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时间旅行：相对论解析时间旅行一直是人类想象力的源泉之一。
从古代神话故事到现代科幻小说，时间旅行的概念一直吸引着人们的注意。
然而，时间旅行是否真实可能？这个问题一直困扰着科学家和哲学家。
在本文中，我们将通过相对论的解析来探讨时间旅行的可能性。
相对论基础相对论是爱因斯坦于20世纪初提出的一种物理理论，它描述了物体在高速运动或强引力场中的行为。
相对论有两个重要的基本原理：等效原理：无法通过实验来区分处于匀速直线运动状态的参考系。
光速不变原理：光在真空中的传播速度是恒定不变的。
这两个原理构成了相对论的基础，也为我们后面讨论时间旅行提供了理论依据。
时间的相对性根据相对论，时间并不是绝对的，而是与观察者的参考系相关。
当一个物体以接近光速运动时，时间会变得相对减慢。
这被称为时间膨胀效应。
这意味着，如果我们能够以接近光速的速度运动，我们就可以经历比其他人更少的时间。
时间旅行的可能性根据相对论的时间膨胀效应，一些科学家认为时间旅行是可能的。
他们提出了以下两种可能性：1. 时间旅行到未来如果我们能够以接近光速的速度运动，我们就可以经历比其他人更少的时间。
这意味着我们可以到达未来，而其他人还停留在现在。
然而，这种方式只能实现单向的时间旅行，即只能前进到未来，无法返回过去。
2. 时间旅行到过去相对论并没有明确说明如何实现时间旅行到过去。
然而，一些科学家提出了一种可能性：通过弯曲时空的方法来实现时间旅行。
根据爱因斯坦的广义相对论，物体的质量和能量会弯曲时空。
如果我们能够找到一种方法来弯曲时空，就有可能创造一个时间回路，从而实现时间旅行到过去。
然而，目前还没有找到可行的方法来实现这种弯曲时空的技术。
此外，时间旅行到过去还涉及到一些哲学和逻辑上的困难，比如“悖论”问题。
因此，时间旅行到过去仍然是一个科学和哲学上的未解之谜。
结论时间旅行是一个引人入胜的话题，但目前仍然存在许多未解之谜。
相对论为我们提供了一种理论框架来探讨时间旅行的可能性，但实际实现仍然面临许多技术和哲学上的挑战。
时间旅行概念及其现实可行性时间旅行一直是人类想象的重要部分，它作为一个科幻概念，激发了人们的好奇心和幻想。
然而，时间旅行是否仅仅停留在科幻小说和电影的世界中，还是有可能在现实生活中实现呢？让我们深入探讨时间旅行的概念及其现实可行性。
时间旅行是指人们通过某种方式到达过去或未来的行为。
在物理学中，时间是四维时空的一部分，而时间旅行则涉及到了时空的扭曲和引力的概念。
然而，根据现有的科学理论和技术限制，时间旅行在现实中是否可行仍存在着争议。
首先，让我们来看看时间旅行的可能性。
根据爱因斯坦的相对论，时间与空间是相互关联的，引力可以影响时间的流逝。
根据这个理论，一些科学家提出了多种实现时间旅行的可能方式。
其中一种方式是通过黑洞利用引力来实现时间旅行。
据科学家称，黑洞是非常强大的引力场，足以扭曲时空，因此在黑洞附近的时间可能被延缓。
如果我们能够制造出足够强大的引力场，可能就能够实现时间的扭曲和旅行。
另外一种可能的方法是利用时空曲率。
根据某些理论，如果我们能够实现对时空曲率的精确控制，就有可能创造一条时间曲线，允许人们在其中进行时间旅行。
然而，目前为止，对时空曲率的精确控制仍然是一个巨大的技术难题。
尽管上述方法存在着种种挑战和技术限制，但科学家们仍在不断努力探索时间旅行的可能性。
他们进行了许多实验和模拟，并且不断提出新的理论和概念。
然而，我们必须承认，目前为止，时间旅行仍然是一种理论概念，尚未得到确凿的证据。
