文/陈思进（首发《科普时报》2023年11月03日第二版）

什么是时间？这似乎是宇宙中最大的谜团！

我小时候就曾思考过：为什么我们可以在空间中前后左右移动，却不能自由地在时间中穿梭，只能被时间一直向前推动？此外，我们也都对自己离开这个世界后，未来会变成什么样子感到好奇。虽然人的生命有限，但我们对于死后的事情却充满了疑问，一直在寻找答案。

记得在小时候读过的科幻小说《The Janus Equation》【亚努斯方程，作者Steven G.SpruillG（史蒂文·斯普鲁尔）】中，描述了一位杰出的数学家，以探索时间旅行为己任，一次偶然的机会邂逅了一位非同寻常的美丽女性，俩人的感情迅速发展，尽管他对她的背景毫不知情。渐渐地，他开始对揭示她真实身份充满了好奇心，并展开了积极地探索。这位数学家后来发现：她曾经通过整容手术彻底改变了容貌，甚至还做过变性手术。最出人意料的是，这位女性其实是来自未来的时间旅行者，“她”其实就是他自己！只不过是来自未来的版本。

当时最令我费解的是，如果他们决定要孩子，将会发生怎样的情景……这个复杂纷繁的故事引发了时空旅行的重重悖论，同时，更埋下了探索时空旅行的种子，至少希望在科幻小说中描绘出来。

目前，主流科学界仍然认为，至少在眼下的科技和理论水平下，时间旅行似乎是不可能的，这里有几个主要原因：

爱因斯坦的狭义相对论告诉我们，时间和空间是紧密联系在一起的。如果一个人以接近光速的速度旅行，他的时间会过得更慢，因此相对于那些保持静止的人来说，他会显得年轻一些。但这并没有给我们提供任何方式来回到过去或者前往未来。

而爱因斯坦的广义相对论告诉我们，物体的质量和引力会弯曲时空。虽然这个理论存在一些奇怪的时空曲线，比如黑洞，但它并没有告诉我们如何穿越时间。

同时，根据狭义相对论，物体不能以超越光速的速度移动。所以，要实现时间旅行，需要找到一种绕过这个限制的方法。但我们目前似乎还没有找到。

最大的问题是时间悖论。如果时间旅行是可行的，那么就可能出现回到过去并改变历史的情况，这将导致逻辑上的混乱和悖论，如上述提及的《亚努斯方程》中的故事。

不过，未来时间旅行其实是可能的，这样的实验已被证明了数百万次。假设宇航员接近光速飞行，1分钟抵达最近的恒星，因火箭内部时间减速，对宇航员而言仅1分钟。而按地球的时间计算，他已跳越到未来4年后。事实上，我们的宇航员每次进入太空时，其实都短暂地进入了未来。当他们在地球上空以每小时 30,000公里的速度移动时，他们的时钟比地球上的时钟走得稍稍慢一点。

因此，能将我们带到未来的时间机器，似乎还符合爱因斯坦的狭义相对论。但是，回到过去呢？

在此要特别提醒一下，或许在黑洞和时间机器的密集数学方程方面，最为闻名的是宇宙学家史蒂芬·霍金，他曾经因研究一些理论物理概念，如虫洞、时空曲率和暗物质等，“证实”时空旅行是有可能的，

1990年，霍金阅读了同事的论文，其中提出了一种时间机器类型，引发了他的怀疑。他一直认为时间旅行是不可能的，因为从未来过来的旅行者不存在。如果时间旅行像星期天在公园野餐一样常见，那么来自未来的旅行者应该会拍照并与我们互动，但这并没有发生。

当时，霍金甚至向全球物理学家提出的挑战，宣布必须有一条物理定律来阻止时间旅行，以“保障历史的安全”，提出了“时序保护猜想”。

不过，后来，霍金改变了看法，表示“时间旅行或许可行，但不实际”，这在伦敦的报纸上被广泛报道。霍金说，有一种时间机器涉及虫洞，爱因斯坦方程中有解连接遥远的空间点，也能连接时间点，允许数学上的时间旅行。而穿越虫洞可以游历过去，甚至遇到自己。霍金还说，物质能逃出黑洞，甚至通向另一个宇宙。假如你认为自己身处黑洞，请记住，总有出来的路，别放弃。不过，穿越黑洞的虫洞只能是one-way（单程）旅行。

于是，时间旅行突然成为理论物理学家的研究领域，加州理工学院的物理学家基普·索恩（诺兰的好莱坞科幻大片《星际穿越》的科学顾问）写道，科学家已认识到了时间的本质是重要议题，不应该仅限于科幻作家。

尽管如此，虽说目前仍然没有直接证据表明时空旅行是可能的，可时空旅行在科幻文学和影视中，却依然常常被用来探讨和描绘，时间旅行已经成为科幻作品的常见特色。

比如，首部严肃尝试时间旅行的小说，是H.G.威尔斯的经典之作时间机器》（The Time Machine），在小说中主人公被送到了几百年后的未来；再比如在《超人1》中，当超人得知路易斯恩（Lois Lane）已经死去后，他不顾一切地决定让时光倒流，让自己绕着地球极速飞行，比光速更快，直到时间本身倒转。地理减慢速度，停止，最终向着相反的方向自转，直到地球上所有的钟表都向后倒走。当洪水迅速后退，破裂的大堤奇迹般地自我修复，路易斯·莱恩也从死亡的国度回来了。

另外，还有一种可能，就是平行宇宙（或“多世界”）的概念至少解决了时间旅行的“祖母悖论”：如宇宙分裂为两个，在其中一条时间轴上，你杀死的人仅仅是看上去像你的父母，但他们不是你的父母，因为你正处于一个平行宇宙中。而这种方式似乎是唯一符合量子理论的，这在我之前的几篇谈平行宇宙的文章已经详谈，这儿就不另赘述了。

最后，自我宣传一下，我的科幻长篇小说系列《超越时空》的第一部《超時空拯救》（其中就有平行时空、以及元宇宙等概念），在之前的香港书展列入精选畅销书，并出版了繁体字版，全球发行。

回到本题时空旅行，将在下篇《物理学家正在揭开“时间箭头”的奥秘》中再接着谈吧。  

2023年09月21日写于多伦多安大略湖畔