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1、 时间和空间时间和空间 时间是唯一能穿越所有维度的存在，它可以在不同维度空间里变慢或者变快，但无法倒流！星际穿越 不要妄想改变过去,过去任意一个细节的改变都会引起未来翻天覆地的变化,当然,那永远不是你想要的结果。蝴蝶效应1PPT课件n时空问题不仅是一个哲学问题，也是一个科学问题，从古到今，哲人和科学家就一直在探索，如今仍然没有一个确定的答案。在古希腊神话中，原始的时间神祗是克罗诺斯（Chronus），又称时间之神，宇宙之初最先诞生的神祇。后来由丰饶女神瑞亚（Rhea）来掌管时光岁月的流逝，以及时序诸女神来掌管时节或者季节。在中国汉族神话中，掌管时光运行的是“羲和”和“常仪”。当人们无法用理性来
2、解释时间时，只能想象出掌管时间的神灵。2PPT课件n亚里士多德认为，“时间不是运动，而是使运动成为可以计数的东西”，“时间是关于前后的运动的数”，以及“时间是运动和运动存在的尺度”。也就是说，时间是和运动密不可分的，运动的前后连续性就是时间。可以说，亚里斯多德的这种观点奠定了西方时间观的基石。3PPT课件n中世纪神学家奥古斯丁提出了另外一种时间观，把时间同心灵联系起来，他认为，“现在是时间的全部；时间是心灵自身的延伸”，“或许说,时间分过去的现在、现在的现在和将来的现在三类。如果说亚里斯多德的时间观是客观时间，那么奥古斯丁的时间则是主观时间，时间就是现在或当下，我们活在每一个当下之中，过去只是
3、已经消失的现在，未来是将要到来的现在。4PPT课件n牛顿在其1687年发表的自然哲学的数学原理一书中给出了如下定义：“绝对的、真实的数学时间，就其自身及其本质而言，是永远均匀流动的，它不依赖于任何外界事物”。牛顿认为，绝对时间具有客观性，与个人的感觉无关；绝对时间具有单向性，历史不可能倒演；绝对时间均匀地流逝着，与个别物体的运动状态无关。牛顿的这种时间观重回亚里斯多德式的客观时间，也符合我们的直觉，直到爱因斯坦的相对论推翻它，但是爱因斯坦的相对论却不那么符合我们的直觉。5PPT课件n哲学家康德（1724-1804）认为时间和空间是感性直观的纯形式，时间是内感官的纯形式，而空间是外感官的纯形式。
4、时间和空间都是我们与生俱来的、先天就有的一种心理结构。我们人类这个物种是通过时间维度去审视我们的内心世界，而通过空间维度去审视我们的外部世界。6PPT课件n法国柏格森(1859-1941)在创造进化论等著作中把时间区分为两种，一种是习惯上用钟表度量的时间，他称之为“空间时间”。其二是通过直觉体验到的时间，即“心理时间”，对此他称之为“绵延”。7PPT课件n在牛顿经典力学中，时间和空间彼此独立，没有任何联系。而在爱因斯坦的狭义相对论中，时间、空间和运动着的物质不可分割地联系在一起，组成四维时空，构成宇宙的基本结构，单独谈论空间和时间没有任何意义。根据狭义相对论，当物体（钟）以接近光速运动时，“钟
5、”指示的时间会变慢。而当物体(尺子)在以接近光速的速度运动时，其长度沿速度方向会缩短。通俗的说，“时空的相对性”会造成高速运动物体的“钟慢、尺缩”效应。8PPT课件n根据狭义相对论，我们可以进行这样一个思想实验：有一对双生兄弟，其中一个进入一艘宇宙飞船作接近光速的长程太空旅行，而另一个则留在地球。结果当旅行者回到地球后，我们发现他比他留在地球的兄弟更年轻。这有点类似于中国民间故事中，“天上一日，地上十年”。虽然这种说法比较夸张，但是还是有一定科学依据的。9PPT课件n在电影星际穿越中，两位宇航员离开母船而进行星际旅行，等到他们几个月后回到母船，上面留守的宇航员已经老了27岁。美国探索频道甚至还
