這篇文章的主要目的是為了將動畫中未能詳細解釋的時光機原理透過文字的方式更清楚說明
因為本人文組,所以不能用科學的角度去評析可行性,不過畢竟是虛構(gòu)作品嘛,不需要太過認真計較。
先補充一些必要的背景:
(一)名詞介紹
1.何為SERN
以現(xiàn)實存在的歐洲核子研究中心(CERN)為原型的虛構(gòu)組織。SERN隸屬於三百人委員會,是科學妄想ADV世界觀中的秘密組織,類似於光明會的存在。
成立於1954年,表面上是單純的科學研究機構(gòu),實際上從1973年就秘密進行Z-program,即時光機實驗。在α世界線,根據(jù)未來人John Taitor的說法,SERN成功在2034年發(fā)明時光機,並在2036年將世界打造成反烏托邦,所有科學技術(shù)被壟斷,國家與軍隊被廢除,人們的自由意志被剝奪,如行屍走肉般活著。
IBN5100發(fā)明於1975年(參考現(xiàn)實世界的IBM5100),能夠解讀可解讀APL與BASIC普及前的程式語言,且這項功能僅有IBN的部分技術(shù)人員知道。而SERN正是利用IBN5100打造了秘密資料庫,以便隱藏幕後的陰謀。
此外SERN也擁有梯隊系統(tǒng)(Echelon)作為情報收集分析網(wǎng)路,監(jiān)控世上所有的通訊資料,搜尋與時光機研究的蛛絲馬跡。
有雷反白:
(1)主角岡部倫太郎在序章所發(fā)出的D-mail正是被梯隊系統(tǒng)所攔截,讓SERN注意到未來道具研究所,才有了在α世界線中一系列的故事。
(2)由於岡部倫太郎所在的未來道具實驗所在2010年發(fā)明了史上第一臺時光機-電話微波爐(暫定),加速了SERN的研究計劃,導(dǎo)致世界在2036年變成反烏托邦。
(3)為此岡部倫太郎必須取得IBN5100刪除SERN秘密資料庫所保存的最初D-mail,才能破除α世界線的死局。
2.Rounder
為SERN旗下的傭兵部隊,行動目的為(1)世上所有的IBN5100搶到手,防止SERN 的秘密資料庫曝光 ;(2)破壞世上任何一個可能做出時光機的組織,並強迫帶到SERN協(xié)助研究 。
主要依靠廣告郵件招募,吸引社會上的弱勢群體加入,並且為了徹底保守秘密,每名Rounder成員完成任務(wù)後必須自殺,否則家人的性命將受到威脅。
3.Z-Program
為SERN自1973年秘密進行的時光機研究計畫,分為四個階段:
(1)LHC的建設(shè)與實用化
(2)Lifter的實用化與調(diào)整
(3)動物實驗
(4)人體實驗
現(xiàn)今SERN已進展至第四階段,但未能成功解決一些問題,導(dǎo)致不斷出現(xiàn)Jellyman這個實驗失敗的產(chǎn)物。直到2011年8月13日接收岡倫等人在未來道具研究所的成果後,在2034年順利完成時光機,並在2036年完全掌控了整個世界,將其打造為反烏托邦。
(二)命運石之門的時光機理論
遊戲的描述位於第3章〈蝶翼的分歧〉 以及第五章〈時空境界的教條〉。
簡單來說,這部作品是將1963年紐西蘭數(shù)學家克爾(Rony Kerr)對於旋轉(zhuǎn)中的黑洞的理論(以下簡稱為克爾黑洞)進一步拓展,使時光旅行的可能性得以成立。關(guān)於這點PTT已有前輩做出很好的整理:https://disp.cc/b/Gossiping/aw0S
以下我就以遊戲中的描述進行說明:
1.SERN的時光機理論(Z-Program)
(1)克爾黑洞
首先,SERN利用LHC(大型強子對撞機)將質(zhì)子加速至接近光速,再讓他們進行對撞,就能把質(zhì)子進行壓縮。當壓縮成功後,就會產(chǎn)生極微奇異點(小型黑洞的中心)。
而為了進行時光旅行,就必須製造出有兩個極微奇異點的黑洞,並利用Lifter(飄昇機)注入電子操縱,使其進行超高速運轉(zhuǎn),如此一來將形成「環(huán)狀奇異點」,產(chǎn)生克爾黑洞的效果。
一般在提到黑洞時,都會提到一種叫:「事件視界(Event Horizon)」的概念。在事件視界內(nèi)部,時間與空間的角色將逆轉(zhuǎn)過來。我們在這個世界上,能夠自由在空間進行移動,但卻無法回到一分鐘前的世界。而在事件視界另一頭,我們將無法進行空間的移動,但卻可以自由在時間中進行移動。但矛盾的是,在事件視界內(nèi)因為無法進行空間移動,所以也無法從黑洞中逃脫。且光無法脫離事件視界,所以事件視界的另一頭無法觀測。
