【叮噹生日】【推舊文】踏進多啦 A 夢的任意門，你其實是回到過去？
叮噹在2112年9月3號出生，今日是叮噹-92歲生日😻
此文章為我的泛科專欄《動漫物理學》文章，原文於 2017 年 4 月 14 日刊於PanSci 科學新聞網。
//多啦 A 夢的百寶袋中各種神奇法寶，你最想要哪一樣？
根據日本朝日電視台的統計結果，多啦 A 夢的法寶之中最受歡迎的是任意門，第二名是時光機。不管這兩名是不是你的最愛，對於經常睡到日上三竿、遠離家鄉在外國居住的我，這兩件法寶可是大有用處，可以幫助我多賺一點賴床時間，節省回香港的機票錢。
不過，大家又可知道，任意門的功能其實就是一部時光機？
穿越廣闊空間的工具
從前，沒有機器的幫助，人類只能在很細小範圍內的二維表面——前後左右——移動。這個二維表面指的就是居所的附近。發明了汽車和輪船以後，我們的活動範圍大大提升了，擴展到整個地球的表面。而直到近期陸續發明了飛機、潛艇、火箭、太空穿梭機，我們才得到在第三維——上下——自由移動的能力。
然而，這些都只是理論上的成就。實際上，因為現今科技所限，遑論寬廣無垠的太空，我們對地球上的深海和地底世界，都仍所知甚少。而且，即使人類能造出可以到達深海任何地方的潛艇、無堅不摧的鑽地機，或者能高速飛行的太空船，我們穿越三維空間的能力，依舊受限於物理定律的速度上限：光速，每秒 30 萬公里。愛因斯坦的相對論說，在我們的宇宙之中，沒有任何東西可以超越光速。
多啦 A 夢的任意門卻能夠打破愛因斯坦設立的速度限制。根據漫畫中多啦 A 夢的講解，只要事先輸入目的地資料，任意門就能即時穿越最遠 10 光年的距離，立即帶我們到達目的地。10 光年，即是光線要花 10 年才能走完的距離，而任意門在一瞬間就接通了。由此可見，光速這個限制任意門根本不當成一回事啊，22 世紀的科技實在太厲害了。
超越光速等於回到過去？
愛因斯坦為什麼說，沒有東西能傳遞得比光更快呢？其中一個原因是能量守恆。根據相對論能量方程式，當質量非零的物體速度趨向光速，其能量就趨向無限大。換句話說，我們的太空船永遠不可能加速到光速，因為這樣做需要輸入無窮無盡的能量。太空船總不能帶著無限能源吧。
然而，任意門突破光速限制的方法，並非依靠速度。就好像上次我們討論的四度空間百寶袋，任意門是直接把宇宙之中的兩個地方接通，好像理論中的蟲洞一樣。不過，這樣做雖然沒有加速的能源問題，卻會導致一個不可意義的結果。踏進任意門的一刻，其實等於回到過去。
為什麼呢？原因非常簡單，光線需要時間才能穿越空間。我們來想像一下：假設大雄想使用任意門走到對面馬路，在他踏進任意門之前，已經有光線從他身上出發並開始飛越馬路。因為大雄穿過任意門並不需要時間，而光線橫越馬路卻需要時間，如果大雄穿過任意門後回頭一看，他就會看到他踏進任意門之前從他自己身上出發的光線。換句話說，大雄會看見仍在對面、還未踏進任意門的自己！
回到過去可能發生的矛盾
多啦 A 夢曾經解釋過，只要調節任意門把手上的刻度，任意門就可以接通不同地點的不同時間。所以，實際上使用任意門不單可以回到過去，更能夠穿越未來，不過能夠選擇的時間好像沒有時光機那樣長？這樣想，任意門應該是個輕便版本的時光機吧！
然而，任意門和時光機之類能夠穿梭時空的法寶，會為我們帶來邏輯困局。舉例說，如果回到過去阻止自己的父母生出自己，那麼自己究竟有沒有出生？如果沒有，那自己就不會回到過去阻止自己出生，所以自己就會出生，所以自己就會回到過去阻止自己出生，所以自己就不會出生⋯⋯
多啦 A 夢的作者藤子．F．不二雄肯定是知道這個邏輯悖論的。漫畫中很多個故事都涉及穿越時空改變歷史、與不同時間的自己相遇，甚至大雄與多啦 A 夢的整個故事都是基於「要改變大雄的命運」這個前提上。至於在現實世界之中，自然定律是否允許時空穿梭？就現代物理學來看，答案似乎是否定的。縱使愛因斯坦的廣義相對論在理論上允許蟲洞存在，從來沒有證據顯示它們真的存在於我們的可見宇宙之中。
即使如此，物理學仍然無阻任意門、時光機等等神奇的道具出現在漫畫和電影之中，激盪著人類的想像力。想像力是科學家的超能力，可惜現實裡沒有時光機，不然我們就可以去未來看看，小時候坐在電視機前看多啦 A 夢的孩子，有多少個成為未來的科學家？你是其中一個嗎？//
質量守恆定律解釋 在 Re: [學科] 質量守恆定律- 看板Chemistry 的推薦與評價
※ 引述《pianoboy (人還挺多的嘛)》之銘言：
: 標題: [學科] 質量守恆定律
: 時間: Tue Jan 19 18:59:17 2010
:
: 質量守恆定律究竟是足夠正確的嗎
: 我在教理化時越教越不確定了= =
: 為什麼呢?
:
: 想想在核反應時，質子中子電子可能都不會少
: 可是質量就是莫名其妙的減少然後變成熱能
: 那這樣我們怎麼跟學生證明
: 在進行化學反應時，質子中子電子不會消失
: 所以質量守恆呢?(或許在化學反應時質量也會差一點點喔)
:
: 各位大大覺得呢?
:
: --
: ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
: ◆ From: 118.165.175.18
: 推 foxrain:化學反應只有外層電子參與，核反應則是原子核的變化 01/19 19:15
: → pianoboy:可是所謂原子核變化，其實也只是分裂若融合 01/19 19:16
: → pianoboy:質子中子電子可以一顆都沒消失(除非有β衰變等) 01/19 19:17
: → pianoboy:可是總質量還是變小了! 01/19 19:17
: 推 foxrain:你有考慮過基本力跟基本粒子的轉變嗎？強力跟反微中子 01/19 19:19
: 推 Silience:什麼是莫名奇妙的減少然後轉變成熱能??請解釋一下 01/19 19:23
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
利用大大的這個推文
我把問題的一部份講清楚一些
主要是這樣的 :
舉個核分裂的例子
235 144 89
U + n -----> Ba + Kr + 3n + Q
92 56 36
會發現質子中子電子一顆也沒少
那請問質量為什麼會少呢?
我聽過一種說法是強作用力位能被釋放
所以質量減少、能量釋放
如果是這樣
我們有什麼理由確定在化學反應時
電磁作用力位能被釋放時
質量不會減少?
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 118.165.175.18
※ 編輯: pianoboy 來自: 118.165.175.18 (01/19 19:44)
... <看更多>