資料來源：新華網

2003年9月26日

時光旅行一直是科幻小說的流行主題。非科幻的文學影視作品中， 也有把時光旅行作為主線貫穿始終的，比如周星馳的經典之作《大 話西游》。可是，我們真能造部機器，把人傳送到過去或未來嗎？ 澳大利亞麥夸里大學天體生物中心的教授保羅﹒戴維斯就此予以了 肯定的回答。近期在接受媒體采訪時，戴維斯堅定地表示：“時間 旅行是可行的，而且我們知道如何去完成它。” 采訪過程中，戴維斯用精煉的語言講解了超越時空的原理和如何制 造時間機器。 飛躍未來 人們對時間的最佳認識是從愛因斯坦而來。在“狹義相對論”中， 愛因斯坦提出，我們測到的兩個事件的時間間隔，會取決于觀察者 如何運動。重要的一點是，做不同運動的兩位觀察者感受同樣兩個 事件，這兩個事件間流逝的時間并不相同。這個所謂的“時間膨脹 ”效應可以利用“孿生子佯謬”來敘述。假設有一對孿生子，哥哥 登上一艘火箭以高速駛往鄰近的恆星，調個頭，然后飛回地球，而 弟弟則始終留守家園。就哥哥而言，這趟旅程也許耗時一年，可是 當他回來踏出宇宙飛船時，會發現地球上已歷經１０年了。他的兄 弟已經比他老了９歲。這例子可說明其中一類有限制的時光旅行， 實際上，哥哥已經躍入９年后地球的未來。 每當兩個觀察者之間有相對運動時，“時間膨脹”的效應就會發生 。但在日常生活中，我們不會感受到這種奇異的時間扭曲，因為此 效應只在運動接近光速時才顯著。就以飛機的速度來算，時間膨脹 在一般的飛行旅程中也只有數奈秒而已，人根本感覺不出來。不過 ，精確的原子鐘確實能記錄這個時間差。所以，到未來旅行是個已 經証實的事情。此外，重力是另一個進入未來的辦法。在愛因斯坦 的廣義相對論中，他預言了重力會讓時間變慢。令人失望的是，這 種效應在地球上也極其微小。不過在總質量很大但體積很小的中子 星表面，重力場強到會讓時間比地球時間延遲３０％。黑洞更是時 間扭曲的極端范例：在它的表面上，時間相對于地球而言是靜止不 動的，因此，如果有位航天員可以貼近黑洞再折回而毫發無傷的話 ，那他應可躍入遙遠的未來。 跳回過去 那么又如何回到過去呢？這可比去未來更需技巧。“相對論”允許 這一旅行發生在特定的時空結構里：一個旋轉的宇宙，一個旋轉的 柱體，以及虫孔（即時空隧道）。 數學家哥德爾１９４８年得出了一個愛因斯坦重力場方程式的解， 用來描述旋轉的宇宙。哥德爾的解在當時只被視為數學游戲，沒有 人認真看待。此后，其他科學家先后發現了另外的“跳回過去”的 方式，例如１９７４年在美國杜蘭大學的提普勒就曾做過計算，一 個質量很大、無限長的圓柱體，若沿著軸心以接近光速自轉，便可 讓航天員造訪他自己的過去。不過，真正吸引人的是２０世紀８０ 年代中期出現的“虫孔”概念。 在科幻小說里，虫孔也被叫做“時空隧道”，因為它們為空間中相 距甚遠的兩點之間提供了一條快捷方式。跳進虫孔，你也許能在瞬 間后在星系的另一頭出現。虫孔符合廣義相對論，重力會扭曲時間 ，對空間亦然。這個理論就好像我們可以在兩點間另辟蹊徑，或是 挖鑿隧道使之相連一樣﹔數學家把這種情形稱作“多連通空間”。 正如貫穿山丘的隧道會比繞山而行的道路要短，一個虫孔也可能會 比平常空間中的一般路徑短。科學家發現，一旦可以制造出穩定的 虫孔，那它就可以很容易轉變成一部時光機器。一位穿越虫孔的航 天員，也許不只是在宇宙的某個地方出現，他還可以在某個時刻出 現，而這“某時”可以是未來，或是過去。 制造“時空隧道” 戴維斯說，要使虫孔可以通行，它就得包含一種能產生反重力的東 西，從而能抗衡巨大質量系統因自身重量而內爆成黑洞的自然趨勢 。有人設想，要改造虫孔以進行時光之旅，可以把它的一個開口拖 往中子星，并安放在其表面附近。中子星的重力會使虫孔開口處的 時間減慢，這樣就會使虫孔兩端的時間差逐漸累加。 “如果我們接著把兩個開口安置在適宜的空間位置上，這個時間差 就會凍結住。假設此時間差是１０年，一位單向穿越此虫孔的宇航 員就會躍入１０年后的未來，而逆向穿越的宇航員就會躍入１０年 前的過去。只要第二位宇航員以高速經由平常的空間返回出發點， 則他的確有可能于尚未出發前便返回家園。換句話說，空間中的一 條循環也有可能成為時間的循環。”戴維斯說。 以此為依據，戴維斯在《如何制造時間機器》一書中設想了制造虫 孔時光機器需要的三個步驟：第一，尋找或制造一個虫孔：這是連 接空間中兩地點的一種隧道。第二，使虫孔穩定：向其中注入負能 量。第三，拖拽虫孔：假設有一艘宇宙飛船，能夠將虫孔的兩個口 分開。其中一個開口放置在中子星表面附近。 相關鏈接一：保羅﹒戴維斯 出生在英國。他的研究領域主要為宇宙論、引力和量子場理論，特 別是黑洞和宇宙起源。保羅﹒戴維斯與學生尼古拉斯﹒伯瑞爾合作 的專著《扭曲時空中的量子場》被廣泛采用。他已經完成了２５部 科普和學朮專著，著作被翻譯為２０多種語言。除科研外，戴維斯 教授是一位著名的作家、播音員和公眾演說家。 相關鏈接二：“時光穿梭簡史” １８９５年《時間機器》中，作家Ｈ﹒Ｇ﹒威爾斯提出，技朮可以 使人穿越時空的四維。１９０５年愛因斯坦發表狹義相對論，時間 的流動速度視你的運動速度而定。１９３３年哈姆林筆下的史前石 器時代英雄阿利﹒奧普閃亮登場，他經常通過時間機器往來于各個 不同的歷史時代。１９４８年庫爾特﹒哥德爾利用愛因斯坦的方程 真實地展現出旋轉的宇宙，為時間旅行創造了可能性。１９７８年 電影中的“超人”能夠倒轉地球的旋轉方向，回到過去。１９８４ 年施瓦辛格主演《終結者》，他扮演的機器人殺手被送到過去，在 《終結者Ⅱ》中，他又作為好人回到現在。 (阿 遜) 來源：科學時報