通過(guò)這位高中生的辦法，我們能看到2200多年前秦始皇登基嗎？
看似理論上可行，但實(shí)際不可能。
01
如何才能看到地球事件的時(shí)光倒流？如果一個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間為8個(gè)小時(shí)。當(dāng)事件結(jié)束時(shí)，最后一縷光剛剛發(fā)出去時(shí)，最開(kāi)始發(fā)出的與它垂直的光，已經(jīng)跑出去8634022790.4公里。
這個(gè)距離，接近60個(gè)天文單位，也就是60個(gè)日地距離（海王星的軌道大約在30個(gè)天文單位附近）。
也就是說(shuō)，光實(shí)際的路線大致是這樣的（紅色箭頭）：
也就是說(shuō)，你想要看到地球事件的時(shí)光倒流，就是要追上這一條光的路線，并且精準(zhǔn)捕捉相應(yīng)的光子，才能形成完整的倒放事件。
如果你想要畫面視角不變，且倒放的速度和正常速度一樣，的確在遠(yuǎn)離地球時(shí)，垂直地球表面的分速度需要穩(wěn)定在2倍光速。
非2倍光速也可以，1~2倍之間時(shí)，由于捕捉光子的速度變慢了，實(shí)際相當(dāng)于影像的倒流速度變慢了。
而2倍以上的光速收集光子，倒流速度則加快了。
所以，高中生的思想實(shí)驗(yàn)，速度可以達(dá)到光速的絕對(duì)倍數(shù)時(shí)，整體上是沒(méi)有大問(wèn)題的。
但這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，也并不一定非得需要跟著地球轉(zhuǎn)。
02
對(duì)于兩邊箭頭與地球交叉的封閉區(qū)域所發(fā)生的事件來(lái)說(shuō)，無(wú)論地球怎么旋轉(zhuǎn)，我們?cè)谥虚g箭頭所處的整個(gè)象限，都是能夠觀察到的。
當(dāng)然，箭頭方向的觀察是最有利的。
那么根據(jù)事件不同時(shí)間段散射出來(lái)的光，在路經(jīng)中間箭頭時(shí)，進(jìn)行從近到遠(yuǎn)的捕捉，同樣可以理論上觀察到逆流的事件畫面。
只不過(guò)，這樣的情況下，看到的事件就是隨著地球旋轉(zhuǎn)發(fā)生的。
另外， 事件逆流的速度，也并沒(méi)有那么容易控制。
需要通過(guò)三角函數(shù)計(jì)算分量，來(lái)確定速度。
以上方案都需要超光速，所以真實(shí)時(shí)空是不存在的。
03
如果單純?yōu)榱瞬蹲降沽鞯漠嬅妫瑩Q一個(gè)思路，就能解決光速不可超越問(wèn)題。
那就是在光要經(jīng)過(guò)的路線上，安排連續(xù)不斷的光子捕捉器。
這樣最先捕捉最遠(yuǎn)處的光子，就可能形成正畫面。
而最先捕捉最近處的光子，那自然是倒放的畫面。
由于本質(zhì)上都是捕捉光子，這種方法其實(shí)和追光得到的最終結(jié)果，并沒(méi)有區(qū)別。
04
真正的問(wèn)題在于，當(dāng)距離足夠遠(yuǎn)時(shí)，你根本沒(méi)有條件，捕捉到足夠多的光子，形成有用的完整畫面。
人類通過(guò)電子設(shè)備重建畫面，其實(shí)是根據(jù)單個(gè)光子能量（頻率/波長(zhǎng)），以及光子密度所展現(xiàn)出來(lái)的細(xì)節(jié)信息，來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
根據(jù)黑體輻射可以看出，無(wú)論不同光譜的單個(gè)光子能量差距，還是光的能量分布梯度，在可見(jiàn)光范圍都具有最大的變化：
這也注定了，可見(jiàn)光頻段所記錄的畫面，才能展現(xiàn)出足夠豐富的細(xì)節(jié)。
為什么我們照CT，無(wú)法像普通的拍照一樣充滿細(xì)節(jié)和分辨程度，本質(zhì)上在于射線（光子或其它粒子）單一，以及起伏不大的能量分布，都決定了無(wú)法像可見(jiàn)光那樣記錄豐富的細(xì)節(jié)。
而人類大部分事件都是在室內(nèi)發(fā)生的，一面墻壁就能擋住所有的可見(jiàn)光譜，基本上只有能量低的電磁波能夠穿透墻壁。
現(xiàn)代通訊時(shí)代，人類能夠通過(guò)電磁波傳遞豐富的信息，本質(zhì)上是通過(guò)調(diào)制與編碼等手段，讓不同頻段的不同電磁波承載了豐富的信息量，可以包含足夠多的細(xì)節(jié)。
然而黑體輻射出來(lái)的光子，它本身是沒(méi)有經(jīng)過(guò)編碼的。
濾過(guò)主要的可見(jiàn)光段，剩下的電磁波信息是殘缺的，嚴(yán)重缺少細(xì)節(jié)的。
即便你能完整收集到相關(guān)光子，你最終得到的畫面也是這樣的：
