是正能量的，那么虫洞会在自己“自然死亡”以前就“灭亡”掉。而在宇宙中，几乎无时无刻不存在能量辐射通过宇宙的每一个角落，而这些辐射都是正能量的，因此几乎可以肯定，在自然情况下是不存在虫洞的。 虫洞的自然产生机制有两种： 其一，是黑洞的强大引力能； 其二，是克尔黑洞的快速旋转，其伦斯——梯林效应将黑洞周围的能层中的时空撕开一些小口子。这些小口子在引力能和旋转能的作用下被击穿，成为一些十分小的虫洞。这些虫洞在黑洞引力能的作用下，可以确定它们的出口在那里，但是现在还不可能完全完成，因为量子理论和相对论还没有完全结合。 个人假设 I、虫洞像河流，通过的物体像船，船顺河而下； 虫洞体像一个圆柱形磁铁，强力的类磁力线在入口处将通过的物体分解，以波的形式在柱心管道运行，在出口处还原。通过的物体类似一个障碍，造成波的某一部分形变，然后这个形变推移到出口。 可能还涉及到横波、纵波，波的反射、折射、衍射，物质的不均匀、空间的不规则，如同水中气泡般的宇宙空洞。

现代隧道技术，还有重大学报，西南交通大学学报

时空隧道 【时空隧道】 古时，有一句得道成仙之语：“洞中才数月，世上已千年。”这句话人们现在认为是一派胡言，但在现实生活中确有其事，这正是当前欧美科学界热衷探索的超自然现象，称之为“时空隧道”。这也证明在中国古代可能已发现"时空隧道"。 【实例】实例一： 1990年9月9日，在南美洲委内瑞拉的卡拉加机场的控制塔上，人们突然发现一架早已淘汰了的“道格拉斯”型客机飞临机场，而机场的雷达根本找不到这架飞机。 机场人员说：“这里是委内瑞拉，你们是从何处而来？”飞行员听罢惊叫道：“天啊！我们是泛美航空公司914号班机，由纽约飞往佛罗里达州的，怎么会飞到你们这里，误差2000多公里？”接着他马上拿出飞行日记给机场人员看：该机是1955年7月2日起飞的，时隔了35年。机场人员吃惊地说：“这不可能，你们在编故事吧！”后经电传查证；914号班机确实在1955年7月2日从纽约起飞，飞往佛罗里达，突然途中失踪，一直找不到，机上的50多名乘客全部都赔偿了死亡保险金。这些人回到美国家里真令他们的家人大吃一惊。孩子们和亲人都老了，而他们仍和当年一样年轻。美国警方和科学家们专门检查了这些乘客的身份证和身体，认为这不是闹剧，而是事实。实例二： 著名的“泰坦尼克号”游轮的遇难者再现更令人震惊：1912年4月15日，世界最大的豪华游轮“泰但尼克”号在首航北美的途中，困触撞流动冰山而不幸沉没，造成了1500多人死亡的大悲剧。80多年过去了。美国的《太阳报》于1993年3月8日上旬报道了"泰坦尼克"号船长史密斯再现的秘闻，接着英、美各报对此奇特超自然现象作了更为具体的报道，成为"时空隧道"的热门话题。 1991年8月9日，欧洲一个科学海洋考查船在冰岛西南387公里处，发现一座冰山上坐着一位60多岁的男子，他穿着本世纪初的船长制服，静静地吸着烟斗，双目眺望着大海。但谁会想到，他就是80年前沉没在大西洋中的"泰坦尼克"号船长史密斯！ 史密斯船长被救上这艘科学考查船，立即被送往奥斯陆。在医院里，经著名的精神病心理学家喻兰特博士认真检查后，认为他生理和心理一切正常。科学考察船的负责人、著名海洋学家艾德兰博士和病理学家哈兰特博士在1991年8月18日举行新闻发布会，向欧洲新闻界宣布：经英国海事机构的指纹和照片验证和航海记录表明，救起的这位老人确确实实是史密斯船长，他现在有140多岁了。据海洋学家艾德兰博士说，在营救史密斯船长时，他拒绝援救、并称应与"泰坦尼克"号共存亡。