本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
有史以来最受好评的电子游戏之一,其核心机制颠覆了日常物理学。时间旅行在《塞尔达传说:时之笛》中被借用并改编成无数科幻故事,对于电子游戏来说相当新颖。它允许我们根据任务瞬间让主角林克变老或变年轻七岁。这个聪明的游戏机制在一个充满仙女和魔法的世界中不必遵守物理定律。但在药罐和药剂之中,我们真的能从科学角度理解过去和未来的时之勇者吗?
过去的林克
27年前的这个月,任天堂带给我们一个带着仙女的男孩和一个急需拯救的世界(以及小钥匙)。在《塞尔达传说:时之笛》(OoT)中,我们看到林克在时间扭曲大师之剑的帮助下,以男孩和年轻人的身份战斗。在杀死一只独眼蜘蛛、一只喷火蜥蜴和一只带电水母后,林克回到时之神殿并拔出剑。这样做会立即将他传送到圣域,在那里他的身体和思想沉睡了七年。醒来后,他回到海拉鲁王国,发现它已面目全非。不出所料,游戏开始时那个鬼鬼祟祟的小偷毁了一切。
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在物理学中,时间旅行是可能的,但前提是你想去未来。事实证明,如果你走得足够快,时间会膨胀或扩张,相对于你而言。例如,如果你乘坐宇宙飞船以光速的 99.9999999% 行驶,你以这个速度行驶 16 小时,会发现你周围的宇宙已经老化了 40 年。如果你走得足够快,你可以把自己甩到遥远的未来。
回到过去的时间旅行是另一回事。除非我们能够开发曲速引擎或学会如何利用虫洞并规避许多潜在的悖论,否则过去似乎将永远是过去,永远不会成为潜在的现在。
但即使对时间进行科学精确的调整,我们在 OoT 中看到的仍然很奇怪。没错,如果你走得足够快,你可以跳跃到未来。然而,相对论不仅影响空间,它也影响你。当以相对论速度旅行时,你的实际衰老速度会更慢。因此,当林克像亚瑟王那样从基座上拔出大师之剑时,我们一定不是在看到相对论旅行。
如果我们看看我们对 OoT 的了解,我们可以绕过时间旅行的危险。当林克拔出大师之剑时,他被带到圣域,在那里他被告知他已经静止了七年。起初,这看起来像是跳跃到了未来,但林克也被告知海拉鲁已经过去了七年。林克太年轻(而且可能太虚弱)无法阻止海拉鲁邪恶势力的崛起,因此他被隔离起来,直到他准备好为止。尽管《时之笛》中的几乎所有内容都暗示了这一点,但林克并没有快速地向前穿越时间,而是正常地度过了这段时间。
这确实留下了一种关于我们在《时之笛》中看到的事物的可能性:额外维度。
任天堂 64th 维度
流行文化中的弦理论通常是“非常复杂的东西”的代名词。的确如此;弦理论正处于解决物理学中众多谜团的最前沿,尽管它几乎没有经验证据来支持它。但它确实提出了一些引人入胜的主张。根据数学,并且为了与量子力学相吻合,弦理论断言我们生活在一个多维宇宙中,而不仅仅是四个维度。我们可以提出我们自己的主张,并建议 OoT 的圣域可能位于这些难以捉摸的维度之一中。还有什么地方比这里更适合存放三角力量呢?
这也不是一个疯狂的主张。在经典著作《平面国》中,作者描述了严格的二维生物体验第三维会是什么样的(你可以观看卡尔·萨根精彩地描述这一点这里)。第三维度居住着 3D 生物,但对于简单的 2D 生物来说是完全不可见的。他们甚至无法梦想额外的维度是什么样的。同样,如果林克从上方被拉入更高的维度,就好像他只是从宇宙中消失了,并在七年后返回。
因此,年轻的林克抓住传奇之剑的剑柄并拔出,导致他被抓到另一个维度。他在那里居住,直到他准备好对抗邪恶的加农多夫,然后被放回 64 位现实中。这并不完全科学准确,但也不是魔法。
额外维度解决了林克如何成为成年人的问题,但没有解决他如何回到年轻时代的问题。
不幸的是,对于回到过去的时间旅行,我们确实不得不求助于魔法。由于许多逻辑悖论和物理上的不可能,成年林克变成儿童林克的转变是幻想。但如果这是可能的,解释林克如何将记忆和物品向后保留在时间中的一种方法是时间融合理论,该理论旨在解决逻辑悖论。在回到过去时,成年林克与他原来的时间线融合。他承担起他孩子的身体,但保留其他一切。这就像宇宙在自我整理并防止悖论。
正如最近出版的海拉鲁历史所指出的那样,时间的调整不仅在《时之笛》中起着重要作用,而且在更大的塞尔达宇宙中也起着重要作用。事实上,林克在其中砍杀骷髅蜘蛛的三个不同的时间线。但与回到过去的时间旅行不同,这种分支时间线不仅有趣,而且在理论上是可能的。
像迪库树上的树枝
塞尔达宇宙中三个时间线的官方确立是《时之笛》结尾动作的直接结果。一条时间线追随林克在被送回过去警告塞尔达公主关于加农多夫的事情后所做的事情,导致了《姆吉拉的假面》的事件,另一条时间线追随塞尔达公主在将林克送回之后所做的事情,导致了《风之杖》的事件。通过在 OoT 结尾将林克送回过去以改变过去,塞尔达公主为宇宙增加了一个全新的分支。令人惊讶的是,我们有理论表明这真的可能发生。
分支宇宙是时间旅行和量子力学之谜带来的悖论的少数可能解释之一。具体来说,一个具有独立分支时间线的宇宙可以绕过时间悖论,在这种悖论中,一个人在逻辑上被排除在时间旅行之外。例如,祖父悖论发生在如果你回到过去并杀死你的祖父。如果你在过去杀死他,你就无法在未来存在,因此也不可能回到过去并杀死他。暂且不提弑亲,悖论使逆流而上的时间概念在逻辑上不可能。
为了绕过不合逻辑的循环,理论物理学家提出了宇宙的“多世界”解释。该理论假设时间不是一个单一的展开树干,而是许多分支,每个可能的结果都位于其中。这种想法可以解决令人费解的问题,例如薛定谔可怜的猫的问题,在您观察他之前,这只猫既是活着的又是死去的。多世界理论会指出,猫既是活着的又是死去的,每种结果都位于宇宙的一个单独分支中,并且两者都同样真实。当我们打开盒子找到一只发出咕噜声的小猫时,我们恰好位于小猫活着的那个分支中。另一个分支有一个更加阴郁的现实。
当林克被送回童年时,仍然存在一个过去,在那里他长大并击败了加农多夫,就像他在 OoT 中所做的那样,因为这已经在未来被确立。然而,一旦返回的林克警告塞尔达公主加农多夫的邪恶,另一条时间线就会涌现出来。塞尔达将林克送回过去的决定分裂了宇宙。林克在时间分支之间穿梭,这比任何变形面具或不停的仙女都酷得多。维持独立的塞尔达游戏可能紧随 OoT 其后的想法的唯一方法是援引旨在解决量子力学中最崇高思想的理论。
游戏史上最具革命性的作品之一,通过时间旅行和弦理论以及额外维度可以更好地理解,它们本身都在这个尘世领域中占有一席之地。如果这还不是另一个赞扬《塞尔达传说:时之笛》的理由,我就不知道还有什么了。
下次你听到物理学教授说,“嘿!听着!”时,也许你应该听听。
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