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第2章（第1页）

你们的辛勤劳动将会流芳百世!

第一章

时间旅行的基础：来自量子力学和超弦理论

时间旅行是潜在的人在潜在的空间里进行的。

我会告诉你谁能让时间在此刻缓慢前行;

谁能让时间在此刻稍微加速;

谁能让时间在此刻飞速前进;

而谁又能让时间在此刻停止。

‐‐威廉•莎士比亚（williashakespeare）

人都会有一种超自然意识，使其超越空间与时间的正常边界‐‐需要说明的是，有一个超越了物质世界的维度存在。

‐‐埃德加•米歇尔（edgaritchell），阿波罗14号宇航员

时间和重力的历史理论

欢迎来到101时间旅行。数千年来，我们多次尝试去解释或者描述万有引力以及一种&ldo;时间&rdo;现象。在古代哲学文章里，这种现象有时被称作&ldo;时间之箭&rdo;。为了获得对时间旅行的充分了解，我们需要理解时间、地心引力以及&ldo;统一场&rdo;的历史理论。

我们对于我们周遭的各种物理力量仍然还不能全然理解。但随着时间的推移，我们能更好地理解存在于我们周围的神奇宇宙以及它运作的方式、时空之间的相互影响以及无处不在的所谓的量子场。发现超时空裂洞以及其它时空隧道是理解宇宙如何运作及其神奇本质的必然结果。

虽然西方社会经历了许多黑暗时代，但是早在公元前330年，亚里士多德（aristotle）所谓的四元素‐‐土壤、水、空气和火，自然界中都有其独特的地位。他认为，地球上的物质尽管本质相同，但是重量较大的物质下落的速度较快，能够比其它物质更快落到地上。

伽利略•加利雷（galileogalilei，1564-1642）在1604年推断重力产生了一种明确的加速度，而不是速度，并且这种加速度对于真空中运动的物体的影响是相同的。重力加速度的普遍性正是基于众所周知的弱等效原理。

当艾萨克•牛顿（isaacnewton，1643-1727）先生于1606年意识到月球轨道的运行如同苹果掉落到地上一样都依赖于地心引力时，他为地心引力理论做出了重大的贡献。在引力公式中，引力与其到地心距离的平方成反比。牛顿将平方反比定律与他的三大运动定律、物体之间的引力以及它们之间距离的平方的反比结合在一起，形成了重力普遍理论。此理论阐述了在每个物体之间都存在吸引力，其大小与它们之间距离的平方成反比。

勒奈•笛卡尔（renedescartes，1596-1650）在较早的时候根据行星上的内部压力漩涡提出了非定量的引力理论，但是牛顿并没有提供引力产生的原因。实际上，他甚至拒绝将它称为一种引力，而是将它称为&ldo;机体相互之间产生的重力吸引&rdo;。这一理论足以推出开普勒（kepler）的行星运动理论、海洋潮汐以及分点岁差规律。在1846年，人们利用这一理论推测并发现了一个新的星球‐‐海王星。因此，牛顿的万有引力定律被认为是人类科学史上最伟大的突破之一。

如果用数学的方式来表现牛顿的万有引力定律，那么万有引力是f，它的公式为f=g（1）（2）r2，其中两个粒子的质量分别为（1）和（2），粒子之间的距离为r。g是万有引力比例常数，它是一个不能够用太阳系观察数据来确定的未知量，它能够提供质量的比例以及g和质量之间的乘积。g的值最初是由亨利•卡文迪什（henrycavendish）在1798年确定的，他计算出了两个已知重量的球体之间的万有引力的大小。这个实验后来被称为&ldo;测量地球的重量&rdo;，因为一旦g的值确定了，那么地球的重量（e1），就能够根据天文学上的g（e）价值公式来得到确认。这个实验已经在多次重复的基础上有了很大的提升。目前学术界公认的g的值为667259&tis;10（-11）n•2kg2。

现代理论

1905年，阿尔伯特•爱因斯坦（alberteste）提出了相对论，这个理论很好地修正了牛顿的万有引力定律。爱因斯坦试图以一种与观察者的移动相独立并与所选择的坐标相协调的方式来描述引力。他的工作促使了几何理论的产生，这种理论通过纯粹的时空连续体来描述地心引力。根据这一几何理论，地心引力影响着一切在空间中运动着的所有形式的物质和能量。因此，爱因斯坦的理论服从弱等价原理，所有做自由落体运动的物体的重力加速度相同。

除了描述了地心引力对物体的影响，爱因斯坦还描述了物体对于地心引力的影响。爱因斯坦在1915年完成的这个理论被称为广义相对论。尽管爱因斯坦的理论与牛顿的理论有着很大的不同，但是它们在系统（这个系统的引力场十分微弱，其速度与光速比较起来也很慢）预测上基本有着相同的效果。行星运动促使了经典牛顿理论的产生。但爱因斯坦的理论解释了一些牛顿从未意识到的存在于太阳系中的现象。

比如水星近日点进动。19世纪，根据牛顿理论的预测，人们认为它会以每世纪43&pri;的速度进动;爱因斯坦理论所预测的结果与其在岁差上有着很大的不同。另一个类似的自然现象是太阳引力场中光线的弯曲度，牛顿的理论根本没有预测到这一现象的出现。爱因斯坦关于日全食的预测在1919年得到了亚瑟•s爱丁顿（arthurseddgton）的证实，随后由其他人将准确率提高了1。爱因斯坦也同样预测了引力红移效应，它是强大的引力场中所发出的电磁波频率的变化现象，这个预测最终在1960年由罗伯特•庞德（robertpound）和格伦•雷布卡（glenrebka）进行了验证。在引力红移效应得到证实之后，1964年，欧文•夏皮罗（irvgshapiro）在这个理论的基础上，利用广义相对论预测了经过太阳附近的信号的延迟。

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