2024年7月9日星期二

反物質有可能實現嗎

□ 陳思進


超越時空


我在《熵增能否確定時間的方向——<信條>中的科學問題(中)》一文的最後部分,談到時間旅行是科幻故事中常見的主題。不過,這樣的作品也很容易陷入「祖父悖論」之中。


顯然,在《信條》電影中,祖父悖論的問題也沒有獲得妥善解決。而解決祖父悖論最好的辦法,迄今為止,只能運用量子力學中的「老梗」——平行世界才能自圓其說。


在《超越時空》專欄中我之前曾經談到,在量子物理中,「多個世界(世界線)理論」可以如此理解:對於每一個似乎隨機的事件來說,只要它的可能性不是零,它所有可能的情形都會在不同的平行世界中發生,造成歷史的分支。


這也就是量子力學中的另一個老梗——「薛定諤之貓」(看似悖論)——表示了每當有量子事件發生,就會有平行宇宙大量繁殖和分化出來,每個可能存在的宇宙都是如此。換言之,波函數從未崩潰,它只是繼續發展,愉快地分裂成無數個宇宙。這意味着在一個平行宇宙中,納粹可能贏得了第二次世界大戰,但在另一個平行宇宙中,西班牙無敵艦隊卻從未被打敗,結果是每一個人都在說西班牙語;也有可能在另一個宇宙中,貓王仍然活着、阿爾·戈爾(Al Gore,美國前副總統,20年前競選總統時輸給了小布殊)成為了美國總統……


自從得知可能有無數個平行宇宙之後,我時常想像:有無窮多的我的變異版本,正過着「他們」的平行人生,每一刻都有更多複製品突然出現,開始延續我那許許多多的「另一種」未來。


不過在電影《信條》中,雖然也提到並解釋了平行世界,卻沒有運用其來推動故事,諾蘭一定知道其故事線陷入了祖父悖論之中,應該是因為平行世界和故事的設定不搭吧。


寫到這兒,好像還意猶未盡,那就再談一下《信條》中提到反物質,還是再從「熵」談起。


大家有沒有注意到「熵」和生命的誕生似乎是有矛盾的。熵增決定了這個宇宙從有序到無序——所有有型的東西漸漸地都會變得無形;然而,生命卻是一個非常精緻的有序的系統。儘管整個宇宙在朝無序的方向發展,但是在宇宙之中,卻會時不時地誕生生命—— 一個有序的系統。


生命就是一個逆熵增的夢想過程,需要額外的能量輸入(額外能量即是生命的動力)企圖來延緩熵增。即便如此,任何生命的個體乃至族群最終都敵不過自然法則,即敵不過熵增。生命僅僅是短暫的對抗熵增,為此還不得不裹挾系統以外的能源,例如食物。一旦能源斷了,生命也就只能加快熵增,進而化為塵埃。因此,任何生命(包括人類和動植物)都在為逆熵增(求能源以求生)而競爭,不時地合作也只是為了更優化其競爭力。


要特別注意的是,對於生命來說,時間也只能朝着一個方向走——前方。而反物質的時間是反向的。


在電影《信條》中,未來人對反物質的研究已經達到一定的程度,他們研究出來一個可以把正物質轉換成反物質的機器,那麼轉換出來的東西的時間就是逆流的。不管把什麼東西放進去都可以,人進去了再出來也是「反人」——時間流淌的順序不一樣,這個能把正物質轉換成反物質的東西,在《信條》裏叫「旋轉門」,進去之後再出來,它就變成反物質了,其中逆轉的子彈也是通過旋轉門得到的。


更為誇張的是,未來有個女科學家研究出一個「演算機」,旋轉門只能把單個東西逆轉,而演算機可以把整個世界逆轉……


什麼是反物質呢?迄今我們看到的物質都是正物質,和正物質性質完全相反的就是反物質,甚至連時間也是反的,即反物質的時間是倒流的。


在自然界中幾乎沒有發現反物質,後來,科學家在實驗室里做了出來,如在CERN(歐洲核子研究中心)做出了「反氫」,即反質子。也就是說,我們也可以製造出反原子(由正電子圍着反質子轉動)、反元素、反化學、反人類,反地球、反太陽等等,甚至反宇宙都是可能的。


談到這兒不禁想起,我最欣賞的作家之一丹·布朗(超級暢銷書《達·文西密碼》的作者),在小說《天使與魔鬼》中,描寫了一小撮極端主義者策劃了一場陰謀,用一枚從CERN偷來的「反物質彈」企圖炸毀梵蒂岡。


這有可能實現嗎?


理論上而言,1克反物質和正物質一相遇,它們就會同歸於盡同時湮滅。而根據智能方程,當它們的所有質量轉化為能量了,就會大爆炸,輕鬆毀滅人類、太陽系,甚至整個宇宙。


不過,CERN在1分鐘之內最多能製作一千萬個「反氫」,看似很快很多吧,但是要知道,哪怕以這個速度製作出1克反物質需要一千億年(地球壽命才四十幾億年)……所以,無論旋轉門、演算機,還是反物質彈,都還只能出現在科幻作品裏。


當然,看科幻電影並非讓大家學物理,就像電影《信條》裏的那位科學家說的:別試圖去理解它,去感受它。


(作者系加拿大某國際財團風險管理資深顧問,科幻作家)


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