主题：【原创】论流浪地球中月球和木星的正确打开方式 -- diamond
家园 反向时间旅行违背一切已知物理定律和因果关系 时间的方向性还是一个未知的问题。正向时间旅行是每分每秒都在发生的，休眠舱也是一种，没什么稀奇的。但反向穿越就完全不一样了，能量守恒、动量守恒、角动量守恒都会被打破，热力学第二定律也不复存在，更不用提各种因果悖论了，确实归之于幻想更合适些。
随便举个例子，一个人时间旅行回到过去，时间回去了，空间呢，你确认还能待在地球上？地球自转、绕太阳转，太阳绕银河系核心转，银河系在宇宙中飞行……，落在真空都算是好的。就算能保持在地球上，而且刚好还是地面上，那些文艺作品似乎都没有考虑过空气的问题。穿越过来的那一瞬间，人和所在位置的空气在原子层面上是空间完全重合的，岂不会当场核聚变爆炸？
等一下，会不会行星发动机就是这么运行的，哈哈。
通宝推：心远地自偏,广阔天地,李根,孟词宗,唐家山,贼不走空,家园 从物理学的视角看太复杂 但如果时空是在一个虚拟机中，一切就显得自然而然了。因为我们可以进行时空备份和回退。但是需要一点黑客的能力，才能空降到那个空间中。
家园 系统不同，时间流速是不一样的 不论是狭义相对论的钟变慢（时间膨胀），还是广义相对论的引力场效应（钟变快），都已经被实验所证明。这说明，系统不同，时间流速是不同的。
向未来的时间旅行相对容易。著名的“双生子佯谬”就是向未来的时间旅行。物体在四维时空中的运动轨迹被称为“世界线”。这个轨迹是物体的历史所组成的事件序列的时空坐标的总和。在物体历史轨迹的任意两点之间的间隔在数学上可以用积分来表示。“固有时间”则是这个积分除以c。世界线是不依赖参照系而客观存在的。在特定情况小，例如双生子中的一个加速到近光速，可能会导致经过的世界线更短，于是在外界看来时间旅行到了未来。
反向时间旅行按照狭义相对论则要求超过光速。这是直接违反狭义相对论中光速不变并不可超越的定义的。但是光速不变是爱因斯坦在狭义相对论里做出的公设。这个公设是基于迈克尔逊-莫雷实验等各种观测而总结的。但是到了广义相对论里面，这个公设其实是个推论。广义相对论讨论的是非惯性系和非平直时空。狭义相对论只在平直时空的惯性系中有意义。但在任何时空点附近都可以认为有局部惯性系，如果假设它们等效则光速处处存在上限 c 。而广义相对论甚至指出自身不完备。在奇点处，广义相对论也是失效的。
那么理论上来说，如果找到奇点就有可能进行反向时间旅行。而这个时间旅行并不代表本体的“固有时间”被反转，而只是所处时空不同而已。打个比方，载着一桶水逆水行舟，并不是河流倒转，船上的水也没有倒转，但船上的水跑到河流上游去了而已。
至于电影里面的警告其实不算宏观上的“时间旅行”，只能算量子纠缠的特例。楼下Moss 的提示是最大的伏笔已经解释过理论。至于这个理论对不对，还要看物理学的进一步发展。😅但这不妨碍电影用它来作文章。😅
家园 商榷一下 相对于平直时空，引力场中应该是时间变慢，相当于双生子佯谬中旅行的那个，《星际旅行》中表现了这一点。
按照相对论，无论那种，世界线代表我们在4维时空中的运动轨迹，世界线的长度就是时空轨迹的距离积分，分为类时、类空和类光3种。我们所处的宇宙，各种存在的世界线都是类时的，正如兄台所言，固有时即世界线长度除光速，也就是原地不动的时钟读数；光子的世界线是类光的，长度永远为0，把类时和类空分隔在两边；类空的存在，和我们的世界关于类光世界线对偶，是个光速最低的世界，我们现在还无法接触，也无法跨越，除非先达到光子的世界线。
光速不可超越并非公设。把物体加速到光速需要的能量是无穷大，这是狭义相对论在平直时空中的结论没错。广义相对论把讨论范围扩大到了弯曲时空，即有质量的时空，但并没有在这一点上推翻狭义相对论。所谓弯曲时空，指的是整体性质，在每一个局部上看，仍然是平直时空。所以无论平直还是弯曲时空，我们这些类时的世界线不可能跨越变成类空的，更不可能利用通过这种方法实现逆转时间。
