空間和時間旅行①6篇 穿越時空：深度探索空間和時間旅行

空間和時間旅行是人類一直以來的夢想。在現代科學的發展中，人們通過創新的科技手段，不斷探索時空的奧祕。本文將為您介紹關於空間和時間旅行的前沿研究以及相關的理論與實踐成果，為您揭示這個神祕領域的最新進展。

第1篇

1. 理解文章的基本內容，瞭解有關空間和時間旅行的知識。

2. 把握空間旅行、時間旅行、時間膨脹等概念，快速、準確的篩選相關資訊。

3. 引發學生想象與聯想，激發學生熱愛科學、勇於探索的興趣和熱情。

抓住關鍵句，準確迅速篩選有效資訊，完成對時間旅行的概括。

內容全文共四個部分，每部分的小標題可以作為理清思路的切入點。進行空間旅行無論是到其他行星旅行，還是到其他恆星旅行，最大的障礙是速度問題，於是引出第三部分如何提高速度的話題，但即使是以最快的光速旅行，也不能使個體的人在有生之年達到宇宙中任意遠的星體，由此又引出了第四部分“時間旅行”的話題。

四.在把握全文思路的基礎上部分閱讀課文，篩選主要的資訊及相關的表層資訊。

⑵什麼是時間膨脹？時間膨脹現象發生的主要條件是什麼？ (課課練p22-13)

五、重點閱讀時間旅行部分，聯絡上下文，理解重點語句。

3.全文滲透著勇於探索，大膽創造的思想，並且洋溢著強烈的追求真理的熱情。

八同步訓練閱讀“到其他行星上旅行”部分，完成下列題目。

1.第2自然段“到達冥王星需要6800年，相當於最早的文明時代延續至今的年數”一句中，判斷“最早的文明時代”不正確的一項是

a. 是繼矇昧時代、野蠻時代之後人類社會發展的第三個階段。

b. 人類跨入文明時代，大體上也就進入了階級社會。

c. 最早文明時代的主要成就與標誌是：出現了電氣、機械、學校、科學以及立憲君主制 等。

d. 文明時代開始於文字的產生，又分為古代文明和近代文明兩個階段。

2.第3自然段中說，“1947年，美國空軍飛行員查理斯·耶格爾首次突破聲音的障礙，以超過每小時679英里（1078公里）的速度飛行。”由此可以推知，下列有關聲音的速度的解釋，不正確的一項是（ ）

c. 音速的快慢同媒質的性質和狀態（如溫度）等有關。

d. 根據物理學知識，0℃時空氣中聲速為331.36米/秒，可知此時的音速為每小時1192.89公里。

4.本節開頭和結尾分別列出一組人類進行太空旅行所需時間的數字，即到達月球分別為半年和2小時，到達火星為93年和18天，到達冥王星為6800年和3.5年。作者用這幾組數字作對比，是要說明一個什麼意思？

a. 時速60英里的速度，無法進行除月球等少量星球外的星際旅行。

b. 只有每秒32英里的速度，才能滿足我們到遙遠星球上的需要。

d.人們登上太陽神吧探測器，13分鐘就可繞地球飛行一圈。

第2篇

1.根據課文理解“空間旅行”“時間旅行”，積累有關科學知識；

2.整體把握文章思想內容，抓住關鍵句，準確、迅速地篩選、提取有價值的資訊，進行思維訓練；

3.培養熱愛科學、追求真理、勇於探索、敢於創新的時代精神。

宇宙是無限的還是有限的、時間是有始有終的嗎？這個人類最古老最基本的問題，始終受到人類的關注。本世紀最重要的廣義相對論學者和宇宙學家霍金為此發表了震驚世界的名著——《時間簡史》，而當代科普作家齊然爾曼運用科學推知法探索宇宙，試圖引領我們去做“空間和時間的旅行”。今天就讓我們跟隨作家做一次探祕旅行吧！

