時間旅行的N種可能

趙洋

什么是時間？時間是物理實在，還是心理感受？對時間的感受是絕對的，還是相對的？時間是線性的還是循環的？時間是無止境的還是有一個終結？時間是否可逆？時間可以被超越嗎？

無數物理學家、心理學家、哲學家、文學家對上述問題給出了自己的解答，但是，沒有一個比古羅馬帝國基督教神學家、哲學家圣·奧古斯丁的答案更為機敏。當他被問及“什么是時間”時，他回答：“沒人問我時我還知道，一旦要回答它，我就一無所知了。”也許，這就是時間的最大悖論——人人都能感覺它的流逝，人人又都無法準確描述它。

飛出個未來

英國著名科幻作家喬治·威爾斯的名著《時間機器》開篇有這樣一段對話，反映了普通人對于時間旅行的天然疑惑：

“他為什么就不能指望自己最終能沿著時間維停止運動或加速運動，甚至逆向運動呢？”

“哦，這……是完全……”

“為什么不行？”時間游客問。

“這不合情理。”菲爾比說。

“什么情理？”時間游客問。

其實有一個物理學原理并不排斥時間旅行，而且它比“情理”更可信，這就是目前被廣泛接受的關于時間的物理理論：愛因斯坦的相對論。在相對論中，一維時間與三維空間一起組成四維時空，這是構成宇宙的基本結構。時間與空間都不是絕對的，觀察者身處不同速度或不同時空結構的測量點，所測量到的時間的流逝也是不同的。

從愛因斯坦相對論中能得出許多有趣的推論。“雙生子佯謬”是其中之一。這個佯謬預測一個具有相對運動的時鐘的時間流逝比另一個靜止時鐘的時間流逝慢，這也被稱為“時間膨脹效應”。1971年，美國物理學家哈菲爾與基廷通過實驗證明了時間膨脹效應。他們將高度精確的原子鐘放在飛機上繞著世界飛行，然后將讀到的時間與留在地面上完全一樣的時鐘做比較。結果證實：在飛機上的時間流逝得比實驗室里的慢。據愛因斯坦的理論，當移動的速度越快，時間流逝速度越慢，當移動速度達到光速的一半時，時間約慢13%。

時間變慢又如何？與“雙生子佯謬”何干？又與時間旅行關系何在？

讓我們設想這樣一個場景：一對雙生子在地球上長大，二者年齡幾乎沒有差別。然后，其中的哥哥乘坐高速飛船以接近光速的速度飛入太空，弟弟仍留在地球上。當哥哥乘飛船返回地球的時候，會發現自己比生活在地球上的孿生弟弟還要年輕得多。而且，哥哥飛去飛回的速度越高，兄弟倆的年齡差距越大。換句話說，以哥哥的生理年齡計算，他提前進入了弟弟（以及所有留在地球上的人類）的未來。

“雙生子佯謬”的效應也已經得到實驗證實。1966年，瑞士日內瓦郊外的歐洲核子研究中心（CERN）高能物理實驗室發現，不穩定的μ子（一種基本粒子，正常情況下會在百萬分之一秒內發生放射性衰變）在一種形狀像個大空心輪胎的圓環形加速器中做接近光速的高速回旋運動時，它的壽命比靜止的μ子的壽命延長了30倍。

盡管目前的宇宙飛船還遠遠達不到接近光速的速度，但仍可算出宇航員們因此向未來“前進”了多長時間。目前，太空飛行紀錄保持者俄羅斯宇航員謝爾蓋·阿達耶夫在近地軌道停留了748天，他因此到達了0.02秒之后的未來。

一夢到未來

設想將某人冰凍起來，再讓他在未來蘇醒，因為記憶還停留在被冷凍的時刻，所以對這個人而言，簡直是一步跨入了未來。

人體冷凍術最早出現在科幻小說中。1931年，美國《驚奇》雜志發表的一篇科幻故事寫道，一個叫詹姆斯的人去世后，遺體被發射到太空中，在那里，寒冷和真空使其遺體無限期保存下來。幾百萬年后，人類早已滅絕，某種外星機械民族發現了這具冷凍的尸體，他們把詹姆斯的頭顱復活后移植到機器人的軀體上。后來，詹姆斯便長生不死了。被稱為人體冷凍學之父的羅伯特·埃廷格看到這篇小說后，在1962年寫出《不朽的前景》一書。他在書中列舉大量事實，證明了人體冷凍復活的可能。

