從上世紀(jì)的電影《回到未來》到現(xiàn)在《異星戰(zhàn)場》,，從用汽車飛速穿越時(shí)空到用特殊“神器”完成異地穿梭,。時(shí)空穿越一直是科幻電影創(chuàng)作經(jīng)久不衰的話題，那么——

　　時(shí)間旅行曾一度被認(rèn)為是科學(xué)狂想,，許多研究它的科學(xué)家被認(rèn)為是不務(wù)正業(yè),。在繼警告人類勿主動(dòng)與外星人接觸以后，英國著名物理學(xué)家斯蒂芬·霍金又拋出驚人言論,。在一篇探討如何建造“時(shí)間機(jī)器”的文章中,，詳細(xì)分析了人類如何利用自然規(guī)律實(shí)現(xiàn)“時(shí)間旅行”的可能。那么時(shí)空穿梭能實(shí)現(xiàn)嗎?

　　極速可以穿越到未來

　　“在牛頓的時(shí)空觀里,，時(shí)間和空間不受任何物質(zhì)及運(yùn)動(dòng)的影響,。很明顯,，在這樣的絕對(duì)時(shí)空觀里，時(shí)間旅行不具有理論基礎(chǔ),，它的存在只是一種幻想,。 但是狹義相對(duì)論的提出，對(duì)牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀產(chǎn)生了一次重大變革,?！?物理學(xué)博士、科普作家盧昌海在《時(shí)間旅行: 科學(xué)還是幻想,？》一文中談到,，“在狹義相對(duì)論中，時(shí)間和空間不再是絕對(duì)的概念,，而是與參照系的選擇密切相關(guān),。特別是，在運(yùn)動(dòng)參照系中時(shí)間的流逝會(huì)變慢,，這是著名的時(shí)間延緩效應(yīng),，它的存在已經(jīng)被物理實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。狹義相對(duì)論所帶來的這種新結(jié)果,，為時(shí)間旅行開啟了第一種具有理論依據(jù)的可能性,， 那就是面向未來的時(shí)間旅行成為了可能?！?br>
　　據(jù)盧昌海介紹：按照狹義相對(duì)論,，如果有人想要到未來去旅行，他所需要的時(shí)間機(jī)器就是一艘能夠以接近光速的高速運(yùn)行的飛船,。比如他想在二十年的飛行時(shí)間后能夠到達(dá)兩萬年后的地球上,，他所要做的就是讓飛船以相當(dāng)于光速99.99995%的速度飛行十年，然后以相同的速度往回飛,。那么二十年后,，當(dāng)他回到地球上時(shí)，地球上的日歷已經(jīng)翻過了整整兩萬年,，“他可以如愿以償?shù)乜吹絻扇f年后的人類社會(huì) ?！?br>
　　回到過去困難重重

　　與穿越到未來不同,，在狹義相對(duì)論的框架下回到過去沒有理論上的可行性。

　　盧昌海說：“如果一定要對(duì)狹義相對(duì)論的數(shù)學(xué)框架做廣義詮釋的話,，那么只有超光速的運(yùn)動(dòng)才可能導(dǎo)致某一類參照系中時(shí)序的顛倒,。但是狹義相對(duì)論本身在亞光速與超光速之間設(shè)置了一個(gè)光速壁壘，沒有任何已知的物理過程能夠使原本亞光速運(yùn)動(dòng)的物體 (包括人) 進(jìn)入超光速運(yùn)動(dòng)狀態(tài),。因此在狹義相對(duì)論的時(shí)空框架內(nèi),，時(shí)間旅行家可以到達(dá)未來,，但卻不能重返過去，這與我們在空間中自由自在的運(yùn)動(dòng)相比,，顯然還差得很遠(yuǎn),。”

　　那么我們還有可能回到過去嗎,？

　　盧昌海說：“在狹義相對(duì)論之后又過了十年,，愛因斯坦提出了廣義相對(duì)論。在廣義相對(duì)論中,，時(shí)間和空間不僅如狹義相對(duì)論中一樣與參照系的選擇密切相關(guān),，而且還有賴于物質(zhì)的分布與運(yùn)動(dòng)。由此產(chǎn)生的一個(gè)不同于狹義相對(duì)論的重要結(jié)果是：我們對(duì)‘未來’的定義不再是絕對(duì)的了,，它會(huì)受到物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的影響,。在不同時(shí)刻、不同地點(diǎn),，‘未來’有可能指向不同的方向,。”