2.快速默讀全文,把握課文內容,初步理解所介紹的科學知識。

b.什麼是“空間旅行”？請同學們集中速讀課文有關內容，找出課文關鍵語句予以概括。

3.組織四人學習小組研究性精讀“空間旅行”的三個章節，各組指定發言人講解。

c、為什麼說時間膨脹“為人類探索能力所不及的宇宙提供了方法”？

a.根據課文內容整體把握，提取、概括所需資訊，積累有關宇宙學的科技知識是學習本文的重點。

b、閱讀“加快速度”與“時間旅行”兩文段，抓住關鍵語句篩選資訊是重點也是難點；對本文科學推斷思維的梳理變為難點。

a、科學與想象的結合。作者在科學探索中其推斷既是建立在準確的理論資料上的，又處處包含神奇的想象和推測，使本文既有知識性，又有趣味性。

b、論證與假定的結合。作者談及“加快速度”幾種方法時採用假定可以實現的方式，而又運用科學依據推恆星旅行的難度。“時間旅行”章節第4、7自然分別假定，並論證其結果。其中第4段用了引申法（反證法），第7段採用了假定推斷。

c、運用小標題分章節講述，層次清晰，條理井然，思維嚴密，推斷合理。

d、全文滲透著勇於探索，大膽創造的思想，並且洋溢著強烈的追求真理的熱情。

第3篇

1.根據課文理解“空間旅行”“時間旅行”，積累有關科學知識；

2.整體把握文章思想內容，抓住關鍵句，準確、迅速地篩選、提取有價值的資訊，進行思維訓練；

3.培養熱愛科學、追求真理、勇於探索、敢於創新的時代精神。

宇宙是無限的還是有限的、時間是有始有終的嗎？這個人類最古老最基本的問題，始終受到人類的關注。本世紀最重要的廣義相對論學者和宇宙學家霍金為此發表了震驚世界的名著——《時間簡史》，而當代科普作家齊然爾曼運用科學推知法探索宇宙，試圖引領我們去做“空間和時間的旅行”。今天就讓我們跟隨作家做一次探祕旅行吧！

2.快速默讀全文,把握課文內容,初步理解所介紹的科學知識。

b.什麼是“空間旅行”？請同學們集中速讀課文有關內容，找出課文關鍵語句予以概括。

3.組織四人學習小組研究性精讀“空間旅行”的三個章節，各組指定發言人講解。

c、為什麼說時間膨脹“為人類探索能力所不及的宇宙提供了方法”？

a.根據課文內容整體把握，提取、概括所需資訊，積累有關宇宙學的科技知識是學習本文的重點。

b、閱讀“加快速度”與“時間旅行”兩文段，抓住關鍵語句篩選資訊是重點也是難點；對本文科學推斷思維的梳理變為難點。

a、科學與想象的結合。作者在科學探索中其推斷既是建立在準確的理論資料上的，又處處包含神奇的想象和推測，使本文既有知識性，又有趣味性。

b、論證與假定的結合。作者談及“加快速度”幾種方法時採用假定可以實現的方式，而又運用科學依據推恆星旅行的難度。“時間旅行”章節第4、7自然分別假定，並論證其結果。其中第4段用了引申法（反證法），第7段採用了假定推斷。

c、運用小標題分章節講述，層次清晰，條理井然，思維嚴密，推斷合理。

d、全文滲透著勇於探索，大膽創造的思想，並且洋溢著強烈的追求真理的熱情。

第4篇

一、基礎知識目標：理解文章基本內容，瞭解有關空間和時間旅行的知識。

二、能力培養目標：把握空間旅行、時間旅行、時間膨脹等概念，快速、準確地篩選相關資訊。

三、思想教育目標：引發學生想象與聯想，激發學生熱愛科學、勇於探索的興趣與熱情。

本文是一篇科普文章，概念多，資訊量大，適於訓練學生篩選資訊的能力。在本單元前三篇課文的學習過程中，學生已基本掌握了篩選資訊的一些基本方法，因此，本課可設計成一節訓練驗收課、提高課，使學生在實踐中家展篩選資訊的能力，提高閱讀水平。