加州大學心理學教授貝德福德博士是第一個親身嘗試人體冷凍的人。1967年1月12日，他因腎癌肺轉移去世，幾小時后，其遺體就被當時的加州人體冷凍協會會長納爾森等人冷凍。如今，貝德福德的身體依舊被貯存在“阿爾科生命延續基金會”——世界最大的提供人體冷凍服務的機構，等待有朝一日復活。想用冷凍遺體的方法逃脫“不治之癥”厄運的人不止貝德福德。迄今為止，已經大約有200人接受冷凍，另有一千多人簽署了冷凍協議。他們希望，現在的不治之癥在未來會有法可治，屆時他們蘇醒過來，可以開始新的人生。

但科學界對人體冷凍的看法尚未達成一致。畢竟還沒有一個人經過冷凍又安全“復活”。沒有實驗能證明，在冷凍一段相對較長的時間后，人體細胞仍可以保存完好。就目前的技術而言，能低溫保存的只有血液、細胞和人體器官，要保存整個人體仍然非常困難。動物實驗表明，冬眠對記憶有負面作用。維也納大學的研究人員在對歐黃鼠的研究中發現，長達數月的冬眠會對冬眠動物的記憶造成負面影響。相比那些沒有進行冬眠的動物，歐黃鼠在冬眠后無法完成它們在冬眠前已學習過的技能，如在迷宮中找到正確路線，或者是控制投送食物的機器的杠桿。一個可能的解釋是，冬眠會降低神經的活性。科學家甚至已證明，腦部的神經元連接會在冬眠時斷開。所以，通過冬眠進行未來之旅很可能是一條危險的途徑，參與者要冒著失憶的風險在未來開始一段新生。

明眼人不難看出，以上兩種方法都是有很大局限性的“偽時間旅行”，而且都只能朝一個方向旅行，那就是未來。目前，這兩種方法都有人嘗試，他們就是在太空遨游的宇航員和從植物人狀態蘇醒過來的病人。只不過，他們到達的未來都不夠遠而已。

弗諾·文奇的科幻小說《實時放逐》建立在“時間禁錮技術”的假設之上——如果人們可以使自己或敵人的時間“停滯”任意時長，會發生什么樣的事情？對于主動選擇向未來“躍遷”的人而言，可以一步到未來，連續跳躍甚至可以欣賞滄海桑田的地質變遷。對于被迫進行時間躍遷的人來說，他到了未來后，親朋好友早已身故，凄涼向誰訴？endprint

回到另一個過去

多元宇宙（也可稱為平行宇宙）為時間旅行提供了另一種可能性。所謂多元宇宙，是指在我們的宇宙之外，很可能還存在其他宇宙，這些宇宙有的是獨立于我們宇宙的存在，有的則像枝丫一樣從我們宇宙中“長出”。如果我們可以跳躍到另一根枝丫上，就能實現在多元宇宙間的時間旅行。只不過，我們回到的過去或者前進到的未來并不屬于這個宇宙，而是與其多少有些差異的另一個世界。也許，在那里并沒有發生第二次世界大戰，或者鄭和發現了美洲。這還算運氣好的。很可能，在那個宇宙中根本沒有適合生命存在的行星，到處都是火球般的恒星，或者，那里遍布星際塵埃，一片死寂。既然有無窮多的多元宇宙，就有無窮多種可能性等待著時間旅行者。

其中一個可能性可以解釋時間旅行界的經典難題——“祖父悖論”。“祖父悖論”是涉及時間旅行題材的科幻故事中常見的主題。最先由法國科幻小說作家赫內·巴赫札維勒在他1943年的小說《粗心大意的旅行者》中提出：某人回到了過去，在自己父親出生前把自己的祖父母殺死；因為該人的祖父母死了，就不會有他的父親出生；沒有其父親存在，該人就不會出生；那么是誰回到“過去”殺死了自己的祖父母呢？矛盾出現了。

