迷人又虛幻的時間旅行

按照愛因斯坦的廣義相對論的描述，宇宙中的一切事物都是以三維空間和一維時間來呈現的。

我們能夠隨心所欲地在三維空間中移動——上下、前後、左右。但是，當面對四維時空的時候，我們似乎就束手無策了。在四維時空中，時間是沿着一個方向向前流動的，我們就像是在時間長河裏漂浮的軟木一樣被牽着鼻子往前走。

那麼，什麼是時間旅行呢？時間旅行是指人離開現在而置身於未來或過去。在科幻作品中，時間旅行是最令人激動的想法之一。

登上時間機器，一個人就可以利用控制系統確定任何一個日期（過去或未來），然後啓動時間機器，瞬間他就可以被帶到那個時代。如此看來，進行時間旅行的確格外誘人——誰不想知道在3000年後科技會發展到什麼程度？誰不想目睹愷撒大帝被刺實況？秦始皇登基大典？

到未來旅行其實並不難

根據物理學基本定律，時間旅行可能嗎，哪怕只是從理論上來講？至少,在亞原子世界中，時間旅行是可能的。

比如，一個正電子（與電子緊密聯繫的反粒子）就可以被認爲是流向過去的電子。因此，如果製造出一對正電子和電子，而後正電子與另一個不同的電子碰撞而湮滅，我們就可以把整個過程看作是單個電子在時空中作“之”字路線的運動：以電子的形式向前移動，然後以正電子的形式向後移動，最後再以電子的形式向前移動。

但是，對於像人類這樣的宏觀物體，要實現這種運動的可能性是微乎其微的。感謝愛因斯坦，他讓我們知道了，在宏觀世界，另一種時間旅行是存在的。他在其1905年提出的狹義相對論中指出：

對於速度接近光速的物體來說時間流逝變慢，至少對於靜止的觀察者來說是變慢了。想知道1000年後地球的樣子嗎？那就飛到距地球500光年的星球然後再回來，往返的速度都必須是光速的99.995％。當你回來時，地球已經蒼老了1000歲，而你只增加了10歲。

事實上，已經有一個人進行過時間旅行，他就是幫助維修過哈勃太空望遠鏡的宇航員斯多瑞·馬斯格瑞夫。他在太空軌道中待了53.4天，因此就比他一直待在家裏年輕了千分之一秒。不過，由於他飛往太空的速度相對於光速來說很慢，所以時間旅行的效果在他身上微乎其微。

在21世紀，我們在時間旅行方面的探索或許能進一步（當然很可能只是一小步而已）——如果我們把一名宇航員送到水星上，讓他在那裏生活30年，然後再返回地球，屆時，他將比一直生活在地球上年輕20秒。之所以這樣，是因爲水星上的時鐘走得比地球慢，原因在於水星繞太陽運行的速度比地球快，且水星離太陽更近，更深受太陽引力的影響，根據相對論，速度和引力都能影響時鐘的快慢。

假如我們想回到從前呢

然而，以這種辦法進行時間旅行有一個讓人擔憂之處，就是你飛到未來之後可能就被困在那裏回不來了。這又該怎麼辦呢？這裏，愛因斯坦或許再次爲我們提供了答案。他在其1915年提出的廣義相對論中指出：大質量或大能量的物體會把其附近的時空扭曲。如果質量或能量足夠大，被扭曲的時空就會發生摺疊，在現在與未來之間形成“蟲洞”

（就像蟲子從蘋果的一邊直接啃到蘋果的另一邊留下的洞一樣）。穿過蟲洞有點像穿過山上的隧道：爲了到達山的另一側，你可以翻山過去，但通過隧道無疑更快速。因此，蟲洞就是一條連接兩個時空的時光隧道。

1988年，美國物理學家基普·索恩及其同事指出，

我們能夠用這樣的蟲洞回到從前，辦法是：固定蟲洞的一個端口，而以光速在空間移動另一個端口，然後跳入移動的端口中。就如同進行太空飛行的宇航員一樣，在運動的端口，時間將會變慢。而後，當你從固定的端口迅速蹦出來時，你會發現自己是從過去的狀態中出現的，也就是你回到了從前。

不過，蟲洞也有自己的問題：它的開口微乎其微，並且會於瞬間關閉。有科學家想了一個辦法：使用暗物質。何謂暗物質？用行外人的話來說，就是比沒有重量還輕的物質，

也即具有負密度的物質。聽起來似乎不可思議，但荷蘭物理學家亨德里克·卡西米爾

早在1948年就提出，當兩個導電盤在真空中靠近時，就會產生負密度區域，該區域對導電盤有向內的壓力。卡西米爾所說的負密度壓力，後來在實驗室中得到了證實。

基於這一理論，索恩及其同事提議建一個周長近10億千米的蟲洞，用只相隔400個質子直徑距離的卡西米爾導電盤於中間隔斷。不過，進行時間旅行者必須設法在導電盤中打開通向蟲洞的門。那麼，建造這個蟲洞所需要的物質材料是多少呢？那可是構成太陽的物質的兩億倍之多！顯然，那是未來更高級的文明才能嘗試的事，絕非21世紀的工程師所能爲。

1991年，有科學家指出，可以用另一種機制來解決時間旅行問題，那就是宇宙弦理論。

該理論認爲，宇宙大爆炸時所產生的威力應該形成了無數細長且能量高度集聚的細管子，這種管子被稱作“宇宙弦”。宇宙弦有點像蜘蛛絲，但遠比原子細小，1釐米的宇宙弦比整座喜馬拉雅山的質量還大。宇宙弦要麼伸展到無窮遠處，要麼形成閉合的無限長的環圈。有人預言說，只要能找到一大圈宇宙弦，調控它，使之在自身張力作用下收縮，就橡皮筋收縮一樣，宇宙弦產生的巨大能量就能使時空發生極大的彎曲，並以光速旋轉。

如果你乘坐按照宇宙弦理論設計的宇宙飛船繞圈飛行的話，你就可以回到過去。

現在的物理學法則會禁止我們回到過去旅行嗎

不幸的是，哪怕只想回到一年前的過去，所需要的宇宙弦所具有的能量也必須達到整個銀河系總能量的一半。更糟糕的是，宇宙弦收縮可能會生成一個巨大的旋轉黑洞，而黑洞會吞沒任何一個時間旅行基地，你可能哪裏都還沒去成，就已經在無限的時空彎曲中屍形全無了。

就算你能倖免，以上兩種時間旅行機器的物理性質也決定了：你不可能回到過去。

保守的觀點認爲，時間旅行不能改變過去，因爲過去的事實是時空存在的一個部分。比如，如果你回到你的外祖母還是小女孩的時代並把她殺死，那麼還會有你嗎？這就是著名的“外祖母悖論”。對於這個問題，牛津大學物理學家大衛·伊奇卻以量子力學的觀點加以解決。他認爲有多重宇宙存在，因而回到過去改變歷史是可能的。也就是說，可能存在許多互相交織的世界歷史。如果你回到從前殺死了你的外祖母，那麼其結果只是導致時空產生一個與你所在的世界平行的另一個世界，而這個平行的世界與你的世界是互不相干的。

著名物理學家霍金（已故）

則從另一個角度討論了這個問題，他稱其爲“編年史保護猜測”。霍金認爲，從物理學定律上來說，改變過去是不可能的，製造和使用時間旅行機器都將受到量子效應和其他因素的阻礙。

如此看來，時間旅行是否可行迄今尚無定論。