本課是自讀課，課文內容涉及科學的尖端課題，其中的名詞術語不宜要求全部理解，如旋轉黑洞、白洞、蟲孔、超級繩索等。把握什麼是空間旅行、什麼是時間旅行是學習本文的關鍵。空間旅行概念容易理解，難點在於對時間旅行的把握。教師可利用文中大膽而奇特的想象激發學生閱讀的興趣，並給予學生充分的閱讀、思考和探討的空間，注重發展學生的思維。

把握空間旅行、時間旅行、時間膨脹等概念，快速、準確地篩選相關資訊。

1.導語：宇宙對於人類來說，充滿了神祕色彩與超乎尋常的吸引力，儘管人類從誕生之日起就在探索宇宙奧祕的問題上進行著不解的努力，但至今我們仍對宇宙知之甚少。於是科幻作家們賃借豐富而奇特的想象，構建出了一個個新穎離奇的虛幻世界，對宇宙奧祕作出了別出心裁、絢爛多姿的推斷和設想。如大家熟知的《星球大戰》、《佛羅紀公園》、《失落的世界》等等。那麼人類是否真的能在不久的將來移居其它星球？是否真盼能讓時光倒流，重返白至紀探尋恐龍滅絕的原由？今天我們就和英國科普作家齊然爾曼先生一起探討關於空間和時間旅行的問題。

1.本單元的學習重點是篩選資訊，我們在前三篇課文的學習中已掌握了篩選資訊的有關方法，這節課就以這篇課文為例來檢測同學們篩選資訊的能力水平。再次強調篩選資訊的要求是迅速、準確。

2.學生分組討論，比較哪組同學能夠迅速而準確地篩選資訊。

1.要求學生讀一遍課文，迅速篩選出文章的中心話題，依據各部分小標題理清文章的總體思路。

明確：全文圍繞首句“讓我們在地球通向宇宙中的任何行星、恆星和星系的宇宙高速公路上開始我們的旅行”展開話題。

全文共四個部分，每部分的小標題可作為理清思路的切入點。進行空間旅行無論是到其他行裡旅行，還是到其他恆星旅行，最大的障礙是速度問題，於是引出第三部分的如何提高速度的話題，但即使是以最快的光速旅行，也不能使個體的人在有生之年達到宇宙中任惠遠的星體，由此又引出第四部分“時間旅行”的話題。可啟發學生畫出簡潔的思路圖。

四、在把握全文思路的基礎上分部分閱讀課文、篩選主要資訊及相關表層資訊。

1.播放文章前兩部分內容的錄音，討論並競答下列問題：

②要進行空間旅行，為什麼速度問題成為主要障礙？

明確：利用目前人類所創造的速度最快的太陽神探測器，能在較短時間內進行星際旅行，但這只是想象和推斷，因為“其實我們無法登上這個無人駕駛的飛行器”。即使假設太陽神探測器能載人，也無法在人的有生之年到達距離無限遙遠的其它恆星和星系。因此，提高速度是關鍵問題。

明確：在連續時間段要能夠（為飛船）提供足夠的推力。

明確：使用燃料的方式包括：使用校推進系統（包括核裂變反應及更為先進的核聚變反應）、運用物質——反物質發動機；不使用燃料的方式：利用太陽風的能量作為推力。

3.閱讀最後一部分“時間旅行”。討論並競答下列問題；

②什麼是時間膨脹？時間膨脹現象發生的主要條件是什麼？

明確：運動物體接近光速時，對隨光一起旅行的任何物體和人員來說，時間慢了下來，化學反應和生物過程也減慢t，這種現象叫時間膨脹。時間膨脹現象發生的主要條件是運動物體的速度接近光速。

