我们能让时间停滞吗？想战胜时间没那么容易！
http://www.newdu.com 2024/11/25 11:11:33 新浪科技 佚名 参加讨论
 新浪科技讯 北京时间1月29日消息，据国外媒体报道，“停滞”（stasis）是一种让物理和化学过程——以及生命过程——暂停的方式。它或许可以帮助我们拯救危重病人，或者使超长的太空旅行成为可能。 美国诗人德尔莫尔·施瓦茨（Delmore Schwartz）曾经写道：“时间就是燃烧我们的火焰。”我们出生，活着，然后死去。然而，在整个人类历史中，我们一直着迷于寻找跨越时间的可能性，从《睡美人》的童话故事到科幻小说中的“停滞场”和“生命暂停”。 1971年，美国物理学家约瑟夫·哈菲尔（Joseph Hafele）和理查德·基廷（Richard Keating）进行了著名的哈菲尔-基廷实验。他们在飞机上放置了4个原子钟，然后让这些飞机绕地球飞行两圈，第一圈向东飞行，第二圈向西飞行。接着他们将两次飞行的原子钟与对照原子钟进行对比，发现时间出现了差异。 正如哈菲尔-基廷实验所证明的那样，时间流逝的速率会依不同环境和情况而改变。北卡罗来纳州立大学的助理教授凯蒂·麦克（Katie Mack）说：“如果你以超相对论（super-relativistic）的速度旅行，该速度接近光速，或者在靠近黑洞（同时不被黑洞摧毁）的情况下，你所经历的时间流逝将少于其他人。” 国际空间站上的宇航员会经历“时间膨胀”（time-dilation），即他们的衰老速度会比地球上的人慢一些。“他们处于快速移动的状态，因此受到狭义相对论的影响，而且他们也更加远离地球，受到的地球引力效应更小，”凯蒂·麦克解释道，然而，这种时间膨胀的差别只能用秒来衡量。想要获得显著的时间膨胀，就需要巨大的引力场或接近光速的旅行速度。二者在目前的技术条件下都是不可能的。 《红矮星号》（Red Dwarf）是英国BBC电视台推出的一部科幻情景剧，尽管喜剧色彩浓厚，但该剧却为时间停滞场提供了一个有趣的理论；“正如X射线不能穿过铅，时间也不能穿过停滞场。所以，虽然你是存在的，但只要不存在于时间中，那对你来说时间本身也不存在。”这样的设定加上剧中设计的其他技术行话，使剧中角色李斯特（Lister）评论道：“真的这么简单？”话虽如此，但这样的想法确实引人遐想。 时间可能是相对的，但仍然是我们现实世界中的一个基本存在。《红矮星号》创作者之一道格·内勒（Doug Naylor）说：“X射线和铅是一回事，但时间和停滞场就不是那么简单。时间可以十分狡猾，它可以晃荡，除非你在派对上遇到一位牙医，否则它永远不会停下来。” 改变对时间的感知要比让时间停下来容易得多。“你可以在时间体验中感受到相当大的差异，但时间并不会停止，”凯蒂·麦克说道。 美国国防部的国防高级研究计划局（DARPA）目前正在开发生物停滞（Biostasis）技术，试图在分子水平上减缓身体新陈代谢的速度。生物停滞将延长所谓的“黄金一小时”（golden hour），即受伤士兵接受治疗的最佳时间。 生物停滞技术旨在减缓生命运作的速率。DARPA的生物技术办公室项目主管特里斯坦·麦克卢尔-贝格利（Tristan McClure-Begley）解释道：“我最初构思这一计划是为了探索各种潜在的技术，从分子药理学到生物兼容的材料化学，以及工程化的内在无序蛋白质。” 通过减缓化学物质的反应时间，生物停滞技术还可能延长血库和其他医药品的保存时间。“生物停滞技术最迫切的潜在应用是保护和储存医疗生物分子，比如疫苗、抗体和酶，”麦克卢尔-贝格利解释道，“这项计划的主要目标之一，就是可靠地保存这些产品的功能，而不需要昂贵且繁琐的冷链（冷冻储存）。” 