古语有曰:天上一日,下界一年。
很久以前,有一个渔夫出海捕鱼,快被冻死的时候,升入了天上,在天上载歌载舞,过得很是快乐潇洒。在天上玩了8天后,他说自己想念家人,于是神仙帮他回到人间。可是当他回到人间后才发现,地上已经过了80年,妻儿已不在,这时才追悔莫及。
这个寓言故事利用“天上一日,地上一年”的概念,表达了在时间流逝面前,人类寿命的短暂。同时也表达了快乐时光的短暂和痛苦经历的弥久。
其实自中国古代以来,就有很多哲学家、文学家表达了对时间和空间概念的自我理解和幻想。天上一天,地上一年,在很多的古代神话故事中和小说中都有相应的说法。如,著名的小说《西游记》。当然从古至今,人类从未停止过对时间空间的探索。
20世纪,爱因斯坦提出了相对论,人类对时空的认知才进入了一个新的高度。
爱因斯坦的很多学生曾经问他,什么是相对论?爱因斯坦只说了短短一句话。他对他的学生微笑着说,当你坐在一位美女身边两个小时时,你觉得时间只过了一分钟,但是当你紧挨着一个火炉,你虽然只做了一分钟,但却感觉像过了两个小时。就是这样一个直白的解释,后来成为了广为流传的经典故事。也正是从爱因斯坦开始,诞生了很多的物理学家和天文学家,研究宇宙的时空本质时,都是基于爱因斯坦的相对论研究。
物理学家基普索恩就是一位爱因斯坦疯狂的崇拜者。他致力于黑洞引力的研究多年,并且在年因为发现引力波的存在获得了诺贝尔物理学奖。而在这之前,他还曾和好莱坞著名导演克里斯托弗诺兰合作了一部史诗级科幻片,《星际穿越》。
年11月12日,科幻电影《星际穿越》上映。
这部电影中的各种宇宙中发生的时空效应,如黑洞引力、引力弹弓、穿越虫洞,以及引力越大时间越慢的很多理论基础,都是经黑洞引力研究的著名物理学家基普索恩亲手计算。在电影院看到了那么多震撼视听的宇宙场面后,我们难免会抛出很多疑问,这些场景真实吗?特别是关于“地上一小时,天上已过7年”这样的说法?
当然,这些都是真实的。基普索恩在他出版的电影同名科普著作《星际穿越》一书中提到,他提出的关于卡冈图雅黑洞附近米勒星球的引力设定时,是根据爱因斯坦相对论的公式E=MC^2的理论基础计算而来。作为一个专业前端的LIGO引力波探测方面的博士,基普索恩曾进行了大量的公式计算来证明“地上一小时,天上已过7年”这个概念的可行性。
在《星际穿越》电影中,老教授布兰德的那块黑板上写得密密麻麻的公式,其实就是基普索恩写下的,那还只是一部分公式而已。基普索恩经过了大量的计算,通常需要一周左右的时间才能完成一个诺兰导演设想的富有创造力的想法的可行性计算。
在电影制作期间,诺兰导演提出了很多天马行空的想法,在基普索恩看来,这些想法有些是根本不可能实现的,但有些比如“地上一小时,天上已过7年”这种,就有可行性,但这需要大量的计算以保证卡冈图雅大黑洞和米勒星球之间的距离,使黑洞对米勒星球的引力刚刚好就停留在能保证“地上一小时,天上已过7年”这样的距离上。
后来,电影出来后,我们看到,库珀和布兰德前往米勒星球后,遇到的巨浪,以及回到飞船看到同行的伙伴老了23岁的样子。以及电影中最催泪的部分,库珀看到了长到和自己一般大的女儿,和自己已经结婚生子的儿子。
克里斯托弗诺兰导演对时空差异、以及这种差异作用在人类身上产生的效果,展现得极具对比性。在浩瀚的宇宙面前,人类的寿命短暂地渺小,引力产生的“钟慢尺缩”效应使得米勒星球的引力要比地球大很多,这直接产生了时间上的差异。
爱因斯坦曾说过,如果一个人以接近光速行走,那么他的钟表会走得很慢,尺子也会缩得很短。
相对论刻画了宇宙的物理本质,也揭示了宇宙的黑暗。
在浩瀚无际的宇宙里,人类的寿命极其短暂。宇宙中两个星系的相撞需要几千万年甚至上亿年才能完成,超新星的爆发需要几千万年的时间,一颗恒星的坍缩变成中子星或者黑洞的过程也需要几千万年。
可以说,在宇宙的时空尺度面前,人类的寿命短暂地如同蜉蝣一般渺小。
当然,虽然我们的寿命短暂。但是我们却能在短暂的生命中发挥出无限的价值,为社会、为人类文明。
刘慈欣的小说中,很多的外星文明,下一代的记忆会存留上一代的记忆。这样每个外星人都会有储存了前几代人所有的知识,他们的文明发展十分迅速。这些外星人观察到地球的时候,说:
这个文明是怎么做到,从出生开始的前20年,便掌握整个文明所拥有的知识的?
答案是老师。
传承,这应该就是,人类文明,之所以伟大的原因吧。