事实上，许多科学家对时间旅行的可行性表示了怀疑，他们认为时间旅行涉及到一些物理学原理的违背，并且可能导致诸如悖论和矛盾等问题的出现。
其中最著名的是著名的“祖父悖论”，即一个人回到过去杀死自己的祖父，那么这个人就不存在，从而导致矛盾和悖论的产生。
这种悖论暗示着时间旅行可能会违背因果律和逻辑。
另外，时间旅行还面临着技术上的挑战。
目前我们无法制造出足够强大的引力场或者精确控制时空曲率的装置，这些都是实现时间旅行的重要前提条件。
时间旅行概念解读时间旅行，作为一种经典的科幻题材，一直以来都引发着人们的好奇和想象。
许多文学、电影和电视剧作品都以时间旅行为重要情节，让人们思考关于时间和空间的奥秘。
在这篇文章中，我们将对时间旅行进行概念解读，探究时间旅行的定义、可能性和影响。
时间旅行指的是在时间维度上的移动，即从一个时间点跳跃到另一个时间点。
当我们谈论时间旅行时，有两个重要的概念需要考虑：时间的单向性和因果律。
首先，时间的单向性是指时间在自然界中只能向前流动，从过去到未来。
这是我们常见的经验现象，我们无法回到过去或者超越未来。
然而，时间旅行的概念打破了时间的单向性，让人们可以在时间维度上跨越，实现回到过去或者超越未来的可能。
其次，因果律是指时间旅行中可能产生的问题。
因果律要求任何事件的发生都有其原因，并且时间的顺序一定是前因后果。
然而，时间旅行可能导致因果律的矛盾和逻辑上的混乱。
如果一个人回到过去改变了某个事件，那么这个事件的原因就不再成立，可能导致连锁反应，改变整个历史。
这就引发了“时间悖论”的问题。
在科学上，目前还没有确定的证据证明时间旅行的存在。
然而，许多物理理论和数学模型提供了关于时间旅行的可能性。
首先，爱因斯坦的广义相对论提出了时空弯曲的概念。
根据这一理论，物质和能量的存在会导致时空的扭曲和弯曲。
如果我们能够利用这种弯曲，就有可能在时空中曲线上跳跃，达到时间旅行的目的。
其次，霍金教授提出了“时间的封闭曲线”理论。
这个理论认为，如果存在弯曲的时空，那么时间旅行就可能发生在这个封闭曲线上。
虽然这种时间旅行可能性引发了一系列争议，但它一直是关于时空旅行的重要理论之一。
虽然科学上对于时间旅行的可能性仍然存在争议，但对于时间旅行的概念和影响我们可以进行思考和探讨。
首先，时间旅行的概念给我们带来了关于时间和空间的深入思考。
我们开始思考时间是如何存在的、事件是如何发生的，以及是否存在超越时间维度的现实。
其次，时间旅行的概念启发了许多科幻作品的创作，带给人们无限的想象力和娱乐享受。
时间旅行实验改变历史的危险后果时间旅行一直是人类的幻想和梦想，随着科技的进步，人类也逐渐开始探索时间旅行的可能性。
然而，尽管我们对时间旅行充满了好奇和期待，但是我们也必须正视时间旅行所带来的潜在危险。
本文将探讨时间旅行实验改变历史的危险后果，并分析为何我们应该谨慎对待这一领域的研究。
时间旅行实验的潜在危险主要体现在改变历史的后果上。
一旦我们有能力改变过去，那么整个历史的发展将会发生巨大的变化，对我们的现实世界产生深远影响。
首先，时间旅行可能导致“时间悖论”的出现。
时间悖论是指某个事件自相矛盾地存在于不同时间点，从而无法决定其因果关系。
举个例子，假设某人回到过去杀死了自己的祖父，那么他就不存在了，但这样的话他也无法回到过去杀死祖父，这种自相矛盾的情况将引发混乱。
其次，时间旅行可能导致历史的重写和涂抹。
每个历史事件都是相互关联的，一旦我们改变了过去的某个事件，那么整个历史链条都会发生变化。
这样一来，过去的成就和教训可能会被抹去，我们可能会失去许多宝贵的经验教训。
此外，一些重大历史事件的改变还可能导致社会结构的崩塌和道德价值的扭曲。
想象一下，如果我们改变了二战的结果或是尼尔逊·曼德拉的命运，会对整个世界产生何等的影响，这些不可预测的结果会带来极大不确定性。
