以每小時(shí)60英里（每小時(shí)97公里）的速度驅(qū)車旅行（我想我們并沒有違反速度限制），橫穿美國(guó)大陸本土需要50小時(shí)，環(huán)球一周需要17天。要用多長(zhǎng)時(shí)間才能到月球、火星、最近的恒星和最遠(yuǎn)的星系上去呢？如果我們想方設(shè)法到太陽系的所有行星（不包括冥王星，它將成為下個(gè)世紀(jì)初宇宙飛船的匯合點(diǎn)）上去，這種星際和星系之間的旅行還會(huì)是遙遠(yuǎn)的夢(mèng)想嗎？

 我們能否讓時(shí)間倒流，回到到處可看到恐龍的那個(gè)時(shí)期的地球？

 我們看到的一切是否果真在發(fā)生？

 答案也許會(huì)讓您大吃一驚。

到其他行星上旅行

 讓我們回到車上，在地球通向宇宙中的任何行星、恒星和星系的宇宙高速公路上開始我們的旅行。踩油門以每小時(shí)60英里的速度行駛，要用半年的時(shí)間才能到月球；在火星與地球間隔距離最近時(shí)（每26個(gè)月出現(xiàn)一次），要用93年的時(shí)間才能達(dá)到火星；需要6800年的時(shí)間才能到達(dá)太陽系最外處的冥王星。

 半年的時(shí)間并不糟糕，然而又有誰會(huì)花93年的時(shí)間去宇宙的某個(gè)地方？即使我們能到達(dá)火星，那時(shí)也得讓重孫子來安葬我們。到達(dá)冥王星需要6800年，相當(dāng)于最早的文明時(shí)代延續(xù)至今的年數(shù)。很顯然，時(shí)速60英里的速度，不能進(jìn)行星際旅行。好在我們有時(shí)速更快的飛行器。

 1947年，美國(guó)空軍飛行員查理斯·耶格爾首次突破聲音的障礙，以超過每小時(shí)670英里（每小時(shí)1078公里）的速度飛行。6年后，他創(chuàng)造了新的飛行紀(jì)錄，比以前的速度快2.5倍。在這之后，1969年阿波羅10號(hào)指揮艙內(nèi)宇航員的速度為時(shí)速24，791英里（時(shí)速39，896公里），這是人類旅行的最高速度。不載人的宇宙飛船的速度更快。其中，以每小時(shí)115，200英里（每小時(shí)185，391公里）或每秒32英里（每秒51公里）的巡航速度繞太陽飛行的美國(guó)宇航局的德國(guó)建造的太陽神探測(cè)器是速度最快的宇宙飛船（在離太陽最近時(shí)，速度可達(dá)到每秒44英里，但這個(gè)速度不是常量）。只有這個(gè)速度才能滿足我們到遙遠(yuǎn)星球上去的需要。因此，我們停好車，登上太陽神探測(cè)器（其實(shí)我們無法登上這個(gè)無人駕駛的飛行器）。以32英里/秒的速度旅行，13分鐘可繞地球飛行一周，2小時(shí)到達(dá)月球，18天到達(dá)火星，3.5年到達(dá)冥王星。情況大有改善。

到其他恒星上去

 人類到其他恒星上去可不是一件大美差。半人馬星座比鄰星是離我們最近的恒星（這里當(dāng)然不包括我們自己的太陽）之一，與地球相距25萬億英里遠(yuǎn)，即地球到冥王星距離的7000倍。我們乘坐太陽神探測(cè)器到達(dá)半人馬星座比鄰星，要用25，000年。我們星系中的其他恒星都比半人馬星座遠(yuǎn)上百上千倍。其他星系就更遠(yuǎn)了。我們的銀河系有數(shù)百顆以巨大的螺旋形排列的恒星。我們所看到的空中的恒星只是該螺旋形的一部分。其他星系更遙遠(yuǎn)，若不用高倍望遠(yuǎn)鏡，就辨不出其中的各顆恒星（在宇宙的萬億個(gè)星系中只有5個(gè)能夠用肉眼看到，它們?cè)谔炜罩蟹謩e只有一個(gè)小黑點(diǎn)）。

 由于恒星和星系之間相距遙遠(yuǎn)，英里這一測(cè)量單位很快變得不實(shí)用。天文學(xué)家改用光年（ly）。光年是光在真空中傳播一年的距離，約為5.9萬億英里（9.5萬億公里）。半人馬星座離地球約4.2光年，即從地球到半人馬星座，光約需要4.2年。上面已談到，太陽神探測(cè)器的速度是光速的6％，飛完這段距離需要25，000年。光穿過銀河系的螺旋形，需要10萬年；太陽神探測(cè)器需要6億年。這個(gè)距離實(shí)在讓人吃驚。我們能夠在有生之年到達(dá)銀河系中最近的恒星嗎？

加快速度

 顯而易見，即便以32英里/秒的速度進(jìn)行星際旅行還不夠快。光的速度最快，它在空間等真空的速度為每秒186，300英里（299，800公里/秒）。問題在于在連續(xù)的時(shí)間段要能夠提供足夠的推力。推力產(chǎn)生加速度，進(jìn)行星際旅行的飛船所需加速度為1個(gè)重力加速度（lg）或接近1個(gè)重力加速度，這是地球和物體之間的重力產(chǎn)生的自由落體加速度（不考慮空氣阻力）。這個(gè)速率為32英尺/平方秒（9.8米/秒²）。即巖石從高層建筑物上落下時(shí)，1秒鐘后速度達(dá)到32英尺/秒，2秒鐘后為64英尺/秒，3秒鐘后為96英尺/秒，依此類推每秒鐘增加32英尺/秒。如果飛船能做到以這個(gè)速率加速，一年后能達(dá)到光速！

