愛因斯坦與時空旅行

如果有一天，你的孩子說：長大以后他要乘坐超光速火箭，再回到過去看看的時候，你是為你孩子的聰明而感到高興，還是苦澀地告訴他這只不過是科幻故事，人類是永遠無法回到過去的呢?

最近幾年間，時空旅行的故事屢屢在各種媒體上出現(xiàn)，故事的情節(jié)大同小異：某人乘坐時間機器回到過去或者奔向遙遠的未來。例如《時間線》、《救世主》、《時光駭客》、《回到1872年》、《時間機器》、《未來戰(zhàn)士》、《12猴子》、《2009迷失記憶》、《星門》、《失落的世界》、《重返中世紀》、《碧血長天》、《穿越時空愛上你》等影片都描述了時空旅行的故事。在人們觀看這類影片的同時，有人就會懷疑，世上真的有時空隧道或者蟲洞存在嗎?

關于蟲洞、時空隧道之類的觀念，并不是科幻電影編導們的憑空想象，而是源于愛因斯坦的廣義相對論。1935年，愛因斯坦和羅森根據(jù)廣義相對論推導出，在特殊的時空結構中存在一條貫穿空間和時間的隧道，這條隧道就被稱為愛因斯坦一羅森橋。但在最初的推導中，這座“橋”是無法通過的，任何物質(zhì)想要通過它都會被撕裂。然而，1936年克爾得出一個解，表明存在可以通過愛因斯坦一羅森橋的可能。這時它就變成一個蟲洞——通往另一宇宙的通道。如今有不少科學家相信，利用蟲洞可以進行時空旅行。

“雙空位悖論”徹底否定了時空旅行的可能性，那些時空旅行題材的影片屬于科幻類的娛樂片，千萬不要把它們當成嚴肅的科教片來對待，時空旅行是不可能實現(xiàn)的。

“雙空位悖論”的含義是什么?

在宇宙空間中任何物體運行的軌跡，可以看做是一條曲線(包括封閉曲線)。在沿物體運動的方向上任意取三點(A、B、c)，當物體從A點運動到B點時，從空間概念上看A點已經(jīng)是一個空位，該物體已經(jīng)在B點了；同理，c點雖然是存在的，但是沒有物體存在，也是一個空位。舉例說明：1900年地球在A點，2006年地球運行到B點，這時，地球人乘坐超光速火箭回到A點，在A點找不到地球，只有空間概念上的空位A點；同理，地球人在B點乘坐超光速火箭趕到c點，c點其實也是一個空位，地球還在B點與c點之間運行。這就是“雙空位悖論”。

分析一下時空旅行的原理，存在諸多問題：①愛因斯坦的相對論從理論上證明，“回到過去和前往未來是可能的”，但是相對論又告訴我們超光速的物質(zhì)是不存在的，這就產(chǎn)生了矛盾；②即使能夠?qū)崿F(xiàn)“回到過去和前往未來”，又該如何解決隨之而來的邏輯混亂；③時空旅行在技術上無法實現(xiàn)；④“雙空位悖論”徹底否定了“回到過去或前往未來”的可能性。

怎么看待愛因斯坦“穿越時空隧道回到過去和前往未來是可能的”這一個觀點?

首先應該假設有超光速火箭的存在，然后才能夠得出這樣的結論：“乘坐超光速火箭能夠看到過去的事件。”舉個例子：10年前，有人在地球上朝某個特定的天空方向放電影，10年后的今天，我?guī)е?電影)屏幕乘坐超光速火箭也朝這個方向趕，當趕到它的前方時，展開屏幕，這時我們在屏幕上可以看到10年前從地球上放出的電影，也可以這樣說：看到10年前的事件。因此，愛因斯坦“穿越時空隧道回到過去和前往未來是可能的”這一觀點應該這樣表述：能夠看到過去的事件，前往未來是不可能的。

怎么看史蒂芬-霍金對于回到過去“能否干預歷史”的討論?

從上面的分析得知：時空旅行本身就是一件不可能的事情，霍金再接下去討論不可能之后的事情已經(jīng)無意義了。不過，霍金本人是傾向于不能干預歷史的，這有可能是霍金受愛因斯坦“能夠回到過去”的觀點以及各種悖論雙重影響的結果。然而，被稱為當今最偉大的“愛因斯坦”的史蒂芬·霍金能夠提出“能否干預歷史”這樣的問題，實在讓人質(zhì)疑：他是在講科學?還是講科幻?

科幻作品是影視娛樂的一個熱點，但是科幻作品也應該有一定的科學依據(jù)。時空旅行被納入科學領域進行探討，是在1915年愛因斯坦廣義相對論發(fā)表后，一些科學家在愛因斯坦方程中得到了允許時空旅行的解。但是，更多的物理學家卻把時空旅行和科幻小說中的流行情節(jié)一樣對待——差不多歸入UFO一類。