这是一位船长应该做的。确实，在"泰坦尼克"号沉没时，史密斯船长在指挥营救，拒绝登上救生船并和"泰坦尼克"号一起沉没在大洋之中。史密斯船长一直认为"泰坦尼克"沉没是发生在昨天。此事如何解释呢？欧美的有关海事机构认为，史密斯船长是属于"穿越时光再现"的失踪人。另外,考特太太也是这艘船的游客,于1990年9月被一艘拖船救出。实例三： 1968年6月1号深夜,两辆高级轿车在南美阿根廷首都布宜诺斯艾利斯市郊疾驰着。六月天,在南美是冬季渐渐降临的季节。然而,阿根廷的滨海地区都几乎没有经历过严冬。那里离赤道的距离与东京相仿,可是,在最寒冷的七月,平均气温也保持在十度。而在盛夏的一月,也难得有达到二十五度的日子。这或许是大西洋海洋流起了调节气温的作用所致吧。这天夜里,两辆轿车疾驰着,浓雾正笼罩着四野。后面车上坐着布宜诺斯艾利斯的律师盖拉尔德.毕达尔博士和他的妻子拉弗夫人,前面车上坐着的夫妻二人是他们的朋友。为了探望熟人,他们由布宜诺斯艾利斯南面的查斯科木斯市,向南一百五十公里的买普市,彻夜驱车而行。 阿根廷的西部屏障着险峻的安第斯山。由中部直到东部是绵廷的大平原。那是南美最大的谷仓.道路穿过连绵无际的麦田,又直插砂尘漫漫的荒野。不知是因为前面的车速度太快了还是由于博士夫妇的车发动机有点毛病，两辆轿车的距离渐渐拉开了。 前面的车临近买普市郊时,两人回首顾望,后面是浓雾迷漫,什么也看不见。于是他们决定停车等候后面的博士夫妇。可是,等了半小时、一小时,迷雾中依然茫无所见。道路平坦而无分叉,他们心中狐疑,调回车头来寻望。然而,既没有车相会,也没有车停在路旁。甚至连出了故障或破损的车的碎片都没有见到。就是说,博士夫妇乘坐的车在公路上奔驰途中,忽地化作云烟消失了。 自翌日起,亲戚朋友们全体出动,找遍了查斯科木斯市与买普市之间。然而,道路东西两边,在广袤无垠的地平线上,不论是人还是车,连影子都不曾见到。 两天过去了。正当最后要报警时,由墨西哥打来了长途电话。电话说:“我们是墨西哥城的阿根廷领事馆。有一对自称是毕达尔律师夫妇的男女正在我们保护中。您认识他们吗?”,接到电话很是诧异,于是请毕达尔本人来通电话,一听,果真是失踪的毕达尔博士的声音。这就是说,博士夫妇六月三日确是在墨西哥城。 博士夫妇不久被送回了阿根廷,听听他们的谈话吧,那简直成了光怪陆离的事。据说,博士们坐的车离开查斯科木斯市不久,大约夜里十二点十分,车前突然出现白雾状的东西,一下子把车包围了。他们惊慌中踩下刹车,不一会儿,便麻木失去了知觉。 不知过了多少时间,两人几乎同时苏醒过来。这时已是白天,车在公路上行驰着。可是,车窗外面的景色,与阿根廷的平原已迥然不同了。行人的服装也多未曾见过。他们急忙停下车来打听,呵,竟然说这里是墨西哥!“这正是怪事!”他们这样想着,又开动起车来,这时,街道和建筑物都无可置疑地说明确是墨西哥城。带着梦境未醒的神态,两个人跑进阿根廷领事馆求助。他们惊魂稍定后才知道,他们的表在他们失去知觉的时刻---十二点十分已停住了,而跑进领事馆则是六月三日了。这是完全如谎言一般的故事,可是,博士在待人接物上都是十分讲信用的。只是夫人因受这次事件的刺激身罹神经病而住进了医院。 由阿根廷的查斯科木斯市到墨西哥城,直线距离也在六千公里以上。即便利用了船舶、火车和汽车之类,要在两日内抵达也是断无可能的。若只是人,还可以认为是乘飞机飞去的,可是,连轿车一起在墨西哥出现,这怎么说也是件怪事。然而,阿根廷驻墨西哥领事拉伐艾尔.