按照多元宇宙的觀點，當某人回到過去殺死自己的祖父母時，此人殺的其實是另一個宇宙的人（或者他的這個舉動也可以創造一個新的平行宇宙），而此人祖父母的死只會使那個平行宇宙的此人不再存在，但這個平行宇宙的此人則平安無事。

羅伯特·海因萊因的著名科幻小說《你們這些回魂尸——》講的就是平行宇宙之間的時間之旅。該小說講述了一個糾結的故事：1993年，位于美國洛基地下城的時空勞工總部的一個工作人員（“我”）利用時間機器來到1970年的紐約，結識了一個寫懺悔故事的男子。此人25歲，本來是個雙性人，做姑娘時的名字叫珍妮，未婚先孕，生下的女嬰被謊稱為其叔叔的人偷走了，珍妮后來動手術變成了男性。“我”答應幫助“未婚媽媽”找到玩弄過并拋棄了她（他）的男子。于是，他們來到1964年的時空，“我”從醫院的育嬰室里偷走了嬰兒，將她送到1945年的一家孤兒院。然后，“我”又到1963年的時空里找到了那個玩弄珍妮的男子，將他送到1985年的洛基地下城，要那兒的軍士招募他參加工作。最后，“我”回到1993年的總部休息。這時，“我知道我是從什么地方來的了”——原來，“我”就是珍妮！不僅如此，“我”也是1945年那家孤兒院里的嬰兒、1963年那個未婚有孕的姑娘、1970年那位寫懺悔故事的男子。更有甚者，“我”同時是竊走嬰兒的“叔叔”，是玩弄了珍妮的男子，是被押送到1985年的洛基地下城的那個家伙。因此，在角色的意義上，我既是母親、父親，又是兒子、女兒。這些矛盾糾葛，都是在“我”所扮演的不同角色之間發生的。荒謬固然荒謬，但是，“我知道我是從什么地方來的了——可是你們是從什么地方來的呢，你們這些回魂尸？”如果不引入多元宇宙，實在無法解釋這莫比烏斯環式的邏輯怪圈。

或許這可以解釋時間旅行題材科幻電影中瘋癲人物的出現：《回到未來》里時間飛車的發明者是一個有些瘋癲的怪博士；《十二只猴子》里從未來世界回到現在社會的柯爾，則因為被視為瘋子而送到精神病院接受治療；而《蝴蝶效應》中的艾文本來就是一個在精神病院接受治療的病人。也許以上主人公瘋癲的原因在于，主觀時間體驗和客觀物質變化的反差導致了時間旅行者精神狀態的不穩定。

多元宇宙的概念并不違背任何物理定律。主要的困難在于如何進入另一個宇宙。在這一點上科學家還沒有頭緒，因為他們還沒想出辦法驗證多元宇宙的存在。

通過蟲洞的時光之旅

多元宇宙難以被探測到，遑論定位于其中的某一時空點了。讓我們再從科幻作品中找找靈感。無論是新式科幻劇《星際之門》，還是老派科幻劇《時光隧道》，都有一臺巨大而高能耗的時間機器，這臺機器產生通往第四維的通道——“時光隧道”。這一道具可能看起來有些偽科學，但其想法本身其實并不瘋狂。

物理學家一直在思考時光隧道的可行性。他們想搞清聯系過去或未來的通道是否存在于自然界中。事實證明，自然界中確實有這樣的天然時空隧道，而且我們早就給它們起了名字：蟲洞。蟲洞無處不在，存在于時空的隱蔽處和縫隙里，只是因為太小，我們肉眼乃至儀器都很難觀察到。