　　“這是一個(gè)奇妙的結(jié)果,，它表明時(shí)空在某種意義上就像流體一樣會(huì)受到運(yùn)動(dòng)物質(zhì)的拖曳,，甚至連時(shí)間的方向都有可能因拖曳而改變?！北R昌海解釋道,，“既然時(shí)間的方向可以被物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)所拖曳，那么有沒有可能存在某種物質(zhì)的分布與運(yùn)動(dòng),，它對(duì)時(shí)間方向的拖曳如此顯著,，以至于把未來方向拖曳成過去方向，甚至讓不同的時(shí)間方向首尾相接,， 連成一條閉合曲線呢,？這樣的閉合曲線如果存在，無疑就是一種時(shí)間機(jī)器,?！?br>
　　但如何才能實(shí)現(xiàn)那樣的時(shí)間機(jī)器呢？盧昌海介紹說, 物理學(xué)家們提出了很多設(shè)想,，我們常常在科幻小說和科幻片中看到的蟲洞就是其中之一,。

　　蟲洞是捷徑也是死路

　　那么究竟什么是蟲洞？它又為什么會(huì)被科幻小說家視為星際旅行的工具呢,？

　　盧昌海舉例說：“在一個(gè)蘋果的表面上從一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)需要走一條弧線,，但如果有一條蛀蟲在這兩個(gè)點(diǎn)之間蛀出了一個(gè)蟲洞，通過蟲洞就可以在這兩個(gè)點(diǎn)之間走直線，這顯然要比原先的弧線來得近,。把這個(gè)類比從二維的蘋果表面推廣到三維的物理空間,，就是物理學(xué)家們所說的蟲洞?！备幸馑嫉氖?，“蟲洞不僅是空間旅行的通道，而且還可以作為時(shí)間旅行的工具,。只要讓蟲洞的出入口以接近光速的速度作適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng),，就可以將蟲洞轉(zhuǎn)變成時(shí)間機(jī)器”。

　　但是要想直接通過蟲洞穿越并不簡單,，首先得建立起蟲洞,。科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)蟲洞中必須存在某種能量為負(fù)的奇特物質(zhì),?！暗恍业氖牵袼乃羞@些負(fù)能量物質(zhì)都是由量子效應(yīng)產(chǎn)生的,，數(shù)量極其微小,。”盧昌海說,，“而為了維持一個(gè)半徑為一公里的蟲洞所需要的負(fù)能量物質(zhì)的數(shù)量相當(dāng)于整個(gè)太陽系的質(zhì)量,。”

　　但這還不夠,，因?yàn)檫@樣大小的蟲洞并不適合星際旅行,。盧昌海在《蟲洞: 旅行家的天堂還是探險(xiǎn)者的地獄？》一文中介紹說：“按照廣義相對(duì)論,，物質(zhì)在通過像蟲洞這樣空間結(jié)構(gòu)高度彎曲的區(qū)域,，會(huì)遇到一個(gè)十分棘手的問題， 那就是張力,。這是由于引力場在空間各處的分布不均勻所造成的,，它的一種大家熟悉的表現(xiàn)形式就是海洋中的潮汐。由于這種張力的作用,，當(dāng)星際飛船接近蟲洞的時(shí)候,，飛船上的乘員會(huì)漸漸感覺到自己的身體在沿蟲洞的方向上有被拉伸的感覺，而在與之垂直的方向上則有被擠壓的感覺,。當(dāng)飛船距離蟲洞還有1000公里的時(shí)候,，這種張力已經(jīng)超出了人體所能承受的極限，所有的乘員都將在致命的張力作用下喪命,。再往前飛一段距離，飛船本身將在可怕的張力作用下解體，最終瘋狂增加的張力將把已經(jīng)成為碎片的飛船及乘員撕成一長串亞原子粒子,?！币?yàn)閺埩Φ膯栴}，蟲洞的半徑需要達(dá)到一光年以上,，否則人是無法從蟲洞中穿越的,。

　　此外，當(dāng)我們將蟲洞轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)間機(jī)器時(shí),，還會(huì)遇到另一個(gè)棘手的問題,，那就是蟲洞的自激效應(yīng)。

　　盧昌海說：“蟲洞一旦成為時(shí)間機(jī)器,，任何微小的量子漲落都有可能通過這樣的蟲洞返回過去,，與它本身產(chǎn)生疊加。這種疊加過程可以在零時(shí)間內(nèi)重復(fù)無窮多次,，由此產(chǎn)生的自激效應(yīng)足以在瞬息之間將時(shí)間機(jī)器徹底摧毀,。”因此,，用蟲洞作為時(shí)間機(jī)器的前景是不容樂觀的,。