但克爾黑洞的存在成為一種例外狀況。
由於克爾黑洞的中心點進行著旋轉(zhuǎn),會產(chǎn)生角動量,一但角動量超過質(zhì)量,事件視界就會消失,使得奇異點成為赤裸的狀態(tài)。
「由於事件視界消失,所以時間跟空間也就沒必要進行角色逆轉(zhuǎn)了,那麼我們就有可能在迴避這個逆轉(zhuǎn)的情況下,去接近這個赤裸奇異點。而這個赤裸奇異點的存在,將會讓廣義相對論跟因果律瓦解崩潰。既然因果律已經(jīng)瓦解,只要進到該赤裸奇異點,就可以回溯到過去」
因此,克爾黑洞的特性,使得時光旅行出現(xiàn)可能性。
(2)SERN未解決的問題
理論上當成功製造出克爾黑洞,完成赤裸的奇異點後就能夠順利回到過去。但如今SERN未能解決兩個問題,使研究陷入瓶頸。
(a)未能完成對電子注入裝置Lifter的調(diào)整,讓奇異點未能赤裸化
在這樣的狀態(tài)下還試圖通過奇異點的話,被實驗者將被壓縮至碎形狀態(tài)的Jellyman
(b)無法指定時光旅行後的位置
由於地球每分每秒都在不停的移動與轉(zhuǎn)動,不僅需要考慮到自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)問題,甚至地球本身也是屬於太陽系的一部份,而太陽系亦隸屬於銀河系,銀河系亦作為室女超星系團的一部分,而後者又是拉尼亞凱亞超星系團的組成部分。
因此若想要傳送到不同時間的同一位置,龐大的運算量是現(xiàn)有的超級電腦無法輕易掌握的。
2.未來道具研究所的時光機
A.電話微波爐為何能成為時光機
在遊戲第五章〈時空境界的教條〉中,詳細給出了電話微波爐的原理。
(a)電話微波爐成為趨近於LHC的存在:
岡倫他們的電話微波爐,微波爐發(fā)出的電磁波與手機使用的通訊電磁波以非常高的品質(zhì)融合在一起,之所以如此是因為達魯將送微波爐與手機這兩個機器的電磁波的導(dǎo)線,各自連接到磁控管的陰極與陽極。
然而這將造成兩個後果:
(i)手機的通訊用電磁波已經(jīng)有世界統(tǒng)一的規(guī)格,因此它的電磁波能夠走遍全世界。然而若它與微波爐發(fā)出的電磁波融合後,這個融合後的電磁波,有可能讓「微波爐內(nèi)產(chǎn)生的反應(yīng)擴散至全世界」;
(ii)一般微波爐的原理是針對爐內(nèi)的氫分子,透過電磁波來提升它的能階。而電話微波爐在這上面加上了手機電話的擴散型電磁波之後,將使得爐內(nèi)的各種基本粒子,在重複碰撞的過程中增加它的質(zhì)量,並開始進行趨近光速的圓周運動,就如同加速器一般的狀態(tài)。
已知LHC將產(chǎn)生極微奇異點,因此不能排除電話微波爐內(nèi)部也產(chǎn)生了相同的結(jié)果。
(b)42吋映像管作為Lifter注入電子,使電話微波爐內(nèi)部產(chǎn)生克爾黑洞:
映像管的原理,正是使用一種叫做「電子槍」的裝置,將電子加熱或是使其呈高電界狀態(tài),將其放出以及加速,使其收斂為射線狀。當電子掃過突有螢光物質(zhì)的顯示面時就會發(fā)出光,形成我們所看見的"影像"。
42吋映像管所放出的電子對於電話微波爐所製造的極微奇異點造成干涉,並也吻合了產(chǎn)生克爾黑洞效果所需注入的電子數(shù)量。
於是電話微波爐就這樣變成了時光機。
白話文:
電話微波爐對應(yīng)了SERN的LHC,42吋映像管對應(yīng)了SERN的Lifter。已知SERN靠著這兩樣技術(shù)製造了時光機並進行時光機實驗,因此電話微波爐也成為相同的存在
B.電話微波爐如何成為時光機
即使電話微波爐成為時光機,但光是這樣還不足以成為「物理上的時光機」,與SERN的Jellyman一樣,電話微波爐也會讓一般的香蕉變成膠蕉證明了這點。
SERN遇到的兩個問題—(a)未能完成對電子注入裝置Lifter的調(diào)整使奇異點未能赤裸化,以及(b)無法指定時光旅行後的位置,未來道具研究所也會面臨到。
那麼岡倫他們?nèi)绾谓鉀Q呢?