即便是像鏡子一樣光滑的東西，上面也有裂縫、褶皺或空洞。這一基本的物理現象同樣適用于時間。根據相對論，時間是時空四維連續統中的第四個維度。這個維度上也存在許多微小的裂縫、褶皺和空洞。在最小的尺度下——比原子核還小——有一個稱為量子泡沫的地方，這就是蟲洞存在之處。時空中的微小隧道或捷徑，不停地在這個量子世界中形成、消失和重新形成，它們可以連接兩個隔離的空間以及兩個不同的時間。雖然現實中這種“時光隧道”極其狹小，但部分科學家認為，或許有一天捕捉到一個蟲洞，將它放大數萬億倍，令其足夠大，能讓人甚至飛船進入。

如果我們擁有足夠的能量和先進的技術，將來或許能在太空中建造一個巨型蟲洞：一端在地球附近，一端則在遙遠的星球附近。從理論上講，蟲洞或時光隧道并非只能把我們帶到別的星球。如果蟲洞的兩端在同一個空間位置，但兩端的時間不同，那么飛船進入蟲洞后，或許可以從遙遠的過去冒出來。

只有一個因素限制了此類時間蟲洞存在的可能性，而且是非常簡單的因素——反饋機制。由麥克風和音箱構成的輸入-輸出系統往往會發生這種反饋，來自音箱的聲音進入麥克風，經過功率放大通過音箱被播放出來，如此往復，直到很小的聲音變成尖利的噪音。

兩端距離太近的時間蟲洞也會遇到這種問題，只不過聲音換成了輻射。一旦蟲洞變大，天然輻射會進入蟲洞，最終形成一個環路，經過一次次放大的輻射最終將摧毀蟲洞。雖然微型蟲洞確實存在，也有可能在某一天不斷膨脹，但持續時間不會太久，所以不能當作時間機器使用。或許這就是我們從未發現來自未來的時間旅行者的原因之一。

穿越之旅實難實現

還有一些更簡單的原理告訴我們，時間之旅實在難以實現。空間的變化和光速的極限都是路障。

前往特定地點的時間旅行要面臨空間移動的問題。我們知道，地球、太陽、銀河系……所有的物體都在運動，宇宙本身也在膨脹。時間旅行者怎么進行準確的定位？因為地質運動的緣故，現在地面上的一個位置，在一億年前可能是百米高空，可能是海底或地下，怎么保證旅行者一出來就安然站在地面上？那些描寫時間旅行的科幻作品應該加入時間旅行者利用無人探測裝置進行多次“預旅行”，確保目的地安全性的情節。

根據狹義相對論，物體在接近光速時質量會趨于無窮大，進一步使物體加速所需的能量也趨于無窮大。而且，整個相對論都是建立在光速是宇宙速度上限的前提下的。因此，說什么“只要超光速就可以時間倒流”都是無稽之談。

過去曾有科學家嚴肅提出進行時間旅行的可能性，因為他們發現光脈沖在一些特定介質中的穿行速度超過了光速。但是科學家隨后發現，這種超光速現象僅僅是一種視覺效應，不過他們仍然認為，單一光子的移動速度仍有可能超過光速。香港科技大學的一個研究小組則堅信愛因斯坦的理論是正確的，他們決定通過測量單一光子的速度結束這場爭論。在此之前，科學家并未進行過這種研究。2011年7月，該研究小組通過驗證單一光子的移動速度無法超過光速，推斷出時間旅行“不可能實現”的結論。他們證明單一光子的移動速度仍符合愛因斯坦的理論，即任何物質的移動速度都不可能超過光速，說明時間旅行只能在科幻作品中出現，而無法成為現實。這所大學在其網站上表示：“愛因斯坦指出光速就是‘宇宙交通法的極限，簡單地說，任何物質的速度都無法超過光速。研究證明單一光子——光的基本量子——同樣遵守宇宙交通法，就像電磁波一樣。”

在目前的認識水平下，我們不得不承認，向過去或未來進行時間旅行是不可能實現的。由此，我們更能與唐代詩人陳子昂產生共鳴：“前不見古人，后不見來者。念天地之悠悠，獨愴然而涕下！”過去的每一瞬間都成為“往者不可鑒”，即將到來的每一刻都是“來者猶可追”，我們卻被牢牢禁錮于當下，怎不令人心生悵惘？

【責任編輯：楊 楓】endprint