另外，以我有限的理解，时空奇点是相对论尚无法处理的点，从中应该也推不出反向时间旅行的可能性。但不管怎么说，把这作为科幻点子还是不错的。
- 复 商榷一下
家园 有一种说法：黑洞中时空性质交换 这里的性质是指：黑洞中空间方向只有一维，而时间的方向有多维。而正常情况下空间上是三维，时间是一维。
而人能进去的黑洞可能是大型克尔黑洞，《星际穿越》中的那个应该就是。
还可以想象：黑洞内部是物理学（可能也包括数学）失效的地方，所以理论上内部任何事情都可以发生，如果有上帝，那么也应该在黑洞里。《星际穿越》里的男主或者他提到“我们”也可以说成是上帝。
- 复 商榷一下
家园 有一些想法和问题 1.数学是纯抽象的，代表逻辑的严丝合缝，物理是现实和数学的拟合，物理提出假设，用数学去测量现实验证。但是这里面的疑问在于，测量工具最终是根据数学定义工作的，如果数学定义本身实际并没有完全按逻辑设定，那么这个测定是否导向“因为A=A，所以A=A”。这个问题在经典物理领域没有太大问题，在量子物理里个人感觉可能有一定问题。直白一点就是作为测量基础的基准物本身的“精准性”保障究竟有多大。
2.量子维度和现实维度的数量级差距过于遥远，量子领域是否仍旧合适使用质量、长度、时间等度量定义，这是一个问题。因为测量工具所限，量子领域的度量衡问题其实已经比较突出，传统的物理负责猜，数学负责验证模式，迎头撞上测量工具这个短板，于是量子世界的光怪陆离也就不足为奇。
3.参照流行演变，诗止于唐，词终于宋，后面的属于狗尾续貂，翻不起浪，现代流行音乐，基本元素都变了。科学也是一样问题，物理和数学的重构，有没有戏？否则就像葡萄说的，美国自己都对科技发展失去信心，准备向儒家取经回归中世纪了。
ps:数学引入虚数、群论、矩阵以后，逻辑是否仍旧无懈可击，是否数学已经分裂成实际互不相干的几块了？
- 复 有一些想法和问题
家园 也发散思维一下 量子层面的物理确实是很大一块问题，个人感觉，关键问题是测量，准确地说，经典意义上的测量遇到挑战了，测不准和薛定谔的猫是一方面，对撞是另一方面。前者已经近乎玄学，后者正在走入死胡同。特别是后者，我们传统上一直在用撞击都方法探索微观世界，从还是“猴子”的时候就开始了，敲开核桃发现核桃仁，直到敲开分子得到原子，敲开原子发现原子核，敲开原子核得到中子质子，得到的构成越来越简单越来越基本。但再往下有点走不下去了，“基本”粒子不再基本，不在简单，对撞得到的各种粒子大大小小形形色色，幺蛾子满天飞，让人越来越迷惑。没有可信的客观测量，如何认识世界，是个问题。搞不好我们的量子测量已经被高级文明锁死喽。
新物理的出现只能说等等看，我选择希望，这个时代像钻石一样珍贵的东西。一笑。
数学方面到没那么悲观。虚数、矩阵、群论，还有微分几何、数论等等，都是相通的、等价的，而且是交叉引用和互相促进的，绝非分裂的板块。矩阵和微分方程都能表述量子运动，薛定谔证明了波动力学和矩阵力学在数学上是等价的，矩阵和线性方程组是相通的，群论是研究矩阵的重要工具，黎曼猜想同时关系到质数和虚数……，和物理学家头疼于建立大一统理论、捏合量子力学和相对论相比，数学世界的完整性、自洽性那是相当之好。
- 复 也发散思维一下
家园 也继续发散一下 我对物理学界那些动辄十几岁二十几岁获得跨时代发现的天才们颇有些不以为然，从正常逻辑推导，他们过人之处远不像常人想象得那么牛，只不过一堆人天马行空猜，正好这个人猜中，然后被验证。
