前言(2)
上高中的时候,我在妈妈的车库里装配了一台核粒子加速器,作为科学展览的参展作业。我去西屋(Westinghouse)公司收集了400磅废变压器钢。在圣诞节期间,我在高中的足球场上绕了22英里长的铜丝。最终,我制造出了一台功率230万电子伏的电子感应加速器,它需要消耗6千瓦电力(相当于我家房子输出的总功率),能产生相当于地球磁场2万倍的磁场,目标是能制造出威力足以产生反物质的γ射线。
我的科学展览项目使我进入了全国科学展,最后还使我梦想成真,获得了哈佛大学的奖学金。在那里,我最终得以追求成为一名理论物理学家的目标,并且追随我的偶像——爱因斯坦的脚步。
如今,我会不时收到来自科幻小说作家和剧本作家的电子邮件,让我帮助他们探索物理定律的极限,使他们的故事更具说服力。
“不可能”是相对的
作为一名物理学家,我认识到“不可能”常常是一个相对而言的词汇。在长大的时候,我记得我的老师有一天走近挂在墙上的世界地图,指着南美洲和非洲的海岸线,“这难道不是一个奇怪的巧合吗?”她说,“两者的海岸线形状相互吻合,简直就像一块拼图!有些科学家推测它们可能曾经是同一块辽阔大陆的两个部分。但那是愚蠢的。不可能有力量能推开两块巨大的陆地。”“这样的想法是无可救药的。”她最后说。
那之后的一年,我们学到了恐龙。老师告诉我们,恐龙统治地球上百万年,然后有一天它们全部消失了。没有谁知道它们为什么死亡殆尽。难道这不是怪事吗?一些古生物学者认为可能有一颗来自太空的流星杀死了它们,但那是不可能的,那更像是科幻小说里发生的事情。
今天,我们知道,在板块构造中大陆确实会移动,并且6 500万年之前一颗直径达6英里的巨大流星最有可能是毁灭恐龙与地球上许多生命的元凶。在我自己的短暂人生历程中,我已经一次又一次目睹了看起来不可能的事情成为确定无疑的科学事实。所以,或许有一天我们能将自己从一个地方隐形传送到另一个地方,或者建造出一艘宇宙飞船在某一天带我们飞跃以光年计的距离到达其他星球,这些难道不可能吗?
一般来说,这样的伟业在如今的物理学家看来是不可能实现的。它们是否会在几个世纪内成为可能呢?或者是在几千年后,当我们的科技更加发达的时候?又或者是在100万年后?从另一个角度来说,如果我们通过某种途径遇见一种比我们领先100万年的文明,他们的常用科技对我们来说是否会显得“像魔法”呢?这是贯穿本书的中心问题之一,某些事物会仅仅因为在今天是“不可能的”,就在未来的数百年或百万年中仍旧是不可能的吗?
由于在过去一个世纪中科学取得了长足的发展,特别是诞生了量子理论与广义相对论,现在我们已经可以大致估计一部分这些梦幻般的科技将在何时(如果的确会有那么一天的话)可能实现。随着更为先进的理论——比如弦理论的产生,连一些属于科幻范畴的概念——如时间旅行和平行宇宙,现在也正被物理学家们重新评估。回想150年以前那些被当时的科学家宣布为“不可能”的科技,如今已经发展成为我们日常生活的一部分。儒勒·凡尔纳在1863年写了一部小说:《20世纪的巴黎》(Paris in the 20th Century)。这部小说被尘封并且遗忘了长达一个多世纪,直到凡尔纳的重孙发现了它,并且在1994年首次出版。在书中,凡尔纳预言了巴黎在1960年可能会呈现的面貌。他的小说中充斥着在19世纪看来显然不可思议的科技,包括传真机、一个世界性的通讯网络、玻璃建造的摩天大楼、燃气动力汽车和高速高架火车。