此外，时间旅行实验可能导致时间的“污染”。
时间被认为是一种有序的流动，改变其中的某个事件可能会在未来产生连锁反应，最终导致时间的紊乱和混乱。
就像蝴蝶效应一样，一个微小的改变可能会在未来引发巨大的连锁反应，人们难以预测和控制这种变化。
这种时间的污染可能会导致世界的重塑和人类生存的危机。
鉴于时间旅行实验改变历史的潜在危险后果，我们应该谨慎对待这一领域的研究。
首先，我们需要遵循科学规范和伦理准则进行相关实验。
科学家应该对时间旅行实验的边界和限制有清晰的认识，并尽力避免触及可能引发严重后果的领域。
其次，我们需要进行全面的风险评估，评估时间旅行实验可能带来的各种后果，并在进行实验前制定相应的应对措施。
时间旅行的后果改变历史与未来的危险实验时间旅行一直以来都是人们艺术作品和科幻小说中经常探讨的话题。
如果时间旅行成为现实，我们能否改变历史，甚至未来？本文将探讨这种可能性以及相关的危险实验。
一、时间旅行的理论与可能性时间旅行作为一个科学概念，涉及到物理学、哲学和科幻三个领域的交叉。
根据爱因斯坦的相对论，时间与空间是相互关联的，可以发生弯曲和扭曲。
因此，理论上时间旅行是可能的。
然而，目前我们还没有能够实现时间旅行的技术手段。
虽然一些科学家提出了各种可能的方案，例如通过黑洞或时空穿越等，但这些方案还没有经过实验证明其可行性。
因此，我们目前还无法真正确定时间旅行是否存在。
二、时间旅行对历史的改变假设时间旅行成为现实，人们可以回到过去并与历史事件发生关联。
这种可能性引发了人们对改变历史的思考。
从理论上讲，时间旅行可以改变历史。
如果一个人回到过去并干预了历史事件，那么这些干预将产生连锁反应，从而改变历史发展的轨迹。
一些科幻作品中的情节就是以此为基础展开的。
然而，历史的改变并不一定是积极的。
我们生活在一个复杂的世界中，众多事件和因素相互关联和影响。
如果一个人改变了历史，可能会产生无法预测的后果，甚至可能导致灾难性的结果。
因此，改变历史是一个危险的行为。
三、时间旅行对未来的影响除了改变历史，时间旅行还可能对未来产生影响。
如果一个人从未来回到现在并改变了某些事件，那么这些改变将会影响到未来的发展。
通过时间旅行产生的未来改变可能导致类似于“蝴蝶效应”的现象。
蝴蝶效应是指一个微小的变化在一段时间后会引起巨大的结果。
这意味着一个微小的干预可能会导致未来的巨大变化，而这些变化可能是不可预测的。
因此，时间旅行对未来的影响同样具有危险性。
尽管我们可能希望借助时间旅行来纠正一些错误或避免悲剧，但未知的后果可能会超出我们的想象，从而带来更多的问题和困扰。
结论时间旅行的理论和可能性激发了我们的好奇心和想象力。
尽管我们目前还无法实现时间旅行，但如果有一天它成为现实，我们必须慎重行事。
时间旅行文献参考时间旅行理论基础1.《时间简史》:斯蒂芬·霍金著，解释了关于时间旅行的物理理论，包括关于黑洞和宇亩起源的观念2.《时空旅行的物理原理》:刘慈欣著，深入解析了时间旅行的科学原理，从相对论的角度探讨了时间旅行的可能性二、时间旅行与物理学1，《物理学的未来》:加来道雄著，其中详细介绍了物理学在时间旅行方面的最新研究进展。
2.《穿越时空的探索》:海伦·麦金太尔著探讨了如何通过物理定律和现象实现时间旅行。
三、时间旅行的科学实验与观察1.《爱因斯坦的时钟:时间的科学和生活的艺术》:乔治·伽莫夫著，深入解析了时间的测量与感知，以及其对生活的影响2.《时间旅行实验与观察》:约翰·贝尔著详细介绍了关于时间旅行的实验设计和观察结果四、时间旅行与文学艺术1.《时间机器》:赫伯特·乔治·威尔斯著，这是关于时间旅行的经典文学作品，通过科幻的想象展现了时间旅行的魅力与困惑。