贝尔古里证实说:“此事是真实的。”实例四： 1999年7月2日，在中美洲的哥伦比亚约有一百多名圣教徒，到阿尔里斯山的山顶去朝拜。这伙圣教徒相信1999年8月“世界末日”来临，他们上山去祈祷上帝的拯救。谁知这伙教徒上山以后再没有下来，就此失踪了。此事惊动了哥伦比亚，他们派出了大批警察在阿尔里斯山顶四周大面积寻找，并出动了直升飞机。近一个月，整个内华达山区查遍，但不见一点踪影。1915年12月，英国与土耳其之间的一场战争，英军诺夫列克将军率领的第四军团准备进攻土耳其的达达尼尔海峡的军事重地加拉波利亚半岛。那天英军很英勇地一个一个爬上山岗，高举旗帜欢呼着登上山顶。突然间，空中降下了一片云雾覆盖了一百多米长的山顶，在阳光下呈现淡红色，并射出耀眼的光芒，在山下用望远镜观看的指挥官们对此景观也很惊奇。过了片刻，云雾慢慢向空中升起，随即向北飘逝。指挥官们才惊奇地发现，山顶上的英军土兵们全部消失了。更为惊奇的是1978年5月20日， 在美国南方的新奥尔良城，在一所中学的操场上，体育老师巴可洛夫在教几个学生踢足球射门。14岁的巴尔莱克突然一球射入球门，他高兴地跳起来一叫，当着众人的面，眨眼工夫就失去踪影。1975年的一天， 莫斯科的地铁里发生了一件不可思议的失踪案。那天晚上21点16分，一列地铁列车从白俄罗斯站驶向布莱斯诺站。只需要14分钟列车就可抵达下一站，谁知这列地铁车在14分钟内，载着满车乘客突然消失得无影无踪了。列车与乘客的突然失踪迫使全线地铁暂停，警察和地铁管理人员在内务部派来的专家指挥下，对全莫斯科的地铁线展开了一场地毯式的搜索。但始终没有找到地铁和满列车的几百名乘客。这些人就在地铁轨道线上神奇地失踪了。【解析】 美国物理学家斯内法克教授认为，在空间存在着许多一般人用眼睛看不到的、然而却客观存在的“时空隧道”，历史上神秘失踪的人、船、飞机等，实际上是进入了这个神秘的“时空隧道”。有的学者认为，“时空隧道”可能与宇宙中的“黑洞”有关。“黑洞”是人眼睛看不到的吸引力世界，然而却是客观存在的一种“时空隧道”。人一旦被吸入“黑洞”中，就什么知觉也没有了。当他回到光明世界时只能回想起被吸入以前的事，而对进入黑洞"遨游无论多长时间，他都一概不知。 有些学者反对这种假设，认为这不能说明问题。"泰坦尼克"号游轮和乘客同时沉没、消失，乘客们进入“时空隧道”，为什么游轮没有进入？如果游轮也同时进入，它应该和船长史密斯同时再出现。 最近，美国著名科学家约翰·布凯里教授经过研究分析，对“时空隧道”提出了以下几点理论假说： ★1、“时空隧道”是客观存在，是物质性的，它看不见，摸不着，对于我们人类生活的物质世界，它既关闭，又不绝对关闭---偶尔开放。 ★2、“时空隧道”和人类世界不是一个时间体系，进入另一套时间体系里，有可能回到遥远的过去，或进入未来，因为在“时空隧道”里，时间具有方向性和可逆性，它可以正转，也可倒转，还可以相对静止。 ★3、对于地球上物质世界，进入“时空隧道”，意味着神秘失踪；而从“时空隧道”中出来，又意味着神秘再现。由于“时空隧道”里时光可以相对静止，故而失踪几十年就像一天或半天一样。 这一系列问题，正有待科学家们探索，来解开这自然之谜。

