“如果我穿越回过去阻止了我祖父母的相遇，那我还会存在吗?”

现场一名学生的提问瞬间点燃了全场的好奇心。这个经典的“时间旅行悖论”问题，就像一颗石子投入平静的湖面，激起层层涟漪。更有趣的是，北京师范大学天文系副教授张帆的PPT里竟然全是他自己手绘的漫画！这位科学家用最“接地气”的方式，为武汉经开区的650名学生代表带来了一场关于《时间的故事》的科学盛宴。

2025年6月12日上午，武汉经济技术开发区第一中学（朱光亚科技中学）报告厅内座无虚席，“追星就追科学家”科普教育活动在这里隆重举行。来自9所学校的学生代表齐聚一堂，准备开启这场科学与梦想的对话。

张帆

教授的“时间魔法课”：

从牛顿到爱因斯坦的思维革命

从牛顿的力学定律到爱因斯坦的相对论，再到霍金的宇宙论，时间的面纱被一层层揭开，不断刷新着大家对“时间”的认知。张帆教授指出，时间是有方向的，就像我们永远记得昨天的晚餐，却对明天的菜单一无所知。

牛顿的“死板”时间观

张帆教授的演讲从一个问题开始：“你们来之前多少人看到这个题目？”

他幽默地解释道，选择“时间”这个主题，是因为它既是我们日常生活中最切身相关的东西，又是物理学最核心的内容——“时间和空间是一切物质在上面演化的舞台”。

在牛顿的世界里，时间就像一把标准的尺子，对所有观测者都一样，“没有个性”地流逝着。牛顿的《自然哲学的数学原理》奠定了现代理论物理的基础，但在那个年代，时间还是相当“死板”的存在。

爱因斯坦的“时空革命”

但到了爱因斯坦这里，一切都变了！张教授生动地描述了这个戏剧化的转变：当电磁学发现光速对所有观测者都一样时，传统物理学遇到了麻烦。

“我追着光走，跑得很快，我测的光速跟你在原地看的光速应该不一样才对，但麦克斯韦方程告诉我们光速是恒定的！”

爱因斯坦大胆地选择了推翻牛顿力学，提出了一个颠覆性的观点：时间和空间必须结合成一个有机的整体——四维时空。张帆教授诙谐地说：“大家也不用太担心人生焦虑了，因为你活过的那一段就在时空里待着，它的存在是很实在的概念！”

时间的方向性：熵增与宇宙演化

张教授从最实用的角度解释了“熵”这个概念。他做了一个比喻，熵最初来源于工业革命时期人们为了“捞钱”而研究蒸汽机效率的问题。

“你的机器运转过程中，损失掉的、消耗掉的、不能用来做功的能量越来越多，到最后熵满了，机器就彻底废了”。这个看似枯燥的物理概念，在张教授的讲述下变得生动有趣。

更神奇的是，我们地球上的生命竟然是“负熵”的奇迹！白天太阳给我们高能量的可见光光子，晚上我们散发出更多低能量的红外光子，这个过程让我们获得了“负熵”：秩序和复杂性。

薛定谔在《生命是什么》一书中就提到，我们从太阳获得的真正不是能量，而是“负熵”！

张帆教授还特别提到了学习的奥秘：“你们头脑里的知识实际上是一个负熵的过程，知识越多秩序越强。所以你的夜间睡眠可能是你记忆形成的重要环节”。这个发现让现场的学生们恍然大悟——原来睡觉也是科学。

科学学习的智慧

在演讲的最后，张帆教授分享了一个学习小技巧：不能只看课本上那些枯燥的公式和定理，要多去了解它们背后的科学故事和历史背景。因为那些伟大的科学家们在探索这些理论的时候，可不是按照课本上的顺序一步步来的。他们的灵感和思考过程，往往比那些公式本身还要精彩。

张教授把高深的相对论、热力学、宇宙学，变成了同学们听得懂、记得住、追着问的“时间冒险故事”。他鼓励大家： “科学就是个不断‘打脸’的过程！牛顿被爱因斯坦‘打脸’，爱因斯坦的理论也可能在未来被修正。” 保持怀疑和探索精神才是王道！像大脑、人工智能这种复杂系统，正是未来科学最难也最可能突破的领域，“等你们长大了，有人工智能帮忙，说不定就能搞定！”

好奇心“炸场”：从“时间旅行悖论”到黑洞之谜

经典的“时间旅行悖论”

当那名学生提出“时间旅行悖论”时，张帆教授给出了两种有趣的解释：

第一种是物理学解释：如果真有时间机器，你在时空中形成闭合回路时，量子力学的真空涨落会产生无穷大的能量，导致时空结构崩塌，“所以时间机器根本不会存在，不给你回到过去的机会”。

第二种是哲学解释：如果自由意志不存在，你的所有行为都是被决定的，那么“大自然会形成一个自我自洽的整套逻辑，你不会看到逻辑冲突的事情发生”。

张帆教授

黑洞的神秘世界

面对黑洞相关问题，张帆教授描述了一个科幻般的场景：如果你掉进黑洞，外面的人会看到你“凝固”在黑洞表面，因为你发出的光信号传播速度越来越慢；但从你自己的角度看，你会正常地穿越事件视界，“有可能你发现里面是天堂，也有可能会挂掉”。

同学在进行提问

相对论的时空变换

面对学生关于爱因斯坦相对论的提问，张帆教授现场画图解释了“钟慢效应”：当观测者相对运动时，时间和空间坐标轴会发生旋转，“在他认为是一秒的时间投影到原坐标系时，可能时间变长了，这就是时间膨胀效应”。

同学在进行提问

时间的本质探讨

当被问及“时间的本质到底是什么”时，张帆教授认为：“时间是整个时空的一个方向的测量，它只是一个像尺子一样的概念。但时空究竟是什么？这变成了一个哲学问题，因为你作为时空的一部分，没有办法超越时空去测量时空”。

科学精神的薪火传承

当科学与梦想在江城武汉相遇，当手绘PPT遇上深奥理论，当“时间旅行悖论”遇上相对论，这场特殊的“追星”活动向我们展示了一个朴素而深刻的真理：真正的偶像不在聚光灯下，而在实验室里，在宇宙深处的探索中，在为人类文明进步而默默奉献的科学精神里。

或许，当这些年轻的心灵被科学的种子点燃时，未来的某一天，他们中的一些人也会站在这样的讲台上，用自己的方式诠释科学之美，传递知识之光。

据了解，“追星就追科学家”公益科普活动，是未来论坛、科大讯飞、奇点未来基金会连续4年共同举办的一项全国性的科普教育活动，旨在通过学子们和“全球最顶尖的大脑”对话，让科学家们在孩子们心中播下科学的种子，在未来生根发芽，照亮他们光明的科学探索之路。2025年，“追星就追科学家”科普公益活动也将继续秉承初心，邀请更多优秀的科学家走进校园，为青少年提供更多与科学亲密互动的机会，掀起尊重科学、崇尚科学、探索科学的风潮。

文/广州日报新花城记者：张丹 通讯员：宋丹

图/广州日报新花城记者：张丹 通讯员：宋丹

广州日报新花城编辑：蔡凌跃