2.《星际迷航:时空之谜》:吉恩·罗登伯里著，以科幻影视作品的形式展现了时间旅行的多种可能性和其背后的哲学思考。
五、时间旅行对社会的影响1，《时间旅行与社会变革》:凯文·凯利著分析了时间旅行如何影响人类社会的结构和发展。
2，《穿越时空的伦理学》:约翰·斯图尔特著，探讨了时间旅行对道德伦理观念的影响和挑战。
六、时间旅行与哲学思考1.《时间的哲学思考》:大卫,休遵著，深入解析了关于时间的哲学思考，如何影响我们对时间旅行的理解和评价。
2.《存在与时间》:马丁·海德格尔著，对存在与时间的哲学思考，为理解时间旅行提供了哲学基础。
七、时间旅行的伦理与法律问题1.《穿越时空的法律与伦理》:路易斯·阿尔瓦雷斯著，探讨了时间旅行可能引发的法律和伦理问题。
《时空旅行与道德冲突》:帕特里克·登普西著，详细分析了时间旅行在道德层面的挑战和可能的解决方案。
时间旅行：相对论解析时间旅行这一概念自古以来就存在于人类的幻想中，然而随着科学的进步，它逐渐变得不再是纯粹的梦境。
在现代物理学中，尤其是爱因斯坦的相对论提出之后，时间旅行的可能性得到了更深层次的探讨。
本文将深入解析时间旅行的概念，主要通过爱因斯坦的相对论以及相关理论来阐述。
一、时间与空间的统一在牛顿物理学中，时间和空间是两个独立的维度。
时间被认为是绝对不变的，而空间也是固定的。
这样的观点在现代物理学中被颠覆了。
爱因斯坦在其广义相对论中提出了时空的概念，即时间和空间并不是独立存在的，而是交织在一起，形成一个四维时空。
在这个框架下，物体的运动会影响到时间的流逝速度。
1. 时空弯曲根据广义相对论，重力可以被看作是时空的弯曲。
大型天体（如行星、恒星、黑洞）会导致周围时空的弯曲，从而影响光线和物体的运动轨迹。
这种时空弯曲也意味着时间本身并不是绝对恒久不变的，而是可以随环境条件而发生改变。
例如，在靠近黑洞这种极端重力场的区域，时间会明显变慢，这意味着如果一位宇航员在接近黑洞后返回地球，他发现地球上的时间已经过得比他自己经历的要快得多。
2. 时间膨胀根据特殊相对论，当一个物体以接近光速移动时，其所经历的时间相比于静止观察者所经历的时间会变得更慢。
这使得“时间膨胀”成为可能，也就是说，快速运动者会发现自己在短暂期间内看到周围的人老去，这正是时间旅行理论的一部分。
这一现象已通过粒子加速器等实验得到了验证。
二、闭合类时间曲线爱因斯坦相对论中的一个重要概念是闭合类时间曲线（Closed Timelike Curves, CTC）。
它允许人们在时空中形成一个封闭的循环，从而实现时间上的逆转。
这一理论常常用于许多科幻作品中，但在物理上也有一定的理论依据。
1. 科学基础闭合类时间曲线不仅存在于广义相对论中，还与其他高级物理模型相连，如旋转黑洞（Kerr黑洞）和虫洞（Wormhole）。
这些结构可能允许穿越时空，并实现跨越未来与过去。
时间旅行的可能性
时间旅行，这个在科幻小说和电影中被广泛探讨的主题，一直是人类对未知领域探索的热点。
虽然目前科学界对于时间旅行的可能性还存在很多争议，但本文将从理论和实践两个角度来探讨时间旅行的可能性。
理论基础
首先，我们需要了解时间旅行的理论基础。
在物理学中，爱因斯坦的相对论为我们提供了理解时间旅行的理论依据。
根据相对论，时间和空间是相互关联的，构成了我们所知的时空结构。
在某些极端条件下，如黑洞或高速运动的情况下，时空结构可能会发生扭曲，从而使得时间旅行成为可能。
另外，量子力学也为时间旅行提供了一种可能性。
在量子力学中，粒子可以在不同时间点之间进行“跳跃”，这种现象被称为量子纠缠。
虽然这种“跳跃”并不等同于我们通常理解的时间旅行，但它至少表明了在微观层面上，时间并不是绝对线性的。