狭义相对论的两条原理 1905年，爱因斯坦发表了狭义相对论的奠基性论文《论运动物体的电动力学》。关于狭义相对论的基本原理，他写道： “下面的考虑是以相对性原理和光速不变原理为依据的，这两条原理我们规定如下： 1．物理体系的状态据以变化的定律，同描述这些状态变化时所参照的坐标系究竟是用两个在互相匀速移动着的坐标系中的哪一个并无关系。 2．任何光线在“静止的”坐标系中都是以确定的速度c运动着，不管这道光线是由静止的还是运动的物体发射出来的。” 其中第一条就是相对性原理，第二条是光速不变性。整个狭义相对论就建筑在这两条基本原理上。 爱因斯坦的哲学观念是,自然界应当是和谐而简单的。的确，他的理论常有一种引人注目的特色：出于简单而归于深奥。狭义相对论就是具有这种特色的一个体系。狭义相对论的两条基本原理似乎是并不难接受的“简单事实”，然而它们的推论却根本地改变了牛顿以来物理学的根基。 后面我们将开始这种推论。 狭义相对论效应 根据狭义相对性原理，惯性系是完全等价的，因此，在同一个惯性系中，存在统一的时间，称为同时性，而相对论证明，在不同的惯性系中，却没有统一的同时性，也就是两个事件(时空点)在一个关性系内同时，在另一个惯性系内就可能不同时，这就是同时的相对性，在惯性系中，同一物理过程的时间进程是完全相同的，如果用同一物理过程来度量时间，就可在整个惯性系中得到统一的时间。在今后的广义相对论中可以知道，非惯性系中，时空是不均匀的，也就是说，在同一非惯性系中，没有统一的时间，因此不能建立统一的同时性。相对论导出了不同惯性系之间时间进度的关系，发现运动的惯性系时间进度慢，这就是所谓的钟慢效应。可以通俗的理解为，运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了。尺子的长度就是在一惯性系中"同时"得到的两个端点的坐标值的差。由于"同时"的相对性，不同惯性系中测量的长度也不同。相对论证明，在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，这就是所谓的尺缩效应，当速度接近光速时，尺子缩成一个点。 由以上陈述可知，钟慢和尺缩的原理就是时间进度有相对性。也就是说，时间进度与参考系有关。这就从根本上否定了牛顿的绝对时空观，相对论认为，绝对时间是不存在的，然而时间仍是个客观量。比如在下期将讨论的双生子理想实验中，哥哥乘飞船回来后是15岁，弟弟可能已经是45岁了，说明时间是相对的，但哥哥的确是活了15年，弟弟也的确认为自己活了45年，这是与参考系无关的，时间又是"绝对的"。这说明，不论物体运动状态如何，它本身所经历的时间是一个客观量，是绝对的，这称为固有时。也就是说，无论你以什么形式运动，你都认为你喝咖啡的速度很正常，你的生活规律都没有被打乱，但别人可能看到你喝咖啡用了 100年，而从放下杯子到寿终正寝只用了一秒钟。时钟佯谬或双生子佯谬 相对论诞生后，曾经有一个令人极感兴趣的疑难问题---双生子佯谬。一对双生子A和B，A在地球上，B乘火箭去做星际旅行，经过漫长岁月返回地球。爱因斯坦由相对论断言，二人经历的时间不同，重逢时B将比A年轻。许多人有疑问，认为A看B在运动，B看A也在运动，为什么不能是A比B年轻呢?由于地球可近似为惯性系，B要经历加速与减速过程，是变加速运动参考系，真正讨论起来非常复杂，因此这个爱因斯坦早已讨论清楚的问题被许多人误认为相对论是自相矛盾的理论。如果用时空图和世界线的概念讨论此问题就简便多了，只是要用到许多数学知识和公式。在此只是用语言来描述一种最简单的情形。不过只用语言无法更详细说明细节，有兴趣的请参考一些相对论书籍。我们的结论是，无论在那个参考系中，B都比A年轻。为使问题简化，只讨论这种情形，火箭经过极短时间加速到亚光速，飞行一段时间后，用极短时间掉头，又飞行一段时间，用极短时间减速与地球相遇。