明確：為探索人類能力所不能及的宇宙提供了方法，即使星系間旅行成為可能。

④為什麼說時間膨脹為探索人類能力所不能及的宇宙提供了方法？

明確：人類在時間膨脹中生活，生命好像暫時停止了，實際上能夠到遙遠的恆星和其他星系中旅行，即時間膨脹極大地延長了人的生命，因此使到遙遠恆星和其他星系旅行成為可能。

五、重點閱讀“時間旅行”部分，聯絡上下文理解重點語句，篩選隱含資訊。教師可根據學生具體情況作適當點撥。

1.第四部分第三段寫到時間膨脹“是一種時間旅行”，而第四段又假定“時間膨脹的現象不是時間旅行”，二種判斷是否矛盾，為什麼？

明確：不矛盾，兩個判斷都成立，因為判斷角度不同。“時間膨脹是一種時間旅行”是從科學幻想的角度進行的判斷，因為此時空間旅行者相對自身來講是在未來旅行，在體驗自然條件下自身所不能達到的未來。“時間膨脹的現象不是時間旅行”是從科學角度進行的判斷，因為此時的時間就宇宙時間來講既不是過去的時間，更不是未來的時間，因為即使用光速旅行也需要時間，旅行做不到即刻到達，這決定了人類不能到達未來的宇宙時間。

2能“看到過去事物”這一推斷依據是什麼？能看到地球的過去的原理是什麼？

明確：這一推斷的依據是，光速也需要時間，我們看到的一切都是過去的（用電視動畫演示這一事實）。看到地球過去的原理：根據鏡子反射原理，設想有一顆距地球無限遙遠的星體，其表面特別光滑，反射能力極強，天文學家可利用功能極強的光學望遠鏡收集該星體反射的光，看到地球過去的情況（用電視動畫演示這一原理）。

明確：看到過去並不是離開現在回到過去，所以不是時間旅行。

1.請學生總結從本文獲得的主要資訊有哪些，次要資訊及相關資訊有哪些，並談談在篩選資訊時所運用的主要方法。

提示：主要資訊包括空間旅行和時間旅行的概念，以及時間膨脹概念等。次要資訊及相關資訊進行空間旅行的方式、方法，對於提高速度的多種設想，時間膨脹的意義，看到過去事物的設想等。運用的方法包括：抓關鍵語句，聯絡上下文捕捉主要資訊和相關資訊，透過表層資訊挖掘隱含資訊等。

2.教師小結：肯定學生在本課學習中所表現出的積極主動性，對錶現突出的小組進行表揚。

結語：宇宙的奧祕無窮無盡，希望通過這篇文章的學習能激發同學們關於宇宙未知數的聯想、想象以及探索宇宙的興趣和熱情，因為我們今天建立在科學基礎上的暢想往往會成為明天的現實。

1.寫一篇科學幻想作文。要求：資訊含量大；想象與聯想大膽新奇，同時還要有一定的科學依據；800字以內。

2.推薦科普讀物（如“劍橋文叢”科普叢書），鼓勵學生在網際網路上查閱有關資訊。

第5篇

(1)理解文章基本內容，瞭解有關空間和時間旅行的知識。

(3)大致瞭解本文出現的一些科學術語，如:光年、白洞、旋轉黑洞、超級繩索等。

(1)整體把握文章思想內容，抓住關鍵語句，準確、迅速地篩選、提取有價值資訊。

通過學習本文，培養熱愛科學、追求真理、勇於探索，敢於創新的時代精神。

重點:快速、準確地篩選空間旅行、時間旅行、時間膨脹等概念資訊。

宇宙對於人類來說，充滿了神祕色彩與超乎尋常的吸引力，儘管人類從誕生之日起就在探索宇宙奧祕的問題上進行著不懈的努力，但至今我們仍對宇宙知之甚少。於是科幻作家們憑藉豐富而奇特的想像，構建出了一個個新穎離奇的虛幻世界，對宇宙奧祕作出了別出心裁、絢爛多姿的推斷和設想。如大家熟知的《星球大戰隊》《株羅紀公園》、《失落的世界》等等。那麼人類是否真的能在不久的將來移居其他星球?是否真的能讓時光倒流，重返白堊紀探尋恐龍滅絕的原因?今天我們就和英國科普作家齊然爾曼先生一起探討關於空間和時間旅行的問題。