实践探索
尽管理论上存在可能性，但在实际操作中，时间旅行面临着巨大的挑战。
首先，要实现时间旅行，需要极大的能量。
根据相对论，要使物体的速度接近光速，所需的能量是巨大的。
此外，即使我们能够达到这样的速度，也无法保证能够安全地穿越时空。
其次，时间旅行可能会导致一系列逻辑悖论。
例如，如果一个人回到过去并改变了历史，那么他现在的存在是否还会有意义？这些问题目前还没有明确的答案。
结论
总的来说，虽然时间旅行在理论上存在可能性，但由于技术和逻辑上的限制，我们离实现这一目标还有很长的路要走。
然而，这并不妨碍我们继续在科学的道路上探索未知，因为正是这些未知激发了我们对知识的渴望和对世界的好奇心。
时空穿越的六种方法时空穿越是人们一直以来的梦想和幻想，也是科幻小说和电影中经常出现的情节。
虽然目前还没有真正的时空穿越技术，但是我们可以通过各种方法来模拟或者创造时空穿越的体验。
本文将介绍六种常见的时空穿越方法，包括：时间旅行、虫洞旅行、黑洞旅行、超光速旅行、平行宇宙旅行以及梦境穿越。
一、时间旅行时间旅行是最为人熟知的时空穿越方式之一，它基于爱因斯坦相对论中的时间弯曲理论。
时间弯曲理论认为，物体在高速运动或者重力场中会产生时间扭曲，因此在某些情况下我们可以通过控制物体运动或者重力场来实现时间旅行。
1.机械式时间机器机械式时间机器是最简单也最古老的时间旅行方式之一。
这种方式基于一个假设：如果我们能够构建一个巨大而强大的机器，并且让这个机器在高速运动中产生巨大重力场，那么这个重力场就能够扭曲时间，从而实现时间旅行。
2.相对论时间机器相对论时间机器是一种更加先进和科学的时间旅行方式。
这种方式基于爱因斯坦相对论中的时间弯曲理论，通过控制物体的运动速度和方向来扭曲时间。
相对论时间机器需要使用高速旋转的黑洞或者类似的物体来产生强大的重力场，从而实现时间扭曲。
二、虫洞旅行虫洞旅行是另一种常见的时空穿越方式。
虫洞是时空中一种特殊的结构，它可以将两个不同位置或者不同时刻之间的空间连接起来，形成一个通道。
通过这个通道我们就可以实现虫洞旅行。
1.自然虫洞自然虫洞是指宇宙中存在的真实虫洞。
目前尚未发现任何真实存在的自然虫洞，但是科学家们认为它们可能存在于宇宙中某些区域。
2.人造虫洞人造虫洞是指通过技术手段制造出来的虫洞。
这种方法需要使用大量能量和技术手段来制造出一个稳定而可靠的人造虫洞。
三、黑洞旅行黑洞旅行是一种非常危险和极端的时空穿越方式。
黑洞是宇宙中最为神秘和强大的物体之一，它具有极强的引力和弯曲空间时间的能力。
通过利用黑洞的引力和扭曲能力，我们可以实现黑洞旅行。
1.超级质量黑洞超级质量黑洞是目前已知最为强大和稳定的黑洞之一。
回到未来：时间旅行与历史变迁简介电影《回到未来》是一部经典的科幻片，讲述了主人公马丁·麦克弗莱通过一台时间机器回到过去，并对历史产生了巨大的影响。
本文将探讨电影中所描绘的时间旅行和历史变迁的概念及其可能引发的影响。
时间旅行的概念时间旅行是指在物理上或意识上穿越时光，前往过去或未来的行为。
在《回到未来》中，主人公通过德洛瑞恩博士发明的“流浪者”号时间机器实现了时间旅行。
时间旅行通常被分为两种类型：单向性和多重性。
单向性时间旅行指只能前往未来，无法返回过去；而多重性时间旅行则允许穿越到过去，并且可以对历史进行改变。
电影中的历史变迁电影《回到未来》中，马丁·麦克弗莱不小心触发了一系列事件，导致他父母相遇的过程受到干扰。
这个改变导致了历史的剧变，包括麦克弗莱家族的命运和整个城市的发展。
通过电影的叙事，我们可以看到历史变化对个体和社会所带来的影响。
历史变迁可能引发的影响时间旅行和历史变迁带来了许多有趣而复杂的哲学和科学问题。