这样处理的目的是略去加速和减速造成的影响。在地球参考系中很好讨论，火箭始终是动钟，重逢时B比A年轻。在火箭参考系内，地球在匀速过程中是动钟，时间进程比火箭内慢，但最关键的地方是火箭掉头的过程。在掉头过程中，地球由火箭后方很远的地方经过极短的时间划过半个圆周，到达火箭的前方很远的地方。这是一个"超光速"过程。只是这种超光速与相对论并不矛盾，这种"超光速"并不能传递任何信息，不是真正意义上的超光速。如果没有这个掉头过程，火箭与地球就不能相遇，由于不同的参考系没有统一的时间，因此无法比较他们的年龄，只有在他们相遇时才可以比较。火箭掉头后，B不能直接接受A的信息，因为信息传递需要时间。B 看到的实际过程是在掉头过程中，地球的时间进度猛地加快了。在B看来，A现实比B年轻，接着在掉头时迅速衰老，返航时，A又比自己衰老的慢了。重逢时，自己仍比A年轻。也就是说，相对论不存在逻辑上的矛盾。 相对论要求物理定律要在坐标变换(洛伦兹变化)下保持不变。经典电磁理论可以不加修改而纳入相对论框架，而牛顿力学只在伽利略变换中形势不变，在洛伦兹变换下原本简洁的形式变得极为复杂。因此经典力学与要进行修改，修改后的力学体系在洛伦兹变换下形势不变，称为相对论力学。狭义相对论建立以后，对物理学起到了巨大的推动作用。并且深入到量子力学的范围，成为研究高速粒子不可缺少的理论，而且取得了丰硕的成果。然而在成功的背后，却有两个遗留下的原则性问题没有解决。第一个是惯性系所引起的困难。抛弃了绝对时空后，惯性系成了无法定义的概念。我们可以说惯性系是惯性定律在其中成立的参考系。惯性定律实质一个不受外力的物体保持静止或匀速直线运动的状态。然而"不受外力"是什么意思?只能说，不受外力是指一个物体能在惯性系中静止或匀速直线运动。这样，惯性系的定义就陷入了逻辑循环，这样的定义是无用的。我们总能找到非常近似的惯性系，但宇宙中却不存在真正的惯性系，整个理论如同建筑在沙滩上一般。第二个是万有引力引起的困难。万有引力定律与绝对时空紧密相连，必须修正，但将其修改为洛伦兹变换下形势不变的任何企图都失败了，万有引力无法纳入狭义相对论的框架。当时物理界只发现了万有引力和电磁力两种力，其中一种就冒出来捣乱，情况当然不会令人满意。爱因斯坦只用了几个星期就建立起了狭义相对论，然而为解决这两个困难，建立起广义相对论却用了整整十年时间。为解决第一个问题，爱因斯坦干脆取消了惯性系在理论中的特殊地位，把相对性原理推广到非惯性系。因此第一个问题转化为非惯性系的时空结构问题。在非惯性系中遇到的第一只拦路虎就是惯性力。在深入研究了惯性力后，提出了著名的等性原理，发现参考系问题有可能和引力问题一并解决。几经曲折，爱因斯坦终于建立了完整的广义相对论。广义相对论让所有物理学家大吃一惊，引力远比想象中的复杂的多。至今为止爱因斯坦的场方程也只得到了为数不多的几个确定解。它那优美的数学形式至今令物理学家们叹为观止。就在广义相对论取得巨大成就的同时，由哥本哈根学派创立并发展的量子力学也取得了重大突破。然而物理学家们很快发现，两大理论并不相容，至少有一个需要修改。于是引发了那场著名的论战：爱因斯坦VS哥本哈根学派。直到现在争论还没有停止，只是越来越多的物理学家更倾向量子理论。爱因斯坦为解决这一问题耗费了后半生三十年光阴却一无所获。不过他的工作为物理学家们指明了方向：建立包含四种作用力的超统一理论。目前学术界公认的最有希望的候选者是超弦理论与超膜理论。