发布时间:2012-04-16

能够回到过去改变历史吗？

大概不少人头脑中都曾经有过这样的幻想：“我想看一下100年后的未来世界是什么样子”，“我要是能够回到20年前重新设计自己的将来就好了”。
这就是在科幻作品中常能见到的“时间旅行”，同时也是物理学的一个研究课题。事实上，时间旅行是否可能，怎样才能够实现时间旅行，深入探究这样的问题同探索宇宙结构的根本理论所进行的研究有着密切的联系。
本文就从物理学的角度来探讨时间旅行的可能性。

美国加州理工学院的基普·索恩博士是这一领域的权威，本文后面附上了他接受Newton杂志访问时的长篇谈话。时间旅行真的可能吗？索恩博士和大多数科学家都持悲观态度。然而他又指出，从科学角度深入分析这个问题，对于进一步揭示物理学规律和了解我们这个宇宙具有深远的意义。

引 言
在电影和动画片中出现的时间旅行有科学依据吗？

“时间旅行”的故事最早出现在H.G.威尔斯（1866～1946）的小说《时间机器》（1895年发表）中，后来又被拍成电影（1960年和2002年），所以知道的人很多。威尔斯把时间当成“第四维”，假定同三维空间一样也能够在其中来去。
真正把时间看成与空间三维结合在一起的第四维，这种观点是阿尔伯特·爱因斯坦（1879～1955）在1905年发表的“相对论”中最先提出来的。本文全部讨论的依据，就是关于时间和空间的物理学理论的这个相对论。
许多人都喜欢一部美国电影《回到未来》（20世纪80年代出品）。电影中的主人公马丁回到了过去，然而他的干扰却破坏了自己父母的恋情，使他们未能成婚，马丁自己自然也不能出生。于是，他不得不拼命设法恢复原来的历史。
那么，本来只是回到过去，结果“改变”了历史，竟然使自己没有出生，这样的事情真有可能发生吗？这样的问题叫做“时间佯谬”（又称“悖论”）。关于这个问题将在本文第2部分作详细介绍。

“时空隧道”和时间旅行
在日本动画片《哆啦A梦》中也有许多关于时间旅行的情节。主人公野比大雄房间里的书桌抽屉就是时间隧道的一个出入口。大雄可以借助一台时间机器回到过去或去到未来。在他到达的地方有一个空间开口，钻出来就来到了另一个时代的世界。
动画片中虚构的这种“将时间相隔的两个开口连接起来的隧道”类似于相对论所考虑的“虫洞时间机器”。本文第3部分和基普·索恩博士的访谈中将详细介绍利用虫洞实现时间旅行的理论研究状况。