在《回到未来》中，我们可以思考以下几个方面：1.时间悖论：如果主人公修改过去，那么将如何解释他自己出现在那个被修改的过去中？2.平行宇宙理论：改变过去是否会创造一个新的平行宇宙？不同选择会导致不同现实的出现。
3.历史可塑性：时间旅行是否能够真正改变历史？还是只是创造了自我实现预言。
以上问题只是众多关于时间旅行和历史变迁这一主题中所涉及到的一部分。
通过电影《回到未来》中所描绘的情节，观众被引领进入了一个关于时间、命运与决定论之间纠葛不清但引人思考的领域。
结论电影《回到未来》以其独特的时间旅行和历史变迁的剧情成为了一部经典的科幻片。
通过电影中所展示的情节，我们可以思考关于时间旅行、历史变迁以及造成这些变化的原因和可能性。
这样的故事激发了人们对于时间与命运之间关系的深度思考，也为我们带来了无限遐想的空间。
以上是对于主题《回到未来》的时间旅行与历史变迁所进行的编写。
从探讨时间旅行概念到分析电影中历史变迁引发的影响，提出了若干值得深思熟虑的问题。
时间旅行: 科学还是幻想？ - 卢昌海 - 一. 从《时间机器》讲起 众所周知， 迄今为止人类在空间与时间上获得的自由度是很不相同的。 我们可以沿空间方向作自由运动， 却无法随意地驾驭时间。 时间就象一条漫漫长河， 世间万物仿佛是河里的漂浮物， 只能随波逐流。
现实的尽头往往就是幻想的起点。 如果时间是一条长河， 那么在这长河之中是否能有船只呢？ 漂浮物只能随波逐流， 船只却可以劈波斩浪。 如果时间长河之中真有船只， 我们就可以乘坐这种船只进行时间旅行， 既可以窥视未来， 也可以重返往昔， 说不定还能够改变历史。 在科幻小说中， 这种假想的船只被称为时间机器。
有关时间机器最早、 最著名的小说是英国科幻作家威尔斯 (H. G. Wells) 的《时间机器》(The Time Machine)， 发表于一八九五年。 威尔斯并不是最早触及时间旅行这一题材的
作家， 在他之前已经有许多作家涉足过这一题材， 其中甚至包括美国讽刺小说家马克•吐温 (M. Twain)， 他发表于一八八九年的《亚瑟王法庭中的康涅狄格美国佬》 (A Connecticut Yankee in King Arthur's Court) 据说是最早涉及逆向时间旅行的小说。 但
这些最早期的作品中， 普遍没有使用象时间机器这样一种可以让人选择 “目的地” (确切讲是 “目的时间”) 的旅行器， 并且也极少对时间旅行的机制作哪怕只是科幻意义上的说明。
而威尔斯的《时间机器》在这两方面都是突破性的， 它很快引起了读者们巨大的兴趣， 并于一九六零及二零零二年两度被拍成电影， 英国甚至为《时间机器》出版一百周年发行过纪念邮票。
威尔斯写作《时间机器》的时侯， 爱因斯坦 (A. Einstein) 的相对论还没有提出， 人们对时空的理解大体上还停留在牛顿 (I. Newton) 的绝对时空观上[注一]。 但威尔斯却在《时间
机器》一书中令人吃惊地提出了将时间作为第四维的观点， 与十年后到来的相对论时空观作了戏剧性的遥相呼应。
威尔斯将时间视为第四维， 目的是要通过将时间与空间类比来为时间旅行开绿灯。那么现代物理学认可这个绿灯吗？ 这就是本文所要讨论的内容。