這個(gè)畫面，并不是你收集到的光子呈現(xiàn)的畫面，而是宇宙背景輻射所產(chǎn)生的畫面。
你能收集到的原事件光子量，在宇宙背景輻射下，幾乎可以忽略不計(jì)。
05
我們?cè)诼短鞐l件下，晴朗無(wú)云，能夠收集足夠到的畫面嗎？
其實(shí)也不行。
要完整記錄事件，我們至少需要能看清一個(gè)人的臉吧。
我們?cè)谑彝饣顒?dòng)室，一張足夠明亮的臉，照度可達(dá)到1000 lux（勒克斯）
我們假設(shè)一個(gè)人的頭顱，相當(dāng)于20cm直徑的一個(gè)球，也即半徑0.1m。
前面我們計(jì)算出8小時(shí)之后，光已經(jīng)走出了8634022790.4公里。
散射出去的光，能量密度隨著光球面積的增加而衰減。
那么，對(duì)于長(zhǎng)達(dá)8小時(shí)的事件來(lái)說(shuō)，相同光子收集器能收集到的光子量，是事件最開(kāi)始時(shí)的
1/86340227904000^2。
也即，1.34×10^-25 lux。
很多人可能對(duì)照度單位lux沒(méi)有什么概念，我們對(duì)比一下：
晴天室內(nèi)：100—1000lux
陰天室外：50—500lux
陰天室內(nèi)：5—50lux
月夜：0.02—0.3lux
黑夜：0.001—0.02lux
對(duì)于相同波長(zhǎng)的光子來(lái)說(shuō)，光子密度和照度是成正比的。
也就是說(shuō)，我們1秒鐘在單位面積上能收集到的光子，甚至只有最黑黑夜的100萬(wàn)億億分之一左右。
06
這是什么概念呢？
當(dāng)光子波長(zhǎng)為555nm，也即人眼最敏感的可見(jiàn)光波段時(shí)：
1lux=1lm/m2=1/683 W/m2=0.001464 W/m2
根據(jù) E=hv ；v=c/λ（真空）
易得，1lux 照度的可見(jiàn)光，大約每平米每秒鐘會(huì)有4.1×10^15顆光子通過(guò)。
那么，對(duì)于1.34×10^-25 lux來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于3×10^10 m^2（3萬(wàn)平方公里）的范圍內(nèi)，足足需要5個(gè)上海的面積，才能在1秒鐘內(nèi)收集到1顆光子。
單個(gè)或寥寥幾個(gè)光子根本就沒(méi)有成像的信息量。
即便我們弄個(gè)地球直徑這么大的光子接收器，也僅僅只能收集4250.5個(gè)光子。
對(duì)于遙遠(yuǎn)的星空來(lái)說(shuō)，由于固定位置不變，原本恒星的光芒也沒(méi)有多少細(xì)節(jié)變化，所以我們可以通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間曝光來(lái)增加星星的亮度。
但對(duì)于不斷變化的事件來(lái)說(shuō)，我們是無(wú)法增加曝光時(shí)間來(lái)增加亮度或者清晰度的。
當(dāng)然，在后期處理的時(shí)候，我們是可以增加亮度的。
然而由于大量關(guān)鍵光子的丟失，我們依舊失去了大量的細(xì)節(jié)，我們最終看到的面孔，可能會(huì)是這樣的：
所有的光子組合起來(lái)，已經(jīng)不足以展現(xiàn)足夠的信息，毫無(wú)可辨識(shí)的細(xì)節(jié)。
因?yàn)?，哪怕是用所謂的單光子相機(jī)，你要做出100×100的像素，也至少需要1萬(wàn)顆光子。
即便你弄個(gè)2個(gè)半地球截面積大小的光子接收器，你收集到的光子也是隨機(jī)分布的，并不會(huì)像你像素繪畫一樣，總是落在你需要的像素點(diǎn)上，關(guān)鍵像素信息寥寥無(wú)幾，這樣的畫面自然是一團(tuán)漿糊。
08
我們可以經(jīng)常在互聯(lián)網(wǎng)上，看到關(guān)于在多少光年外，看地球過(guò)去畫面或者事件的問(wèn)題。
例如，在2200光年外，我們可以看到秦始皇登基嗎？
從嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕嵌葋?lái)說(shuō)，答案只有一個(gè)：
由于丟失了大量光子所承載的信息，捕捉到的極少量光子淹沒(méi)在了宇宙背景輻射中，最終導(dǎo)致我們根本就看不到相關(guān)事件的發(fā)生。
當(dāng)然，如果未來(lái)人類能發(fā)展成超高等文明，還可以考慮一個(gè)方法看天氣晴朗時(shí)無(wú)遮擋的戶外事件。
就是使用大小超過(guò)太陽(yáng)系的超級(jí)天文望遠(yuǎn)鏡。
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