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因为星星在那里：科学殿堂的砖与瓦 六、幻想与历史
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经过了这些讨论，现在让我们回到本文的标题上来，时间旅行究竟是科学还是幻想？据说索恩与学生发表有关虫洞及时间旅行的论文时，曾经担心被同事们认为是不务正业。但我们在本文中已经看到，在时间旅行这个主题背后有着一系列值得深入研究的物理学课题。事实上，现在的确有一小部分物理学家——其中包括世界顶尖大学的教授——在对这些课题进行认真的研究。这种研究除了试图探讨科幻小说中这些迷人话题的理论可行性外，一个很重要的动机是要探索现有物理学定律的边界，探索在最离奇的情形下物理学定律可以告诉我们什么。从这个意义上讲，时间旅行无疑是一个有着丰富科学内涵的课题。
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但是另一方面，从现实可行性上来讲，起码就我们目前所知的物理学定律而言，时间旅行很可能只是一种幻想。我们在前面讨论过许多有可能形成闭合类时曲线的理论模型，撇开它们面临的种种理论难题不论，在那些讨论中我们还忽略了一个很重要的方面，那就是虽然从结构上讲，闭合类时曲线与能让人类使用的时间机器完全类似，但在规模上却有着巨大差异。以索恩等人的虫洞时间机器来说，为了让人类能够使用这种时间机器，虫洞必须是可穿越虫洞。而我们在有关虫洞的介绍中已经看到，建造可穿越虫洞是一件几乎不可能做到的事情，更遑论让虫洞的出入口以接近光速的速度作特定的运动了。因此，索恩的虫洞时间机器无论在理论上是否可能，在现实世界中实现的可能性都是微乎其微的。
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限于篇幅，我们有关时间旅行的介绍到这里就告一段落了。十多年前，霍金曾经问过这样一个问题：假如时间旅行是可能的，为什么在我们周围至今尚未充斥着来自未来世界的时间旅行者呢？这个问题的潜台词是：时间旅行者没有来到我们周围，最有可能的原因是时间旅行在整个时间长河中——也就是永远——都没有实现过。当然，霍金并没有把这样的问题当作是对时间机器的一个认真的理论诘难。不过，他的这个问题还是引起了一些物理学家的思考，并且他们找到了一种可能的回答：即我们目前所知的有可能实现时间旅行的理论模型，有一个很可能具有普适性的共同特点，那就是不允许时间旅行者回到时间机器存在之前的年代。因此，假如公元2500年有人建造出了时间机器，那么时间旅行者只能访问公元2500年之后的年代[17]，他们永远无法来到我们周围，更无法像一些科幻小说描绘的那样，回到史前时代去捕捉恐龙——那些历史已经或将要无可挽回地被时间长河所吞没，就像美国物理学家格林（Brian Greene）所说的：在时间机器建造成功之前的每一个年代，都将成为我们以及我们的子孙后代永远无法触及的历史。
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从这个意义上讲，如果时间旅行是可能的话，早一天建造出时间机器就是多拯救一天历史。
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2006年5月18日写于纽约
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2014年12月7日最新修订
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[1]本文曾发表于《科幻世界》2006年第7期（科幻世界杂志社出版）。
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[2]在1892至1895年间，荷兰物理学家洛伦兹（Hendrik Lorentz）等人曾在研究电磁理论时提出过一些有别于绝对时空观的假设，但这些假设并未成为主流，后来则被相对论所取代。
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[3]这里“为期10年”指的是飞船上的时间。
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[4]事实上，不仅旅行结束时的你会看到10年前的自己，10年前的你在出发时也会看到10年后凯旋归来的自己。假如你在出发时什么都没看到，说明旅程中必定会发生意外，使你无法回到旅行的起点。在这种情况下，你或许应该取消旅行！
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[5]当然，这是指在现有的观测精度内没有发现宇宙的整体旋转。另外，有读者可能会问：什么是宇宙的整体旋转？这种旋转是相对于什么来定义的？这类问题可以视为是跟奥地利哲学家马赫（Ernst Mach）的观点，即旋转必须是相对的，一脉相承。不过，尽管爱因斯坦本人曾经推崇过马赫，但广义相对论事实上并不严格遵循马赫的哲学观点。