[明確]文章的中心話題是介紹星際和星系之間旅行的有關知識。

[要點]全文以小標題的形式分成了四大塊，內容概括醒目。前後按內在的邏輯先後順序貫穿排列。文章第一句話"讓我們在地球通向宇宙中的任何行星、恆星和星系的宇宙高速公路上開始我們的旅行"領起全篇，以下按距離地球遠近依次介紹。由"到其他行星上旅行"寫到"到其他恆星上旅行"，又由於距離的遙遠，就涉及到一個速度問題，所以作者接著介紹了"加快速度"方面的知識，而還因為有人的壽命問題，作者"緊接著又介紹了"時間膨脹"。這樣按內在嚴密的邏輯性逐步寫來，內容多而有序，層次條理分明。文章讀起來，如剝竹筍，層層續接，逐層深人;又如連環，環環相扣，設疑，解疑，娓娓道來，趣味盎然。

膨脹:由於溫度增高或其他因素，物體的長度或體積增加。

2、[思考]要進行空間旅行，為什麼速度問題成為主要障礙?

[點撥]利用目前人類所創造的速度最快的太陽神探測器，能在較短時間內進行星際旅行，但這只是想像和推斷，因為"其實我們無法登上這個無人駕駛的飛行器"。即使假設太陽神探測器能載人，也無法在人的有生之年到達距離無限遙遠的其他恆星和星系。因此，提高速度是關鍵問題。

[明確]在連續時間段要能夠 (為飛機)提供足夠的推力。

[明確](1)"裂變反應堆";(2)"核聚變";(3)"帆船或宇宙飛船配有直徑為數百里的帆，在飛行過程中可以從太陽風獲取能量";（4）"物質——反物質發動機"。

6、什麼是時間膨脹?時間膨脹現象發生的主要條件是什麼?

[明確]運動物體接近光速時，對隨光一起旅行的任何物體和人員來說，時間慢了下來，化學反應和生物過程也減慢了，這種現象叫時間膨脹。時間膨脹現象發生的主要條件是運動物體的速度接近光速。

7、[思考]時間膨脹對於空間旅行的意義是什麼?為什麼說時間膨脹為探索人類能力所不能及的宇宙提供了方法?

[點撥]時間膨脹為人類能力所不能及的宇宙提供了方法，即使星系間旅行成為可能。

人類在時間膨脹中生活，生命好像暫時停止了，實際上能夠到遙遠的恆星和其他星系中旅行，即時間膨脹極大地延長了人的生命，因此使到遙遠恆星和其他星系旅行成為可能。

8、重點閱讀"時間旅行"部分，聯絡上下文理解重點語句，篩選隱含資訊。

(1)[討論]第四部分第三段寫到"時間膨脹是一種時間旅行"，而第四段又假定"時間膨脹的現象不是時間旅行"，兩種判斷是否矛盾，為什麼?

[明確]不矛盾，兩個判斷都成立，因為判斷角度不同。"時間膨脹是一種時間旅行"是從科學幻想的角度進行的判斷，因為此時空間旅行者相對自身來講是在未來旅行，在體驗自然條件下自身所不能達到的未來。"時間膨脹的現象不是時間旅行"是從科學角度進行的判斷，因為此時的時間就宇宙時間來講既不是過去的時間，更不是未來的時間，因為即使用光速旅行也需要時間，旅行做不到即刻到達，這決定了人類不能到達未來的宇宙時間。

(2)[思考]能"看到過去事物"這一推斷依據是什麼?能看到地球的過去的原理是什麼?