然而，生物停滞技术目前仅用于医疗急救，而非长期使用。我们需要从大自然中寻找长期解决方案的灵感。 一些生物，比如广泛分布在北美的林蛙（Lithobates sylvaticus），具有所谓“隐生”（cryptobiosis）的能力，即它们可以让自己所有的新陈代谢过程看起来完全停止，但仍然是活的。这种能力使它们被冻僵之后仍然能存活下来。其他动物，如熊、蛇等，会进入冬眠状态，此时它们的新陈代谢会显著变慢，然后在几个月之后苏醒过来。 人类已经在医学上进行了这种尝试，尽管程度要轻很多。在心脏骤停或大脑损伤等病例中，低体温疗法（therapeutic hypothermia）可以用于冷却受伤患者，使他们进入持续几天的低代谢状态，让身体有时间恢复。 根据这种疗法，美国航空航天局（NASA）正在开发诱导冬眠的Torpor技术，以帮助宇航员完成漫长的火星探索任务。 Torpor过程分为两个关键阶段：起始冷却期（涉及到镇静作用）和随后的升温/苏醒期。SpaceWorks总裁兼首席执行官约翰·布拉德福德（John Bradford）解释道：“在临床治疗中，你会用到很高剂量的镇静剂，并使用侵入式冷却系统，但我们正在研究新的药物，可以最大程度减少进入这一状态所需的镇静剂量，并简化冷却过程。” 有研究显示，我们的体温下降最少5摄氏度时，就可以使我们减少超过50%的新陈代谢——我们体内维持生命所需的化学过程。“冬眠的动物确实寿命更长，因此存在某种恢复因素。考虑到新陈代谢速率能够下降50%，如果你有六个月处于这种状态，那就需要进行一些恢复，可能是三个月时间，”布拉德福德说，“不过，这方面不是我们研究的主要动机，对这种效应的量化还需要大量的研究。” Torpor技术还可能用于那些等待器官移植的患者，上述这些技术都会降低新陈代谢速率，但类似科幻小说中的暂停生命有多大可行性呢？最广为人知的莫过于人体冷冻法（cryonics），主要过程是将人体冷却至大约零下190摄氏度，以期在未来进行复活。 然而，让人进入低温状态并不仅仅是简单地冷冻起来。“我们会将血液冲洗出来，然后向患者体内注入低温保护液，”Cryonics UK的维多利亚·斯蒂芬斯（Victoria Stevens）说，“低温并不是让他们进入固体状态，而是使他们进入一种玻璃态，从而减少冰晶造成的损伤。” 人体冷冻法只能在心脏刚刚停止跳动时使用。该方法设想未来的医疗科学将足够发达，可以进行复活和治疗。“目前还没有人能够复活，因为我们现在没有能够做到这一点的技术，”斯蒂芬斯说，“如果我们能做到，那我们可能一开始就不需要低温保存了。” 尽管接受人体冷冻法进行保存的已有数百人，但这种方法看起来依然十分极端。斯蒂芬斯承认：“这完全是一个实验性的新事物，还没有确定的结论。” 2001年，13个月大的艾瑞卡·诺德拜（Erika Nordby）被困在积雪中并进入了持续约两小时的冬眠状态，之后成功复活。在那段时间内，艾瑞卡没有了心跳，被诊断为死亡。这个例子让我们可以期待，有朝一日人类或许将开发出暂停生命的技术。不过，艾瑞卡的复活只是个例，直到现在都还没有类似的事件。 由于事件使我们现实的一个基本存在，我们不可能阻止时间流逝，就像无法阻止宽度或深度。此外，时间膨胀的实现满足极其复杂的工程和能量需要，因此可行性非常低，生物工程能否将这种不可能变成可能，最终使我们成功超越时间？“也许吧，”麦克卢尔-贝格利说，“但不要为此熬夜等待。”很显然，我们还有很长的路要走。（任天） (责任编辑：admin) |