标题：时光旅行
简介
  由于突破光速极限至今未能得到真正实现，穿越时光旅行似乎更加难以想象。爱因斯坦告诉我们，时光流逝是相对的。距离巨大物体(如地球)中心越远，时间过得越快。太空中卫星上的时钟必须对这种误差进行校准，尽管误差很小，但却真实存在。此外，这种效应在不同的高度是可以察觉的。美国国家标准和技术局去年两次实验都证实了这种理论。因此，我们的大脑比心脏要老化得更快，虽然在人的一生中大脑的年龄仅比心脏年龄大900亿分之一秒。
科学家研究发现，一个物体越接近光速，时间对它来说就会越慢。因此，一部时光机器就可以简化为一台巨大的离心机，这部离心机可以让一个人以接近光速旋转。不过，美国查普曼大学量子研究中心主任杰夫-托拉卡森认为，这种方式有可能让离心机内的那个人四分五裂。美国亚利桑那大学宇宙学家保罗-戴维斯表示，“要想实现时光旅行，这只是资金和工程学的问题。人类总有一天会迈出这一大步。”[1]
假设和想象
旋转黑洞质量超过太阳四倍的星球在燃尽自己的燃料走到生命尽头的时候会在自身重力作用下崩溃，爆炸结果就形成了巨大的黑洞，其中心存在一个巨大的重力区，所有接近的物体都会被吞噬，光线也不例外，这也是黑洞得名的原因。
理论上黑洞可以分为两种，一种叫做施瓦兹黑洞，是根据一位德国天文学家卡尔·施瓦兹的名字命名的，它的外形很像冰淇淋，一端面积很大逐渐向另一端缩小直到成为一个顶点，叫做奇异点，在此所有的物理定律都不成立，一切物体都会被强大的重力碾成碎末。
另一种叫做克尔黑洞，是一种旋转的黑洞，可以在时光旅行中作为入口。1963年新西兰数学家罗伊·克尔提出了关于旋转黑洞的第一个现实的理论，认为垂死的星球会在大爆炸过程中形成一个旋转的中子环，巨大的离心力不会使之形成奇异点，进入这样的黑洞相对施瓦兹黑洞要安全得多，不用担心被中心的无穷重力压碎。
如果克尔黑洞当真存在的话，人类就有可能通过它后进入白洞。顾名思义，白洞和黑洞完全相反，它不是往里吸东西而是靠一种带有负能量的奇异物质将东西推出去。从某种意义上说白洞就是我们通常所说的时光隧道，由此可以进入其他时间和其他世界。虫孔虫孔也叫做Einstein-RosenBridges。如果确实存在的话，不但能够使人类时光旅行的梦想成为现实，还可进行远达几光年的太空旅行，所用的时间只是传统太空旅行的很小一部分。
根据爱因斯坦的相对论，任何质量都会使时空发生弯曲。为了理解这种弯曲，我们先看一下这个例子。两人分别拉住一张床单的一端使之绷直，然后一人将一个棒球至于床单的一端，在重力的作用下棒球会滚到床单的中间使之在此弯曲，再将一个台球至于床单的边沿，它会因为床单的曲率而滑到中间与棒球汇合。这里空间被描述成是一个二维的平面，而非思维的时空。想象床单继续弯曲至重叠起来，中间留一定的距离，将一个棒球放在上层表面就会形成一个曲面，然后将一个同样质量的棒球放在下层表面相对应的位置，就会形成一个曲面与上面的那个相顶。虫孔的形成与之相似。
在太空中质量作用于宇宙中的不同地方最终就会形成一个类似上图的通道——虫孔，通过它人类就可以很快地到达地球以外的其他星球。例如我们想去距地球9光年（90万亿公里）的天狼星考察，只要找到一个联结地球和天狼星的虫孔就可以了。（目前人类在太空旅行最远只到达过月球，距地球只有40万公里）  虫洞宇宙线1991年美国普林斯顿大学的物理学家J·Richard·Gott又提出了一个关于时光旅行的新介质——宇宙线。他认为在宇宙形成初期存在很多线形的物体，它们伸展长达整个宇宙，承受着高达数百万吨的压力，却比一个原子还细，周围形成了巨大的重力场，一旦有物体接近便会被以非常高的速度吸过去。而两根相临的宇宙线会互相吸引或一根宇宙线与黑洞相连都可以形成一个足够飞船通过的空间。[2]