[點撥]這一推斷的依據是，光速也需要時間，我們看到的一切都是過去的。看到地球過去的原理:根據鏡子反射原理，設想有一顆距地球無限遙遠的星體，其表面特別光滑，反射能力極強，天文學家可利用功能極強的光學望遠鏡收集該星體反射的光，看到地球過去的情況。

[明確]看到過去並不是離開現在回到過去，所以不是時間旅行。

9、本文不是單調枯燥的知識介紹，而是充滿了作者瑰麗神奇的想像，到處洋溢著作者的激情，試舉例加以說明。

[要點]如文章開頭作者就寫道"讓我們……開始我們的旅行"、"即使我們能到達火星，那時也得讓重孫子來安葬我們。"語句之中飽含了作者對科學的熱愛與期望，所以在寫到星系遠距離旅行時，作者激動地寫道"我們能夠在有生之年到達銀河系中最近的恆星嗎？即使以光速旅行，也只能到達鄰近星系中的幾百個恆星，難道只能如此嗎?未必!"這是探索宇宙，探索未來的勇氣和膽量，顯示了作者對科學真理的熱愛與執著，正因為有這種精神，作者在寫到加快速度時才熱情地想像各種產生推動力的方法，寫到時間旅行時，才大膽地想像迴歸過去。

10、知識性和趣味性是這篇文章的特點，本文是如何體現的?

[要點]準確地知識介紹和豐富大膽地想像是本文的一大特點。作者在介紹時間和空間旅行的知識時，列出了一些確切的數字，使讀者在獲取大量的知識中，體會到了作者的嚴謹。同時尊重科學，又不拘於科學，作者以其豐富的常識和大膽的想像，拓開思維的空間，探索宇宙，預測未來，為讀者展開一幅深遙無邊的宇宙畫面，使他們既汲取科學知識，又神遊科學殿堂，受到一種精神上的浸染。

空間和時間旅行是人類探索物質存在、運動和發展的兩種根本方式，實現空間旅行和時間旅行的最大限度來自於速度即人類以現有的技術不可能達到光速或接近於光速以及由此產生的燃料問題等等，但是人類的探索精神和進取精神必將對科技發展產生巨大的推進作用。

第6篇

這是一篇科普文章，以星際和星系之間的旅行為話題，闡釋了有關空間和時間旅行的知識。本文具有很強的科學性，又充滿了大膽的、甚至是神奇的想象，洋溢著熱愛科學、追求真理的執著與熱情，閱讀時要認真體會。

讓我們在地球通向宇宙中的任何行星、恆星和星系的宇宙高速公路上開始我們的旅行。踩油門以60英里每小時的速度行駛，要用半年的時間才能到月球；在火星與地球間隔距離最近時（每26個月出現一次），要用 93年的時間才能達到火星；需要6800年的時間才能到達太陽系最外處的冥王星。 半年的時間並不糟糕，然而又有誰會花93年的時間去宇宙的某個地方？即使我們能到達火星，那時也得讓重孫原來安葬我們。到達冥王星需要6800年，相當於最早的文明時代延續至今的年數。很顯然，以時速60英里的速度，不能進行星際旅行。好在我們有時速更快的飛行器。

1947年，美國空軍飛行員查理斯·耶格爾首次突破聲音的障礙，以超過670英里每小時（1078公里）的速度飛行。 6年後，他創造了新的飛行紀錄，比以前的速度快2.5倍。在這之後，1969年“阿波羅 10號”指揮艙內宇航員的速度為時速24791英里（39896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115200英里每小時（185391公里）或32英里每秒（51公里）的巡航速度繞太陽飛行的美國宇航局的德國建造的太陽神探測器是速度最快的宇宙飛船（在離太陽最近時，速度可達到44英里每秒，但這個速度不是常量）。只有這個速度才能滿足我們到遙遠星球上去的需要。因此，我們停好車，登上太陽神探測器（其實我們無法登上這個無人駕駛的飛行器）。以32英里每秒的速度旅行，13分鐘可繞地球飛行一週，2小時到達月球，18天到達火星，3.5年到達冥王星。

