《可怕的科学》跟随光速回到过去

跟随光速回到过去

在爱因斯坦之前，人们认为时间是绝对的。不管你在哪儿，时间都平缓地一点一点地流逝。但后来，这种绝对时空观念被爱因斯坦打破了，他认为时间是可以被改变的——当一个人以光速旅行的时候，时间对他来说就是停止的。那么，人们不禁会想到，如果一个人可以超光速旅行，是不是意味着他可以回到过去呢？

回到过去，历史崩溃

如果时间旅行会使联结过去与未来的因果关系遭到彻底破坏，那一切将混乱不堪。以“谋杀祖父”为例——我跳进时间机器，然后回到祖父所在的那个时代，那个时候他还没有结婚，而我可以杀掉他。结果，我父亲就不会出生，我也不会出生。因此，从逻辑上说，我不可能回到过去并且杀掉祖父，因为那样就不会有我的父亲，不会有我自己。

“世界伟人”爱因斯坦

“回到过去”的说法，在爱因斯坦的理论中是可行的。他证明了速度、时间和空间是相对的，只有光速是个常数。当物体的速度接近光速时，时间就会变慢；当物体的速度与光速相同时，时间就会停止；当物体的速度超过光速时，就会出现时光倒流现象，就可以回到过去。

经典的理论把时间看作江河那样川流不息，而与人类活动无关。但是，根据爱因斯坦相对论，当宇宙飞船的速度接近光速时，宇航员的动作会显得很迟钝——他的表要走慢，他的尺子要变短。时间旅行是可能的，那么这个广阔的世界将会充满着各种各样的可能。我们可以回到年轻的时候，改变过去的很多错误；我们可以选择不同的伴侣，或者从事不同的职业，甚至可以改变重要历史事件的结果，改变人类的命运。至少，我们可以改变自己的“命运”。

虫洞

又称爱因斯坦—罗森桥，是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。它就像是大海里面的漩涡一样，是无处不在但又转瞬即逝的。

这种自相矛盾的结果使我们无所适从。如果时间机器像汽车一样普遍，成千上万的人都可以在时间里往回走，随意干预自己的过去和别人的过去，那样历史将崩溃，任何事情都永无了结。

但是，这样的一个尝试，又让人们多了些思考。一对名叫大龙和小龙的双生子，大龙在地球上，小龙乘火箭到太空，出发时两人年龄都是20岁。小龙在广阔的宇宙中周游了一圈后——用地球上的时间来衡量，他的每一分钟都变长了，竟然比大龙年轻了许多。

小龙之所以变年轻了，是因为他在宇宙飞船上的时间变慢了。飞船越接近光速，宇航员的表就走得越慢。如果他能达到光速，那么他的时间就会完全停止。再进一步讲，如果能超光速飞行的话，时间就会倒退。在这种情况下，宇航员旅行回来的日子就会是在他离开的日子之前，这似乎是绝对不可能的。

其实，相对论公式并不排除超光速旅行，不允许发生的只是以光速飞行。由于我们都生活在亚光速的世界里，当物质低于光速运动时，如果要加速到光速，需要无限的能量，因而永远无法逾越光速。但是，在光速极限的另一面，或许物质全都以超光速运动而存在，光速是超光速物质的下限，如果要将运动速度由超光速降到光速，同样需要无限的能量。正如我们接近光速时时间变慢一样，超光速物质也是这样，不过有一点不同是，在超光速世界里，时间是逆时针方向运行的。

这样，一个奇特的事情就发生了：当粒子的运动速度越接近光速，时间就走得越慢，而当达到光速时，时间就会停止不动。超过光速后，时间又开始慢慢走动，不过这时却是向后走。在超光速的世界里，物质运动越快，时间就向后退得越快。物质想要运动得越慢，所需的能量就越大。如果一个超光速物质失去了能量，那么它将以越来越快的速度冲回到过去。

奇异的“虫洞”

进入超光速世界的最大难题在于，光速是一个无法逾越的障碍，也许那是个与我们永远隔绝的世界。那么，还有没有其他方式进行时间旅行呢？有，那就是利用宇宙中微小的虫洞。

虫洞是空间弯曲的产物，因此，一般认为虫洞是宇宙中相距较远的两点间的一条捷径。在爱因斯坦的相对论中，由于物质和能量的分布，导致了时空的弯曲。设想把一块石头放在绷紧的床单上，石头将陷入床单中，形成了一个光滑的凹坑。空间也是这样，恒星或行星的质量使空间发生弯曲。这样看来，我们看似平坦的空间，其实是弯曲的。