6、拍摄了一部纪录片星际穿越中的科学。10PPT课件n有的人根据狭义相对论进一步推测，运动速度越接近于光速，时间越慢，那么当运动速度达到光速时，则时间停止，而当超越光速运动时，时间会倒流。当然，根据爱因斯坦的理论，一切物体运动速度都不能超越光速，一旦超越光速，相对论将不再有效，也就是说，我们现在的物理定律将失效，这是一个我们无法理解的世界。11PPT课件n而在广义相对论中，引力被描述为时空的一种几何属性（曲率）；按照广义相对论，在局部惯性系内，如果不存在引力，一维时间和三维空间组成四维平坦的欧几里得空间；而如果存在引力，引力引起时空弯曲，因而时空是四维弯曲的非欧黎曼空间。举个例子来说，一个石头由于
7、地球的引力而下落（这是我们所通常熟知的），可以描述为：由于地球的引力而产生了时空的弯曲，石头本身没有动，而是石头所处的时空在弯曲而已。12PPT课件n纪录片PBS爱因斯坦的相对论、改变世界的方程-相对论的故事、爱因斯坦的生死方程、爱因斯坦的大脑等介绍了爱因斯坦的相对论理论。13PPT课件14PPT课件n广义相对论认为，万有引力的本质是时空弯曲。如果一个恒星非常巨大，到最后就有可能支撑不了自己的引力，成为黑洞。在宇宙到处充满了黑洞，在天文学上已经被证实了比如银河系的中心就是一个巨大的黑洞。15PPT课件n电影黑洞危机讲述了在美国一个中心城市的科学实验室里，一个粒子的加速装置发生了意外，导致实验室
8、里产生了一个不断扩大的黑洞并且从黑洞中走出一个拥有极大电流的恐怖异种，这一切使得整个地球开始巨烈的震动并开始迅速吞噬着一切，房屋、生命乃至整个地球。16PPT课件n黑洞讲述了在外太空探险的美国“天鹅号”太空船，由冷酷严峻的蓝刻博士领导，他有一个狂妄的科学计划，机缘巧遇的“天鹅号”找到了宇宙最神秘的禁地黑洞，他们不顾一切的闯入，经历了人类前所未有的冒险历程。n以黑洞为题材的电影还有黑洞频率、黑洞表面、战栗黑洞、黑洞乌托邦、黑洞拦截、黑洞异变、虚无等。17PPT课件n黑洞产生的时空弯曲非常大，所以在黑洞附近的一个范围内，即使速度最快的光也无法逃逸，所以黑洞外的我们无从得知黑洞里发生了什么，这个边界
9、就叫“视界”。爱因斯坦和他的助手罗森，构想了一个模型如果有两个黑洞，表面看不在一个时空区域，但是它们通过某种方式连接在了一起。这两个连起来的黑洞，就像是一座桥，把不同的两个点连在一起，从这个黑洞进去，就能从另一个黑洞出来。这个理论被称为“爱因斯坦-罗森桥”，这个时空之桥被称为“虫洞”。18PPT课件n因此，通过虫洞，我们可以实现超远距离的星际旅行，这种旅行比前面提到的以光速运动来进行旅行还要快！比如，我们要抵达距离我们6.5光年的最近的宜居星球，即使以光速运行，也要6.5年之后才能抵达，以光速的千分之一来运行，需要6500年才能抵达，而通过虫洞，也许我们仅仅需要几个小时就可以抵达！n根据开普勒
10、望远镜所获得的数据，天文学家对德雷克方程进行改进，并估算出最接近我们的宜居类地行星可能只有6.5光年的距离。19PPT课件n美国著名学者卡尔萨根的科幻小说超时空接触被好莱坞改编成了电影。女主角穿越了虫洞，来到了宇宙中的不同星系，看到了其他智慧生物生活的星球。n韩剧来自星星的你的片尾处，“都教授”最后借助“虫洞”返回地球与千颂伊见面。n20世纪60年代的电影决战猩球中，三名宇航员意外卷入时空隧道之中，而降落在一颗由猩猩统治的星球上。这几名宇航员飞行了一年半，而地球上的时间则过了两千年。n银河访客的片尾处，保护号太空飞船必须要穿越黑洞才能返回地球。20PPT课件n而在当前，试图把量子力学（处理微观
11、世界）同相对论（处理宏观世界）相统一的最前沿科学理论是“弦理论”。弦论的一个基本观点是，自然界的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的点状粒子，而是很小很小的线状的“弦”。21PPT课件n优雅的宇宙是探讨二十世纪物理学一项重大发现“弦理论”(String Theory)的纪录片，从爱因斯坦到现代在“弦理论”上的发展过程，深入浅出地作出介绍。弦理论认为宇宙原本有十一次元空间，及后发生了一场爆炸，使当中一些次元收缩到基本粒子的空间之中，造成天文物理学家在观测天象时出现差距。22PPT课件n根据弦理论科学家提出了多维空间的假说。我们现在所熟知的世界是一维的时间加上三维的空间，即四维时空，但是科学