人類到其他恆星上去可不是一件大美差。半人馬座比鄰星是離我們最近的恆星（這裡當然不包括我們自己的太陽）之一，與地球相距25萬億英里遠，即地球到冥王星距離的 7000倍。我們乘坐太陽神探測器到達半人馬座比鄰星，要用25000年。我們星系中的其他恆星都比半人馬座遠成百上千倍。其他星系就更遠了。我們的銀河系有數百顆以巨大的螺旋形排列的恆星。我們所看到的空中的恆星只是該螺旋形的一部分。其他星系更遙遠，若不用高倍望遠鏡，就辨不出其中的各顆恆星（在宇宙的萬億個星系中只有5個能夠用肉眼看到，它們在天空中分別只有一個小黑點）。

由於恆星和星系之間相距遙遠，英里這一測量單位很快變得不實用。天文學家改用光年（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）。半人馬座離地球約4.2光年，即從地球到半人馬座，光約需要4.2年。上面已談到，太陽神探測器的速度是光速的千分之六，飛完這段距離需要25000年。光穿過銀河系的螺旋形，需要10萬年；太陽神探測器需要6億年。這個距離實在讓人吃驚。我們能夠在有生之年到達銀河系中最近的恆星嗎？

顯而易見，即便以32英里每秒的速度進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 186300英里（299800公里每秒）。問題在於在連續的時間段要能夠提供足夠的推力。推力產生加速度，進行星際旅行的飛船所需加速度為1個重力加速度（lg）或接近五個重力加速度，這是地球和物體之間的重力產生的自由落體加速度（不考慮空氣阻力）。這個速率為32英尺/秒（9.8米/秒2）。即岩石從高層建築物上落下時，l秒鐘後速度達到五英尺/秒，2秒鐘後為64英尺/秒，3秒鐘後為96英尺/秒，依此類推每秒鐘增加 32英尺。如果飛船能做到以這個速率加速，一年後能達到光速！

但我們現在還做不到這一點。我們現在所用的化學推進火箭不能提供完成遠端飛行所需的推力。火箭發動機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。火箭燃料箱不能攜帶足夠的燃料。 核推進系統就強多了，而這種系統正在研究中。裂變反應堆釋放能量的方式與原子彈和核電廠一樣，採用現代技術就可以實現。它們提供的加速度將遠遠高於光速的1％。在3－4星期中可到達地外行星，用400年的時間大批大半人馬座。

核聚變是實現核推進的另一種更好的方法，這是太陽、其他恆星和氫彈釋放能量的方式。遺憾的是，在受控核聚變中，現有技術也不能釋放足夠的能量。未來的宇宙飛船可能根本不必攜帶燃料。例如，帆船或宇宙飛船配有直徑為數百英里的帆，在飛行過程中可以從太陽風（太陽發出的高能、高速帶電粒子流）獲取能量。從理論上說，這類宇宙飛船能達到飛往恆星所需的lg加速度。夢想家們也在設計其他的異想天開的技術，例如物質—反物質發動機（一種能將在空間中廣泛分佈的氫原子聚集和集中起來用作核燃料的新發明）。

即使我們能夠以光速或接近光速旅行，旅行範圍也限於我們在有生之年可進行探索的星體。在我們的銀河系中最遙遠的恆星離我們8萬光年。麥哲倫星雲是離我們最近的星系，有約17萬光年之遙。宇宙中最遙遠的星系距地球約有150億光年。即使以光速旅行，也只能到達鄰近星系中的幾百個恆星。

運動物體接近光速會出現令人費解的現象。對隨光一起旅行的任何物體和人員來說，時間慢了下來。這是愛因斯坦的狹義相對論的部分內容，利用原子鐘進行的實驗證明了這一點。並非只有時鐘減慢，化學反應和生物過程也減慢了。這一現象叫時間膨脹。