針對(a),岡倫透過反覆的實驗發(fā)現(xiàn)即使未能創(chuàng)造完全赤裸的奇異點,但電話微波爐仍開闢了能讓36Byte+a的資料回到過去的通道。於是他們轉(zhuǎn)換思維,只傳送資料回到過去,即D-mail的簡訊及時空跳躍的記憶。
針對(b),岡倫則是透過電話微波爐電磁波的特性:還記得上面有提到電話微波爐內(nèi)部的電磁波與手機的通訊用電磁波融合了嗎?由於手機的通訊用電磁波已經(jīng)有世界統(tǒng)一的規(guī)格,因此它的電磁波能夠走遍全世界。而根據(jù)劇情,融合後的電磁波仍維持了通訊電磁波的特性,因此依舊能夠透過手機接收訊號,故而解決了定位的問題。
因此,岡倫他們超越了SERN的研究,完成了真正意義上的時光機,成為故事中第一個能夠掌握時間這個維度的存在。
註:遊戲第四章針對D-mail定位的問題有進行討論,但關(guān)於手機電磁波是否能夠跨越幾千公里遠這個問題並沒有答案,因此我的推測有可能是錯誤的也說不定。
此外,遊戲第五章在研究時空跳躍機時,岡倫認為手機取代了黑洞與白洞的功能。從語境來看,個人認為比較像是比喻性質(zhì)。
3.時空跳躍機
結(jié)合了電話微波爐的基礎(chǔ)以及紅莉棲在「維克托康多利亞大學腦科學研究所」的研究成果,將大腦的記憶複製下來,並透過電話微波爐傳送至過去。與D-mail的差異僅在於記憶資料必須透過SERN的LHC進行壓縮,才能夠符合電話微波爐36Byte+a的傳送限制。
具體的操作過程如下:
(1)透過頭戴裝置掃描顳葉中海馬迴CA3的記憶神經(jīng)脈衝訊號(資料大小約3.24TB) ,
(2)將脈衝訊號透過VR技術(shù)(紅莉棲研究所的發(fā)明)化為電訊號,並套上由達魯寫成的定時啟動解碼程式
(3)將電訊號透過網(wǎng)路傳送到法國的LHC(時間需要45秒)
(4)透過遠端操作LHC製作出小黑洞,將記憶壓縮至36Byte+a(壓縮時間為23毫秒)
(5)因為離開黑洞就會自行解壓縮,因此必須在這段時間將資料傳回到電話微波爐(解壓縮時間為23毫秒)
(6)時空跳躍機啟動時會產(chǎn)生克爾黑洞效果,產(chǎn)生環(huán)狀奇異點。放電過程中,就將壓縮後的36Byte+a資料傳回來,並讓他通過環(huán)狀奇異點
(7)資料回溯到過去(時間依機器設(shè)定),通過環(huán)狀奇異點後,檔案自動解壓縮。此時解碼程式將會開始運作,將電訊號轉(zhuǎn)回神經(jīng)脈衝訊號
(8)當數(shù)據(jù)傳到過去的手機時,神經(jīng)脈衝訊號將產(chǎn)生0.02安培的微弱放電,此時過去的自己將會把手機拿到耳邊接電話,而手機將會發(fā)出受話者的 「全記憶集合」至顳葉中的海馬旁迴,將記憶覆蓋。
(9)記憶覆蓋完成後,手機再次放出神經(jīng)脈衝訊號刺激額葉,讓受話者強制回想被傳送的記憶 。
(10)時空跳躍完成
但時空跳躍是具有風險的。
打個比方,2010/8/13的自己與2010/8/11的自己就像是版本不同的電腦作業(yè)系統(tǒng),時空跳躍就好比將Windows11做成的程式灌入WindowsXP執(zhí)行,存在相容性問題。更糟的情況下,萬一覆蓋後的記憶出現(xiàn)毀損(如穿越黑洞過程中可能的碎形化),那麼很可能會造成記憶缺失的情況,甚至對意識與人格造成影響(在《命運石之門0》—〈私秘鏡裡的汙點〉就有類似的情節(jié))。
於是時空跳躍的條件相當嚴苛,不僅需要受話者拿著手機,受話對象也僅限於自己,以避免造成巨大的人格障礙。
但優(yōu)點在於,由於只進行記憶的穿越,因此不會跳到自己為出生的過去,也不會同時出現(xiàn)兩個自己,時間悖論也不會產(chǎn)生。此外,由於手機是一種個人專用的機器,因此幾乎只會被本人接聽。.
另外,因為岡倫隨時拿著電話(笑),所以成功率極高。
補充:關(guān)於時空跳躍期間LHC的使用方式,請見下圖