科学理论
为什么空间的三个次元，我们都可以自由来回，只有时间是单向的？时间的本质困扰了科学家和哲学家有多久，幻想时光旅行的故事和小说就有多久的历史。早期的时光旅行小说很少有直接「穿越」的故事（跟近代的趋势很不一样，近几年网络小说里穿越的故事多到连理由都省了），像 Samuel Madden 在1783 年所著的 Memoirs of the Twentieth Century（二十世纪回忆录）里是一位天使从 1998 年带了当时的文件给一位英国大使的故事，法国人 Louis-Sébastien Mercier 所著的 L'An 2440, rêve s'il en f&ucirc;t jamais （2440 年，一个似有若无的梦）和不知名人士的 Missing One's Coach: An Anachronism （错失马车：一个时代错误的故事）两个 19 世纪的故事，都是在梦中时光旅行的，只是一个是到了未来，一个是到了过去。
但是真正将时光机、时光旅行等概念介绍给大众的名作，就是 H.G. Wells 于 1895 年的大作 The Time Machine（时光机器），这部小说并没有试着在能对人类产生任何影响的时轴内操作（第一次跳跃就到了 802,701 年，接着又跳到了 3000万年后），从而避开了后人很爱玩的因果问题。接下来时光旅行就成了科幻小说的固定原素，从星舰迷航记到回未来，再到超人（他绕着地球转，让时光倒流！），都免不了利用一下这个原素。
问题是，在科学上，时光旅行是可行的吗？史蒂芬霍金认为是不可能的。他的逻辑很简单：如果可以做时光旅行，为什么没有来自未来的访客？显然地，势必有一种未知的宇宙法则，阻止时光旅行者前来拜访我们，历史学家也可以暂时不用担心会失业的问题了。然而，经过了这么久的尝试，仍然没有物理学家能找出为什么不能时光旅行 --显然时光旅行完全是被现有的物理法则所允许的，霍金也不得不改变立场，说「时间旅行或许是可能的，只是不切实际」。大师一改变立场，物理学家立即由找为什么不可能，变成在找如何才能变成可能。  用虫洞来做时光旅行相对论本身就内建了许多种时光旅行的方法，例如大家都知道的，前进的速度愈快，时间就过得愈慢这点。依照狭义相对论，一个人如果搭乘速度接近光速的宇宙飞船前往宇宙中的某个星球，再以接近光速的速度返回，那对旅行者来说，可能只过了数年的时间，但对地球上的人来说，可能已经过了数千年了。理论上如果能超越光速，那也是可以回到过去的，但偏偏相对论就是说无法超过光速，所以这种时光旅行只能单向地前往未来，不能回到过去（但也有人在研究如何超光速）。相对论还有更多的解，隐含着时光旅行的可能，只是不知道这些方法和量子理论有没有冲突。大部份听起来都只是纯理论的产物（「在一个无限大的旋转圆环里走一圈」、「住在黑洞事象地平线的边缘」），似乎还有可行性的最主要只有一个：就是之前在传送里写过的虫洞。当虫洞两端是固定不动时，它可以提供一条在时空中的两点间移动的快捷方式，但是当其中一个出口以接近光速移动时，这个出口的时间会过得比较慢 --从另一边进入虫洞的话，你会瞬间来到时间过得比较慢的那个出口，在实际上等同于前往过去。[3]
