人類能否實現穿越

無論是暑期檔大片，還是賺人眼球的科學報道，現代文化中到處都充斥著有關時間穿越的故事。然而，如果你對其中包含的物理知識進行總結和歸納，或許會產生這樣的疑問：人類有可能實現時間穿越嗎？

為了解答這一問題，我找到了理論物理學家、宇宙學家保羅·戴維斯，他也是《如何建造時光機》一書的作者。

我們都是時空旅行者

“簡單地說，穿越到未來不僅有可能實現，而且已經實現了。對此我們一個世紀以前就知道了。”戴維斯說，“大眾之所以對此似乎不太了解，是因為時空穿越的時間實在是短得可憐，根本沒法進行像電視劇《神秘博士》里那樣的冒險旅行。”

要理解這一點，關鍵是要理解一種被稱為“時間膨脹效應”的現象。光速是一種不可超越的宇宙速度極限，運動速度越接近光速，你就會發現時間過得越慢。因此，高速行駛的火車上的鐘表指針要比靜止狀態下的鐘表指針走得慢。這其中的區別是肉眼無法察覺的，但是當火車開回車站，兩塊鐘表的指針將相差十億分之一秒。如果這列火車的行駛速度能達到光速的99.999％，那么這列火車上一年的時間就相當于火車站223年的時光。

但速度并不是影響時間的唯一因素。從相對較小的范圍來說，質量也會影響時間。距離龐大物體的中心越近，時間就流逝得越慢。

“宇宙空間中的時間比地球上的時間走得快一點，”戴維斯說，“屋頂上的時間比地下室的時間走得快一點。這個影響是可以測量的。”

將鐘表置于在軌衛星上，鐘表就會出現時間膨脹效應，這是由于在軌衛星的運行速度快，而且距離地球引力中心較遠。

“重力和速度能為你開辟一條穿越未來之路。”戴維斯說道，“所以，原則上說，如果你有充足的資金，你就能夠隨意在很短的時間里—比如一年、一個月或者更短的時間內—穿越至3000年后。這只是資金和工程的問題。”

未來可行，過去不成？

穿越到未來是愛因斯坦相對論中既定且基本的一個方面，科學家們在實驗和應用環境中對此進行過反復驗證。但如果是往相反的方向穿越時空，是否可行呢？

“回到過去就完全是另一碼事了。”戴維斯解釋道，“在我們所知的有關時間本質的理論中，愛因斯坦的理論是最好的。他的理論并沒有排除回到過去的可能性，即便在他1915年發表的廣義相對論中也沒有排除這種可能性。不過，很多科學家對這種可能性深感不安，因為很多著名的悖論都是因此而產生的。”

比如，你可以設想自己穿越到過去，殺死自己的母親。但如果這樣的話，她就不可能把你生下來，那你又怎么能回到過去犯下弒母的罪行呢？

蟲洞是時空中的捷徑

戴維斯推測，從我們目前對時間本質的理解和所掌握的物理知識來看，回到過去的穿越是不可能實現的。但宇宙中充滿了各種難以理解的現象，理論上存在的蟲洞便是其中之一。也許蟲洞可以幫我們實現通往過去的時空旅行。

“蟲洞有點像是相距遙遠的兩個點之間的通道或者捷徑。”戴維斯說道，“舉個例子，如果我的賓館客房里有個蟲洞，我從這個洞穿過去后可能不會到達賓夕法尼亞大街，而是跑到了銀河系的另一端附近。”

根據科學家們的推論，這種時空上的捷徑可以轉化為時間機器。

“如果蟲洞確實存在，且可以穿越，它就有可能提供一條穿越時空、回到過去的道路，”戴維斯說，“所以這完全取決于是否存在穩定的蟲洞，或者是否有某種物理學理論阻礙蟲洞的形成。這種物理學理論是指除相對論以外的其他理論，因為從相對論的角度看，蟲洞一說是沒有問題的。這是個開放式命題。”

世界知名的理論物理學家史蒂芬·霍金曾經提出，發生在量子能級的蟲洞能夠從理論上為時間穿越提供支撐，但是加州大學圣巴巴拉分校的物理學家安德魯·克萊德呼吁對這一看法要謹慎對待。

“我是一個實驗主義者，物理學說到底也是一門實驗科學，”克萊德說道，“任何基于數學、哲學思考或理性思維的預測都需要經過實驗的證明。而我的確不知道有哪個實驗能證明回到過去的可能性。”

因果關系

克萊德也指出，因果關系的基本原則阻礙了穿越至過去的道路。眾所周知，整個宇宙都遵循因果關系的基本原則。

“一件事只有先發生，然后才會有結果。”克萊德說，“據我所知，還沒有哪個實驗得出過與此不同的結論。我還沒有發現有哪個量子力學實驗出現過違背因果關系的現象—盡管有許多實驗可能會揭示這一現象。”

不過，就像時間膨脹得不夠快，看起來不像是穿越到了未來那樣，大眾也經常忽略“穿越”到過去的一種常見方法。

“從某種意義上來說，天文學家一直都能穿越回過去，但其穿越方式并不會讓大多數人感到興奮，”克萊德說，“當我們測量宇宙微波背景的時候，我們就是在往回追溯到100多億年以前，這是微波到達我們的觀測視野所需花費的時間。”

很多關于時間穿越的問題仍懸而未決。來自未來的時空旅行者是否會出現，來為我們答疑解惑呢？我們只能拭目以待。但如果他們要乘坐蟲洞時光機而來，我們必須先為他們建造一臺。畢竟，只有一邊建成了通道他們還是無法穿越到現在的，對吧？

“理論上說，要建造一個跨越百年的雙向蟲洞通道，我們需要用100多年的時間，”戴維斯總結道，“所以，我們的子孫無論如何都不可能穿越回來告訴我們，說我們關于往回穿越的想法是錯誤的。”