二. 面向未来与重返过去 我们知道， 在牛顿的时空观里， 时间和空间不受任何物质及运动的影响。 很明显， 在这样的绝对时空观里， 时间旅行不具有理论基础， 它的存在只是一种幻想。 但是狭义相对论的提出， 对牛顿的绝对时空观产生了一次重大变革。 在狭义相对论中， 时间和空间不再是绝对的概念， 而是与参照系的选择密切相关。 特别是， 在运动参照系中时间的流逝会变慢， 这是著名的时间延缓效应， 它的存在已经被物理实验所证实。 狭义相对论所带来的这种新结果， 为时间旅行开启了第一种具有理论依据的可能性： 那就是面向未来的时间旅行成为了可能。 按照狭义相对论， 如果有人想要到未来去旅行， 他所需要的时间机器就是一艘能够以接近光速的高速运行的飞船。 想要到达的未来越遥远， 飞船所需达到的速度就越高。 如果他想在二十年的飞行时间后能够到达两万年后的地球上， 他所要做的就是让飞船以相当于光速 99.99995% 的速度飞行十年， 然后以相同的速度往回飞。 那么二十年后， 当他回到地球上时地球上的日历已经翻过了整整两万年， 他可以如愿以偿地看到两万年后的人类社会 (如果那时侯人类社会还存在的话)。 可以想象， 这样一位来自远古的旅行家将会受到未来的历史学家和考古学家们何等热烈的欢迎。
事实上， 不仅未来的历史学家和考古学家将会非常欢迎这样的时间旅行家， 与他同时代的人又何尝不希望他能够把自己看到的未来世界带回给大家呢？ 可惜的是， 狭义相对论为面向未来的时间旅行开启了大门， 却没能为重返过去的时间旅行提供同样的理论可行性。 如果一定要对狭义相对论的数学框架做广义诠释的话， 那么只有超光速的运动才可能导致某一类参照系中时序的颠倒。 但是狭义相对论本身在亚光速与超光速之间设置了一个光速壁垒， 没有任何已知的物理过程能够使原本亚光速运动的物体 (包括人) 进入超光速运动状态。 因此在狭义相对论的时空框架内， 时间旅行家可以到达未来， 但却不能重返过去， 这与我们在空间中自由自在的运动相比， 显然还差得很远。 而且， 面向未来的旅行不一定需要时间机器才能做到， 通过将旅行者冷冻若干年再解冻的手段也可以达到同样的目的。 因此时间机器如果存在的话， 它真正独特的价值不在于面向未来， 而在于重返过去。
那么重返过去的路在哪里呢？ 在狭义相对论之后又过了十年， 爱因斯坦提出了广义相对论。 在广义相对论中， 时间和空间不仅如狭义相对论中一样与参照系的选择密切相关， 而且还有赖于物质的分布与运动。 由此产生的一个不同于狭义相对论的重要结果是： 我们对 “未来” 的定义不再是绝对的了， 它会受到物质运动的影响。 在不同时刻、 不同地点， “未来” 有可能指向不同的方向。 这是一个奇妙的结果， 它表明时空在某种意义上就象流体一样会受到运动物质的拖曳， 甚至连时间的方向都有可能因拖曳而改变。
既然时间的方向可以被物质的运动所拖曳， 那么有没有可能存在某种物质的分布与运动， 它对时间方向的拖曳如此显著， 以至于把未来方向拖曳成过去方向， 甚至让不同的时间方向首尾相接， 连成一条闭合曲线呢？ 这样的闭合曲线如果存在， 无疑就是一种时间机器。 因为沿这种曲线运动的飞船每时每刻都在做正常的飞行， 感受到正向的时间流逝， 但它的轨迹却不仅可以在空间上， 而且会在时间上回到出发点。 如果你乘坐飞船沿这样的曲线做一次为期十年的旅行[注二]， 那么在旅行结束时你不仅会回到飞船出发的地方， 并且
会遇见十年前整装待发的自己[注三]。 物理学家们把这种奇妙的曲线称为 “闭合类时曲线”， 它是时间机器这一科幻术语在广义相对论中的代名词。 倘若存在闭合类时曲线， 时间旅行就有了理论上的可能性。
那么在广义相对论中， 是否存在闭合类时曲线？ 或者确切地说， 是否存在使闭合类时曲线成为可能的物质分布与运动呢？ 对这个问题， 物理学家们做了许多研究。
三. 广义相对论与时间旅行 一九四九年， 著名逻辑学家哥德尔 (K. Gödel) 在广义相对论中发现了一个非常奇特的解， 描述一个整体旋转的宇宙 - 哥德尔宇宙。 在这种宇宙中， 物质的旋转对时间方向会产生拖曳作用， 离旋转中心越远， 拖曳作用就越显著。 在足够远的地方， 拖曳作用足以形成闭合类时曲线。 因此在哥德尔宇宙中只要让飞船沿某些远离旋转中心的轨道运动， 原则上就可以实现时间旅行。 哥德尔这位曾经以不完全性定理震撼整个数学界的逻辑学家， 又用他的旋转宇宙震动了包括爱因斯坦本人在内的许多物理学家。