 但我們現(xiàn)在還做不到這一點(diǎn)。我們現(xiàn)在所用的化學(xué)推進(jìn)火箭不能提供完成遠(yuǎn)程飛行所需的推力?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒是非核燃燒，燃料的燃燒效率很差，不能提供足夠力量?；鸺剂舷洳荒軘y帶足夠的燃料。

 核推進(jìn)系統(tǒng)就強(qiáng)多了，而這種系統(tǒng)正在研究中。裂變反應(yīng)堆釋放能量的方式與原子彈和核電廠一樣，采用現(xiàn)代技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)。它們提供的加速度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于光速的1％。在3星期～4星期中可到達(dá)外行星，用400年的時(shí)間到達(dá)半人馬星座。

 核聚變是實(shí)現(xiàn)核推進(jìn)的另一種更好的方法，這是太陽、其他恒星和氫彈釋放能量的方式。遺憾的是，在受控核聚變中，現(xiàn)有技術(shù)也不能釋放足夠的能量。未來的宇宙飛船可能根本不必?cái)y帶燃料。例如，帆船或宇宙飛船配有直徑為數(shù)百英里的帆，在飛行過程中可以從太陽風(fēng)（太陽發(fā)出的高能、高速帶電粒子流）獲取能量。從理論上說，這類宇宙飛船能達(dá)到飛往恒星所需的lg加速度。夢(mèng)想家們也在設(shè)計(jì)其他的異想天開的技術(shù)，例如物質(zhì)-反物質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)（一種能將在空間中廣泛分布的氫原子聚集和集中起來用作核燃料的新發(fā)明）。

 即使我們能夠以光速或接近光速旅行時(shí)，旅行范圍也限于我們?cè)谟猩昕蛇M(jìn)行探索的星體。在我們的銀河系中最遙遠(yuǎn)的恒星離我們8萬光年。麥哲倫云是離我們最近的星系，有約17萬光年之遙。宇宙中最遙遠(yuǎn)的星系距地球約有150億光年。即使以光速旅行，看來我們也會(huì)被茫茫無際的宇宙所困，也只能到達(dá)鄰近星系中的幾百個(gè)恒星。

 難道只能如此嗎？未必！

時(shí)間旅行

 運(yùn)動(dòng)物體接近光速會(huì)出現(xiàn)令人費(fèi)解的現(xiàn)象。對(duì)隨光一起旅行的任何物體和人員來說，時(shí)間慢了下來。這是愛因斯坦的狹義相對(duì)論的部分內(nèi)容（參見《一切事物都是相對(duì)的：狹義相對(duì)論》），利用原子鐘進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)證明了這一點(diǎn)。并非只有時(shí)鐘減慢，化學(xué)反應(yīng)和生物過程也減慢了。這一現(xiàn)象叫時(shí)間膨脹。

 運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間變化不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。光速降到一半或四分之一時(shí)，時(shí)間變化率并沒有分別降到一半或四分之一。只有速度十分接近光速時(shí)，時(shí)間膨脹才明顯（見表1）。時(shí)間膨脹成為現(xiàn)實(shí)，令人驚嘆不已。速度十分接近光速時(shí)，空間旅行者衰老的速度是沒有進(jìn)行旅行的人的千分之一或萬分之一。在地球上已過去了10萬年，而我們的空間冒險(xiǎn)者也許只長(zhǎng)了10歲。地球上已經(jīng)歷數(shù)代滄桑，文明已經(jīng)歷多次興衰，冰期出現(xiàn)又消失多次。這位空間冒險(xiǎn)者在空間僅度過10年。人類在時(shí)間膨脹中生活，生命好像暫時(shí)停止了，實(shí)際上能夠到遙遠(yuǎn)的恒星和其他星系中旅行。最主要的障礙是我們無法達(dá)到光速。

 時(shí)間膨脹不僅為探索人類能力力所不能及的宇宙提供了方法，它也是一種時(shí)間旅行（一種科學(xué)幻想活動(dòng)，指人離開現(xiàn)在而置身于未來或過去——譯注）。如果空間旅行者能活萬歲，那么他們不就在未來旅行嗎，體驗(yàn)未來嗎？畢竟，他們?cè)凇斑^去”的9920年前就去世了（假定人的壽命為80歲）。

 假如我們同意以下假定，即時(shí)間膨脹的現(xiàn)象不是時(shí)間旅行——既不是未來時(shí)間的一部分，也不是過去時(shí)間的一部分。我們都知道即使用光速旅行也需要時(shí)間，旅行做不到即刻到達(dá)。例如，光從月球到地球需要1秒多鐘。陽光到達(dá)地球需要約8分鐘。半人馬星座比鄰星的光到達(dá)地球需要4.2年，M104星系的光到達(dá)地球，需要4000萬年。我們抬頭看到的月亮是1秒多鐘之前的月亮，太陽光是在8分鐘前出現(xiàn)的，半人馬星座比鄰星閃爍的光是4.2年前的。用功能很強(qiáng)的望遠(yuǎn)鏡看到的M104發(fā)出的光是4000萬年前的。我們所見到的一切都是過去的。我們生活在過去。如果太陽突然爆炸并消失，我們?nèi)阅芸吹剿诳罩杏殖掷m(xù)閃耀8分鐘。在這8分鐘內(nèi)，我們?nèi)允艿狡渲亓Φ挠绊憽?/font>