我比较质疑的一点就是，一旦物理某个猜想玩不下去了，就有个天才发明一个数学工具，然后完美解决问题，从牛顿的微积分就是这个套路。这个套路无往不利直到虚数的诞生，中学课本里虚数这个定义在物理里是无法给出验证的，也许你说的黎曼猜想试图进行过统一，但个人感觉虚数不好办，在物理里没有定义就代表它自成一派，也就相当于数学分裂，立论基础分裂，后续再交叉引用，那也肯定是有问题的，当然不排除间接通过物理证明。至于后面群论、矩阵等等，如果之前物理证明本身是不严谨的，那么结论当然各种跑偏，既然量子领域已经出现众多无法验证，或与理论相左的结果，那只有两个可能：理论错了，测量工具有问题。所以复盘量子物理的整个推导过程其实可能会有发现。
- 复 也继续发散一下
家园 虚数为什么要物理去证明？ 数学一般认为是工具，是用来解决其他学科中的问题。但数学本身是不是客观实在，这个是有争论的。但无论如何现在还轮不到要物理学去证明数学的存在。
陈省身和杨振宁，一位是20世纪的数学大师，一位是当代物理学巨匠，他们分别耕耘了几十年后，竟然发现彼此的工作之间有深刻的联系：陈省身建立的整体微分几何学，恰为杨振宁所创立的规范场论提供了合适而精致的数学框架。这一科学渊源，事先任何人都没有想到过。杨振宁曾经对陈省身说：“非交换的规范场与纤维丛这个美妙的理论在概念上的一致，对我来说是一大奇迹。特别是数学家在发现它时没有参考物理世界。你们数学家是凭空想象出来的。”陈省身却立刻加以否认：“不，不，这些概念不是凭空想象出来的，它们是自然的，也是真实的！”
- 复 也继续发散一下
家园 怀疑你是否做数学或者理论物理研究的 否则纯脑洞么。“虚数”和“实数”是中文翻译的词汇，不能从中文直观去理解。它是数学逻辑的推导定义。复数（包括虚数部分）的表达方式包括了实数，因此是一个更广泛有力的数学工具。
复数在物理研究中是工具。我所知电学中就需要。我是纯外行，但楼下赵同学对数学+物理的造行很深。
- 复 也继续发散一下
家园 复数一般是描述相位的 它是个数学工具而已。
本来数学和物理就是无法完全匹配的，现有的也一样。
家园 数学里的魔鬼 1.数学是一种纯逻辑的规律，但因为数学危机的存在，数学尚未完成完美的逻辑自洽。
2.大部分数学与现实规律可以拟合，因此以数学形式来解释世界具有非常大的合理性，物理就是数学和现实的结合学科。
3.数学不是科学，物理才是科学。数学无法被物理拟合的部分其实就是一种数字游戏，没有现实意义。
4.数学是基于一些公理系统设立的逻辑体系，在数学层面公理不会有问题，但物理层面数学公理有可能出问题，因为数学相当于用自己的逻辑去“猜”去“套”真实世界的规律。套不上是迟早的事，物理公式越复杂，代表失真程度越大。因为数学的这些公理是无法自证的，你并不清楚其真实世界中意义是否能保持一致。
5.目前物理在微观层面频频吃瘪，其实很可能代表原来“完美”拟合的数学本身有问题，说白了就是物理因为测量工具的持续穷究，已经发现原来数学对现实的拟合并不完全正确，在微观层面这些拟合的谬误被放大到公式背离的程度，也就代表着数学解释体系的失败。说白点，原来的物理学从根本上就是错的，而且不排除是最基本的数学就是错的。（请注意数学逻辑和物理里的数学本质不是同一事物）
通宝推：孟词宗,
- 复 也继续发散一下
家园 量子特性必须用复数描述
家园 虚拟世界里的数字生命是没有时间概念的 所以未来的moss可以与从第一个数字生命诞生开始的虚拟世界进行联系，然后让它给当时的人类发邮件。。。这也是一种解释，似乎更加简洁明了。
你上文没有解决他提出的那个问题，宇宙就是时空，时间坐标确定了（例如你要回到1644年），你还得确定空间坐标，这个就太高难度了，因为宇宙一直在高速运动，不仅太阳系在运动，整个银河系都在狂奔，一微秒几公里那种，有一点误差的话，在1644那个时空点，你要么出现在地幔层，要么出现在三万英尺的高空。