既然空间是弯曲的，那为什么我们在日常生活中感受不到呢？打个比方吧！我们知道蚂蚁是二维动物，它们没有空间的概念。一只蚂蚁在一个球体的表面爬行时，会以为是在一条直线上行走。蚂蚁永远也想不到，如果在球的顶端打个洞，就可以直接到球的底端了。

在弯曲的空间中，人就像一只蚂蚁一样，看不到空间中弯曲的那一维。某个星球，在空间弯曲的情况下，离地球的距离犹如一纸之隔，但从人类来看，却以为该星球离地球很远很远。沿着人类所谓的“直线”到达那个星球，需要很长很长的时间，甚至在人的有生之年也不能到达。

可是，如果人类能利用“虫洞”穿越弯曲的空间，就像蚂蚁在球上打一个洞似的，可以很快地到达那个星球。假设某个虫洞的一个洞口在地球附近，另一个洞口在26光年远的织女星附近。这个虫洞的长度可能只有1000米。也就是说，假如我们从地球附近的洞口走进虫洞隧道，只需经过1000米，就能到达另一出口，出现在26光年外的织女星旁。如果从地球附近的虫洞洞口向内看，甚至可以看见来自织女星的星光。

如此奇异的虫洞其实与黑洞很相似，都是时空结构中强大引力所造成的。我们都知道，黑洞的强大引力足以吞噬一切靠近它的物质，连光都不能逃脱，而虫洞也具有强大的引力。但虫洞的两端皆可出入，并非像黑洞那样是一种单向通道，只进不出；再者，旅行者在虫洞内仅受到一般的拉力，不像在黑洞中，若你的脚指向中心，那强烈的黑洞引力场，将在头与足之间造成极大的拉力差，足可把你的身首撕开。

《超人》中的超光速

《超人》是一部典型的回到过去的科幻电影。在电影的高潮部分，超人的情人被压在岩石和瓦砾底下。超人悲痛欲绝。此时，超人违背了不干涉人类历史进程的誓言，冲入太空。他不断地加快速度，直到超越光速，迫使时间停止，并最终回到了情人被压死之前。

但由于超强引力场的作用，虫洞是极不稳定的。它在某个时刻突然产生，然后很快关闭、消失，几乎没有任何事物能在这么短暂的时间里从中穿过。谁想去试试，一定会在它的消失中毁灭。但虫洞的超强引力场，可以通过“负质量”来中和。在这里，“正物质”（我们日常所碰到的物质）和“负物质”是不一样的，前者拥有“正能量”，能产生能量，后者具有“负能量”，可以吸去周围的能量。

我们杀不死自己

“世界线”就是物体运动在四维时空中画出的曲线。假设我们的闹钟在上午8点响起，而我们又不准备去上班，决定在床上消磨一个上午。虽然表面上看来，我们在床上除了虚度半天光阴外什么事都没做，但是实际上我们描绘了一条“世界线”。

拿出一张绘图纸，水平方向的标度取为“距离”，垂直方向的标度取为“时间”。如果我们从早上8点开始一直到中午12点都只是躺在床上，我们的世界线是一条与垂直方向平行的直线。我们向未来前进了4个小时，但是没有移动半步距离。

我们在中午起床，并于下午1点钟到达上班地点。我们的世界线是斜线，因为我们在时间中移动的同时也在空间中移动。我们在空间移动的速度越快，我们的世界线与垂直方向的夹角就越大。

我们的世界线包含了与我们的历史有关的全部信息。曾经发生在我们身上的每一件事情，都被记录在我们的世界线上。

世界线一旦发生，就不可能改变。当我们的世界线逆时间而返时，它只是简单地重复过去，而不是改变过去。这就是说，我们也许可以回到过去，与自己未结婚的祖父或年轻的自己相遇，但如果我们试图杀死年幼的自己或自己出生前的祖父母，必将会受到阻碍，无论如何也不可能成功。

黑洞

黑洞是由质量巨大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而“死”后，发生引力坍缩产生的。黑洞的质量极其巨大，产生的引力场极为强劲，以至于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个临界点内，便无力逃脱，甚至连目前已知的传播速度最快的光（电磁波）也无法逃脱。