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[6]梯普勒并不是最早研究这一时空的物理学家，早在1937年，荷兰物理学家范斯托克姆（Willem Jacob van Stockum）就曾研究过这一时空，只不过没有像梯普勒那样对其因果特性进行分析。
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[7]确切地讲，许多物理学家都得到过类似的结果，霍金的只是其中之一。
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[8]奇点的严格定义本身就是广义相对论中一个非常棘手的课题，这里叙述的只是某一类奇点的特性，更详细的叙述可参阅拙作《从奇点到虫洞：广义相对论专题选讲》（清华大学出版社，2013年）。
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[9]具体地说，让虫洞成为时间机器所需的最简单的运动是那种使虫洞两个出口之间的外部空间距离迅速改变，而虫洞本身的长度却不改变的运动。产生这种运动并不容易，但在原则上是可以做到的。关于“虫洞时间机器”的更详细介绍，可参阅拙作《从奇点到虫洞：广义相对论专题选讲》（清华大学出版社，2013年）。
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[10]当然，这只是最简单的巧合（不过“香蕉皮机制”因之而命名，故特意举出）。为了情节的需要，我们还可以设想更为复杂的巧合。比方说时间旅行者试图向后来会成为他父亲的那个人开枪，却因为心情矛盾导致枪法失准，没有击中“父亲”，却击中了“父亲”的情敌！他试图阻止父母相识的行动非但没有达到目的，反倒为他父母的结合铺平了道路。他的行动不仅没有破坏因果关系，反而成为了维护因果关系所必需的，等等。像这种近乎宿命的巧合在科幻故事中用得也很多。
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[11]尽管如此，还是有物理学家做过这方面的考虑。比如俄国物理学家诺维科夫（Igor Novikov）曾经提出过一个假设，认为物理学定律会——哪怕通过离奇巧合的方式——自动保证不出现因果佯谬。这个假设被称为“诺维科夫自洽性假设”（Novikov consistency conjecture），它可以算是香蕉皮机制的理论版本。不过这个假设一直缺乏具体的实现方式。
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[12]举个例子来说，如果时间旅行者回到过去后把一块小石头放在路上，然后离开。这样的事件无疑是非常微不足道的，但它有可能导致某位行人因踩到石头而扭伤脚。而这位倒霉的行人有可能恰好是一位物理学家，他正要去做一个有关时间旅行的学术报告，却因为扭伤了脚而取消报告。而那个学术报告的听众中有可能恰好有一位年轻人因为这个报告的影响而投身于时间旅行的研究，并最终成为时间机器的建造者。在这种情况下，时间旅行者放在路上的小石头对历史的影响就扩大成了尖锐的佯谬。因为正是这块石头的出现，使得一位物理学家取消了学术报告，既而又使得一位年轻人因没有听到这个学术报告而不再以时间旅行作为自己的研究方向，而这最终导致了人类没能研制出时间机器。但如果人类没能研制出时间机器，时间旅行者又如何能够放置那块小石头呢？
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[13]艾弗里特是多世界诠释的提出者，不过“多世界诠释”这一术语却是美国物理学家德惠特（Bryce DeWitt）提出的。
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[14]需要指出的是，多世界诠释的原始表述其实并不依赖于像“多世界”或“平行宇宙”那样的概念。后来流行的“多世界”或“平行宇宙”概念从某种意义上讲是对多世界诠释本身的诠释。
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[15]当然，这里所谓的“迎刃而解”，是建立在有着极大争议性的平行宇宙概念之上的，因而本身也是有着极大争议性的。此外，所谓“迎刃而解”，首先还假定所讨论的问题有意义，这同样有可能是不成立的，因为时间旅行完全有可能是如霍金猜测的那样被物理学定律所禁止的，由时间旅行所导致的因果佯谬也因此完全有可能是伪问题。
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[16]即便按照这种观点，科幻小说中的许多情节也是不可能实现的。比如通过时间旅行者对某个历史事件的干预来改变人类命运就是不可能的。时间旅行者的努力，只能使他自己进入一个人类命运截然不同的平行宇宙中去，而试图通过这一努力来改变自己命运的原平行宇宙中的其他人的命运，将不会因此而改变。
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[17]注意，这并不是说时间旅行者只能作面向未来的时间旅行。在时间机器存在之后的那些年代之间，他们的旅行既可以面向未来也可以面向过去，他们只是无法回到时间机器建造之前的年代去。
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