12、家认为空间不仅仅只有三维，可以有多维，甚至可以有十一维，但是我们目前只能感知到三维空间。如果我们能在高于三维的空间中进行操作，那么就可以办成很多在三维空间中无法想象的事情。23PPT课件n例如在星际穿越中，主人公进入黑洞而到达四维空间的情境。在电影异次元杀阵：超级立方体中，科学家根据计算，设计出四维空间的模型，并且把这个模型灌输到一群被催眠的人的大脑中，于是这些人在梦魇中被困在四维空间之中。24PPT课件时间旅行 n英国著名物理学家斯蒂芬霍金认为，时光之旅在理论上是可行的，他提出了三种理论上可行的时空旅行方式。方法一：虫洞。时光隧道也许就是虫洞。人类也许能够捕获某一个虫洞，将它放大到足以使人类
13、甚至宇宙飞船从中穿过。也就是说，虫洞不仅仅是实现空间跨越的方式，也是时间穿越的方式。25PPT课件n方法二：黑洞。超大黑洞可以更明显地降低时间流逝的速度，这种超大黑洞就像是一部天然的时间机器。如果一艘宇宙飞船进入超大黑洞，那么假设它在里面度过了1年的时间，而返回地球时发现已经过去了2年。26PPT课件n方法三：以接近光速的速度飞行。如果能够建造出速度接近光速的宇宙飞船，那么宇宙飞船必然会因为不能违反光速最快的法则，而致使舱内的时间放慢。宇航员以这种方式飞行一个星期，地球上的时间就过去了100年，从而实现通往未来之旅。27PPT课件n星际之门讲诉美国军方在地球的某处发现了一个奇怪的圆环，发现这个
14、圆环通过特定编码的推动能与另外一个圆环联通，形成一个虫洞，可以进行空间旅行，军方小队一起穿越这星际之门,进入另外一个世界探险。星际迷航第11部中，太空飞船使用曲速引擎，不仅能进行时间旅行，还可通过黑洞视界进行作战，将敌方的飞船困住，并将其送回过去。人类掌握了黑洞和时空隧道的原理，可自由进出不同的空间。28PPT课件n时空线索讲述了特工德格利用虫洞时间隧道回到了四天前，揭开了这起爆炸案的来龙去脉，并挽救了其他人。虫洞效应中，来自未来的人工智能有机体来到我们的现在时空，并且试图挽救我们的世界。时间裂缝讲述了一艘客机飞入虫洞遭遇时间停滞。29PPT课件n不过电影编剧们对这三种方式似乎并不满意，他们构
15、想出更加新奇的时间旅行方式，比如制造出一个时间机器，坐在里面进行控制，就可以穿越过去或者未来。例如电影时间机器中，主人公最后穿越到了80万年后的地球！终结者中，机器人和人类都分别制造出时间机器，并且派出机器人回到过去。回到未来中，一群人驾驶时空飞车穿梭与过去和未来。超时空接触中，主人公通过射电望远镜接收到来自织女星的文明信号，其中还包含了时间机器的设计图纸，人类根据图纸制造出了时间机器，并把主人公送往织女星系统中，这趟旅程最大的收获是宇宙中存在无数个文明，时间机器甚至不是织女星文明建造的，在它们之前已经有更加高级的文明建造了时间机器。30PPT课件nK02灾难制造者讲述了有人意外发现许多重大灾
16、难的档案照片里都有一个长相奇特的黑衣男子。通过这个线索，他阻止了一场空难、阻止一列地下铁列车翻覆、并且试图阻止装满一万多人的体育馆失火。同时，两个来自未来的人试图阻止他阻止这一切的灾难。31PPT课件n拦截时光隧道讲述了比尔是航管局的工程师，由于一架波音747客机神秘失事罹难，为调查失事原因，意外结识了露易丝，原来她是来自未来世界的人，可自由穿梭于时光隧道，为找回一枝失落的时空枪而返回地球，比尔欲追随露易丝返回第三世界，由于他的入侵，造成时空的大混乱，引发整个未来世界即将崩溃。32PPT课件n另外，还有一些关于时间的奇思妙想。电影时光骇客讲述赞克吉布斯的最大愿望就是可以拥有一部属于自己的汽车。但是当他偶然间从他父亲那数不清的发明物中发现了一块奇怪的手表并且偷偷据为己有后，他的奇妙之旅从此便开始了。周围的世界在一种神秘力量作用下，时间变得好像静止了。很快，赞克发现，原来秘密就来自这块手表，并且他很快就掌握了操纵的窍门。于是他与他的新朋友，聪明漂亮的弗朗西斯卡一起在静止的时空里感受这无拘无牵的快乐。33PPT课件n穿越时光的地铁讲述了一个人走出地铁发现自己竟然来到1964年10月5日的东京