運動速度和時間變化不是簡單的線性關係。光速降到一半或四分之一時，時間變化率並沒有分別降到一半或四分之一。只有速度十分接近光速時，時間膨脹才明顯。時間膨脹成為現實，令人驚歎不已。速度十分接近光速時，空間旅行者袁老的速度是沒有進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，而我們的空間冒險者也許只長了10歲。地球上已經歷數代滄桑，文明已經歷多次興衰，冰期出現又消失多次。這位空間冒險者在空間僅度過10年。人類在時間膨脹中生活，生命好像暫時停止了，實際上能夠到遙遠的恆星和其他星系中旅行。最主要的障礙是我們無法達到光速。

時間膨脹不僅為探索人類能力所不能及的宇宙提供了方法，它也是一種時間旅行（一種科學幻想活動，指人離開現在而置身於未來或過去——譯註）。如果空間旅行者能活萬歲，那麼他們不就在未來旅行嗎，體驗未來嗎？畢竟，他們在“過去”的9920年前就去世了（假定人的壽命為80歲）。

我們假定，時間膨脹的現象不是時間旅行——既不是未來時間的一部分，也不是過去時間的一部分。我們都知道即使用光速旅行也需要時間，旅行做不到即刻到達。例如，光從月球到地球需要1秒多鍾。陽光到達地球需要約8分鐘。半人馬座比鄰星約光到達地球需要4.2年，m104星系的光到達地球，需要4000萬年。我們抬頭看到的月亮是j秒多鍾之前的月亮，太陽光是在8分鐘前出現的，半人馬座比鄰星閃爍的光是4.2年前的。用功能很強的望遠鏡看到的 m104星系發出的光是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。如果太陽突然爆炸並消失，我們仍能看到它在空中又持續閃耀8分鐘。在這8分鐘內，我們仍受到其重力的影響。

反之亦然。任何人從 m104星系來看地球，他所看到的是4000萬年前的情景。

如果我們的光學望遠鏡的能力無窮大，對過去能看到多遠？宇宙的外緣約為150億光年之遙，即我們能看到這麼遠的過去。這是宇宙開始出現的時間，也就是常說的創世大爆炸。也沒有比這更遙遠的距離和過去了。事實上，當時尚不存在時間。回顧過去，我們看到的一切是炫目的白光，這種白光來自宇宙首次產生的光能。從技術上說，白光出現時間是在創世大爆炸之後約30萬年，這一點是站得住的。我們確實無法超過白光的範圍去看清楚每件事物的開始（天文學家所說的注意到“宇宙的邊緣”時，並非指那麼遠。他們指的是創世大爆炸後的10億一20億年間，首批恆星和星系的形成）。

假定有一顆圍繞m104星系中的某顆恆星執行的行星。這是一顆反射能力很強的行星，其表面是特別光滑和閃光的岩石。我們稱之為鏡子x行星。假定地球上的天文學家已經發明瞭功能很強大的大型光學望遠鏡來收集鏡子x行星反射的光。就像您從鏡子中看到自己的形象一樣，地球上的天文學家把望遠鏡對準鏡子x時，能看到自己的反射的形象。但鏡子x必須是4000萬光年之遙。光從地球到達鏡子x需要4000萬年，然後從鏡子x到達x地球又需要的4000萬年。這就是8000萬年時間。

天文學家無法看到自己的反射形象；他們只能看到地球上到處出現的恐龍。那不是侏羅紀公園。

看到過去事物這種現象不是時間旅行。一些理論物理學家認為我們能夠在時間上回到過去，但極其複雜，要設計出旋轉黑洞、白洞、蟲孔和超級繩索，能量比整個宇宙的能量可能還大。這肯定不是很近的將來會出現的技術，但現在可以作出大量的設想。

①選自《火星，我的第二家園》（江蘇人民出版社1998年版）李明譯。有刪節。本文由巴里·齊然爾曼和戴維·齊然爾曼合著，他們都是當代科普作家。

3.為什麼說時間膨脹“為探索人類能力所不能及的宇宙提供了方法”？