悖论
不论哪一种时光旅行的方式，只要回到过去，就要面临可能发生的几种矛盾，当中最主要的，就是所谓论的「祖父矛盾」：假设你能回到过去，并且一个不小心杀死了你还没结婚的年轻祖父，那就不会有你的父亲，也就不会有你，那你就不会回去不小心杀死你祖父？  回到未来里用了不少种方式来解决时间矛盾在科幻小说和电影里，作家们为我们准备了许多种可能的解套方式：
时光旅行也是时间轴的一部份：这种情况下回到过去的人本身就是过去的一部份（想象：阿兹卡班的囚徒），但这要成立的话，首先过去的人要不知道他们当中有个时光穿梭者，而且虽然这样能解决祖父矛盾（显然的你没有不小心杀死你祖父），但还是有可能发生一些其它的矛盾。举例来说，未来的你送了一份时光机的蓝图来给你，你打造出来后，又坐时光机把蓝图交给过去的你...这样并没有时间上的矛盾，问题是，那到底时光机的蓝图是哪来的？ 时间轴会自我修正：这也是科幻小说很爱用的方式--某男主角打造了时光机回到过去去拯救意外丧生的女友，但不论他怎么改变过去的事件，一但回到现在后，都会发现他的女朋友还是因为别的理由而丧生，最后的结果并没有改变（别忘了，如果不是因为他的女朋友丧生，他就不会打造时光机）。 时间轴会分支：这是目前听起来最合理的方式了。每个被改变的时间轴都会分岔成一个新的宇宙，而时光旅行者进行时光旅行这件事本身就会造成时间轴分支，新的时间轴中发生的事都不再与原来的宇宙有关。有趣的是，这种理论违反的是质量守衡 -- 原来的宇宙少了时光旅行者的质量，而新的平行宇宙则多了时光旅行者的质量。 记忆会随着过去的改变而改变：也就是说，当过去被改动时，时光旅行者的记忆也会被改动。这种解释的问题是...祖父矛盾并没有被解决啊？ 时间轴会阻止改变的发生：简单来说，时光旅行者会进入一种被动观察者的角色发生，任何对过去的改变都是不被允许的。这种理论其实描述的是另一种感觉的时光旅行，就像是用一台电视在看过去发生的事，你可以知道很多事，但什么都不能改变。 [3]
正方观点
时间旅行是可行的
有了理论的支撑，那么时间旅行能否成为现实呢？
戴维斯认为，达到光速运行其实只是一个成本问题。因为，如果把一个10吨重的负载加速到光速的99.9%，需要使用100亿亿焦耳，这相当于全人类几个月的能源生产总量。如果获得如此多的能源只能去开发太空的资源。
现在，戴维斯已经开始着手构想建造世界上第一台时间机器了。“时间旅行是可行的，而且我们知道如何去完成它。”在接受采访时戴维斯称，目前构建时间机器所需要的大部分零件已经存在于世界各个国家最先进的实验室里了。
哥伦比亚大学物理学家布赖恩·格林甚至告诉了人们一个飞往100万年以后的方法。他说：先建好一艘太空船，然后以接近光速的高速度开始飞行。当你在高速飞行的飞船上过了一年返回地球时，走出飞船后你会发现地球上已经过了100万年———你已经到了地球上的未来。[4]
反方观点
时间旅行无法实现李淼是中国科学技术大学交叉学科理论研究中心教授，中国科学院理论物理所研究员。多年来，他一直从事着物理学的科普工作。李淼则告诉记者，大多数科学家都认为，进行时间旅行的理论几乎都是无法实现的。假使进入了未来，我们将无法返航。以高速系统进行的时间旅行或许只能进入未来，却没有办法回到过去。
事实上，假如我们的时间机器到达了公元3000年后再返航，有可能只会在地球的未来时光中又跨出了一大步。这是因为时间旅行并不取决于运动的方向，而只取决于它的速度。以接近光速的速度飞行理论上当然可以使时间变慢，但是即使再接近光速或者达到光速时间也不会为负，也就是说我们是不会回到过去的。