可惜的是， 哥德尔宇宙并不符合天文观测。 首先， 我们所生活的宇宙并不存在整体的旋转[注四]； 其次， 在哥德尔宇宙中宇宙学常数是负的， 而我们观测到的宇宙学常数却是
正的。 因此我们所生活的宇宙显然不是哥德尔宇宙。 定量的计算还表明， 即便我们真的生活在一个哥德尔宇宙中， 也很难实现时间旅行， 因为沿哥德尔宇宙中的闭合类时曲线运行一周所需的时间与宇宙的物质密度有关， 对于我们所观测到的密度而言， 沿闭合类时曲线运行一周起码需要几百亿年的时间。 因此哥德尔宇宙对于时间旅行并无现实意义。
哥德尔宇宙虽然没有现实意义， 但它的发现表明广义相对论的确允许闭合类时曲线的存在， 这本身就是一个鼓舞人心的结果。 自那以后， 物理学家们在广义相对论中又陆续发现了其它一些允许闭合类时曲线的解。 一九七四年， 美国图兰大学 (Tulane University) 的物理学家梯普勒 (F. J. Tipler) 研究了一个无限长旋转柱体外部的时空[注五]， 结果发现
只要旋转速度足够快， 这样的柱体对外部时空所起的拖曳作用也足以形成闭合类时曲线。 一九九一年， 普林斯顿大学的天体物理学家高特 (J. R. Gott) 发现两条无限长的平行宇宙弦以接近光速的速度彼此擦身而过时， 也会在周围形成闭合类时曲线。 与梯普勒人为引进的旋转柱体不同的是， 宇宙弦的存在虽然还没有明确的实验证据， 但它是许多前沿物理理论所预言的东西。 因此高特的结果把时间机器在理论上的可能性又推进了一步。
但是梯普勒与高特为了数学上的便利都引进了无限长的物质分布， 这在现实世界中是不可能严格实现的。 假如物质的分布不是无限的， 还可以得到类似的结果吗？ 物理学家们对此也做了研究。 一九九二年， 著名物理学家霍金 (S. Hawking) 给出了一个令人沮丧的结果， 那就是如果能量密度处处非负， 那么在任何有限时空区域内建造时间机器的努力都会产生物理学家们最不想看到的东西 - 时空奇点[注六]。 时空奇点对于研究广义相对论的人
来说并不陌生， 它具有一系列令人头疼的性质， 比如物质的密度发散， 时空的曲率发散， 等[注七]。 虽然没有人确切知道时空奇点的出现会对时间旅行产生什么影响， 但这种影响有可
能是凶多吉少。
这些结果对于建造时间机器无疑是坏消息， 但细心的读者也许已经注意到， 在上面的结果中有一个限制条件， 那就是 “能量密度处处非负”。 这个条件粗看起来是非常合理的， 但我们在本文的姊妹篇 虫洞: 旅行家的天堂还是探险者的地狱？ 中已经看到， 负能量物
质的存在不仅在理论上是可能的， 而且已经得到了实验的证实。 倘若考虑到负能量物质的存在， 情况又如何呢？ 这个问题其实在霍金的结果出现之前就已经有人进行了研究。 一九八八年， 加州理工大学的物理学家索恩 (K. S. Thorne) 与莫里斯 (M. Morris) 等在研究可穿越虫洞时发现虫洞不仅是空间旅行的通道， 而且还可以作为时间旅行的工具。 只要让虫洞的出入口以接近光速的速度作适当的运动， 就可以将虫洞转变成时间机器[注八]。 他们
的这一结果把科幻小说中最具魅力的两个概念 - 虫洞与时间机器 - 联系在了一起， 集万千宠爱于一身， 很快就成为了建造时间机器的热门方案。 而且由于虫洞中含有负能量物质， 因此他们的时间机器可以逃脱霍金的结果， 不导致时空奇点。
但是索恩等人的虫洞时间机器虽然可以躲过霍金的诘难， 却立即遇到了另一个棘手的问题， 那就是虫洞一旦成为时间机器， 任何微小的量子涨落都有可能通过这样的虫洞返回过去，