重力会使时间放慢的理论也面临一些问题，我们如何能造出一艘能抵抗中子星附近极其恶劣条件的飞船来。在这种情况下，我们同样也无法从未来时光中返航。时空闭合在已知的物理规律下不会出现对于广义相对论来说，时空可以被弯曲到与其自身联结的地步，因此可以在时间和空间中创造闭合的轨迹。例如，我们回到了自己出生的年代，看见自己出生的样子，这就是时空闭合了。
但是目前的理论认为，有一定的物质就会有一定的时空，时空和物质有关。产生闭合轨迹时空的物质分布非常特殊，其中有一部分物质分布处于负能量状态。这样就破坏了我们已知的能量条件。而我们现在已知的物理规律是不允许这种现象出现的。
李淼补充说到，“虫洞”的存在物理学上争论很少，只是我们的科技目前还无法达到这个水平。但是他强调，“虫洞”理论和时间机器理论是两个概念。前者是两个时间中超近路的“桥梁”，而后者则是指空间上的概念。[4]
实验
近日，“人类能否乘坐时间机器回到过去，或者飞到未来”这一话题再次成为学界争论的焦点。
许多孩子童年的梦想，就是希望能拥有一台动画片《机器猫》中的时光穿梭机，回到过去看一看。正当有人认为这个想法是天方夜谭，嗤之以鼻时，以色列科学家阿莫斯·奥瑞却表示，已经成功制造了一个时光机器的理论模型，他相信穿梭时空回到过去在不久的将来会成为现实。
以色列科学家阿莫斯·奥瑞表示，已经成功制造了一个时光机器的理论模型，他相信穿梭时空回到过去在不久的将来会成为现实。
阿莫斯·奥瑞现用普通材质制造出一个时空环，影响其形状在中心位置形成时空弯曲。“甜甜圈”时光环逆流奥瑞介绍，这个时光机器模型是依据爱因斯坦的相对论而建造的。他所提出的新版时空环理论表示，时间和空间区域一样，成数维立体。而区域中有无数个类似“甜甜圈“的时空环。他用普通材质制造出一个像甜甜圈形状的时空环，并利用“甜甜圈”附近的巨大质量团，如黑洞或内部重力波干扰，影响其形状在中心位置形成时空弯曲。如果要回到过去，在火箭内的旅行者需要以非常快的速度在“甜甜圈”内拉锯式地飞行，每一次进入过去的时间一点点。
奥瑞的理论表示，时间内部是一个个空的环状物质，填充了一些常规状态的球体。奥瑞的理论被刊登在声望颇高的科学杂志《物理评论》中，这个理论依靠的是一个假设条件的数学方程，在方程中，时间被描述成一个环形曲线。他表示，制造时间机器的理论是十分精确和神秘的，在时间机器后，他将制造出一幅时空圆环图。把时间压扁奥瑞根据爱因斯坦过去的一些观点总结出，物理定律给时光旅行提供了理论基础。相对论指出，以加速度进入未来的可能性。假设一个人花费一年时间处于稍低于光速旅行的火箭中，由于如此快的速度会使得时间走得较慢，那么此人回到地球后，会发现时间已经过去了许多年。这就是科学家们头脑中构思的未来旅行。
回到过去又是另一回事，相对论也给出了可行的答案。该理论认为，重力可以使时空弯曲，且会减慢时间。一些科学家们认为，时间和空间一样，可以分为数维立体，因而人类可以利用某些强大的自然或者人工力量，弯曲时空区域，人在这样的时空环中就可以作时光旅行了，且可以通过某些确定的环回到过去的时间切点。
时间区域弯曲到一定程度，人们就可以创造出一个时间环，类似于地球球体中的纬度，人类就可以顺着环作时空旅行了。在时间和空间的混合中，在奥瑞的方程式中，时间将可以自行弯曲成圈状，所以人类沿着环旅行，在不同的情况下，更换不同速度可以到达各个时间点。