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时空旅行寄托了人们渴望挽回过失、留住转瞬即逝的愿望，探索浩瀚宇宙的向往。影视剧中的科幻设想，通过跟科学定律或多或少的挂钩，增加了幻想的可信度，甚至影响了我们生活的现实世界。
威尔斯幻想中的“时间机器”
在相对论出现以前，人们随意穿越过去未来的愿望完全是空想，到后来威尔斯写下科幻小说《时间机器》，也只是按按时光机上的按钮，直到爱因斯坦为时间旅行提供了理论依据。
霍金曾发表文章称，穿越时空存在三条途径：一是通过时间缝隙，即科学家通常抱有幻想的理论上的虫洞；二是通过黑洞，即在宇宙中存在的一种神秘天体；三是通过使宇宙飞船接近光速的速度飞行。目前为止，基本上有关时空旅行的硬派科幻片都围绕着狭义及广义相对论展开。现在请随我们的介绍，看看影视作品中为时空旅行都准备了什么通道？
超越光速
从古希腊甚至更早的时候，人们就对时间进行了很多种思考，但是真正从科学上把时间和空间联系在一起，并提出一种时空理论，还是从1905年爱因斯坦的狭义相对论开始。
号称自己是外星人的神秘人
爱因斯坦在创立狭义相对论之前，思考着这样的问题：如果我们骑着一辆摩托车跟一列火车赛跑，当不断加速到与火车速度相等时，火车和坐在里面的人看起来就如同完全静止了一般。现在，把跟我们赛跑的对象换成一束光，按照牛顿定律和我们的经验，当我们不断接近光速时，这束光的速度相对于我们应该越来越慢，直到相对我们静止，但实验结果不是这样，无论我们跑得有多快，光的速度永远恒定。
为了解决这个佯谬，爱因斯坦想出了一个解释，就是当我们无限接近光速时，我们的思维会变慢，身体被压缩得越来越薄，时间相对我们变慢了。仅仅是这样，还不算是时空旅行，我们顶多比别人老得更慢而已，要实现真正的时间旅行，必须超越光速。
改编自1995年基恩•布汝尔出版的同名科幻小说，电影《K星异客》的开头是某天纽约的中央公园车站出现了一个奇怪的陌生人，他当着众人的面说他来自另外一个星球——K-PAX，随后被送进了精神病院。他的名字叫布鲁特，说自己是通过超光速来到地球，受到了质疑，“要是我告诉，一个叫爱因斯坦的地球人说，光的速度最快，没有东西快得过它”，布鲁特气定神闲地反驳道：“你误解了他的话，其实他的意思是，没有东西能加速到光速，因为质量会变得无限大。爱因斯坦没提到本来就已经快过光的超光速粒子。”布鲁特提到的就是诞生于物理学界的快子理论，由于质量是虚数，快子跟其他质量为实数的粒子正好相反，速度不可能“低于”光速。不过，快子理论到现在也未证实，因为跟其它理论的不协调，所以接受度也不高。
时空变形
《星际迷航》堪称硬科幻的杰作
按照广义相对论原理，质能决定时空曲率。广义相对论把引力、空间、时间这几者联系起来，预言引力会使时空发生弯曲，就像保龄球压在一张条格床单上，星体的质量会使周围的时空发生翘曲。1919年，人们通过观察日食发生时星光的变化，发现太阳的引力的确会使星体的光线发生弯曲。
“曲速”这个词出自于《星际迷航》系列，无论是剧集还是电影，星际联盟实现星际旅行的基本方式，就是“曲速”。其工作方式是，通过反物质改变时空，使飞船前面的时空收缩，后面的时空扩展，前后炼成的直线是飞船的航向，而在飞船所在区域是一片平坦的空间，成为“曲速泡”。由于相对于曲速泡，飞机是静止的，所以，当在扭曲的时空中进行时，并不会超过光速。《星际迷航》中的科学幻想历来都以它的严谨性著称，曲速理论也不例外。
尽管《星际迷航》的翘曲飞行是个幻想，却依然在点燃科学家的热情。近日，贝勒大学物理学副教授克利文及其博士后研究员奥伯塞，制定了一项雄心勃勃的计划，试图让《星际迷航》中展现的翘曲飞行向现实迈进一步，当然他们成功的可能性依然微乎其微。
虫洞
《接触未来》里的“时间机器”
对于时空旅行来说，广义相对论出现后产生的最重要影响就是提供了允许回到过去的虫洞理论。按照《时间简史》中霍金对虫洞的描述，它是沟通宇宙之间的细长的时空管道。虽然虫洞被形象地描画出来，但它其实只是一个数学模型。
1935年，爱因斯坦和罗森在论文中根据场方程推出的通道，被称为爱因斯坦-罗森桥。在论文里这座桥是无法通过的，当宇宙飞船想通过桥的时候，桥就会断裂。但1949年，奥地利数学家戈德尔通过计算发现，其实在某些特定的情况下，桥不会断裂，广义相对论是允许人们可以回到过去的，这也令爱因斯坦非常吃惊。
虫洞与曲速的相似之处，就是他们可以通过扭曲空间，来改变两点之间的直线距离，从而缩短在两点之间旅行的时间，所以它主要用来超距离旅行，某种情况下也可以实现时空旅行，比如它连接的不是空间，而是现在与过去或者未来。
1997年，根据美国著名天文物理学家卡尔•萨根的科幻作品所改编的科幻电影《接触未来》被搬上银幕。萨根希望讲述一个人类与外星人接触的故事，但对人类如何到达外星的方法，他也设想不出来。后来的书中就只好这样处理，让外星更先进的文明通过无线电传授给地球人一种制造一台时间机器的方法，它可以在地球与天琴座α星之间建立便捷的通道。在电影中女主人公登上了一艘飞船，她的脚下是转动的机械臂，仿佛是进入了一个巨型离心机的涡轮之中。在影片中人们看到女主人公乘坐时间机器，飞速进入到一条五彩斑斓的隧道中，最终她终于来到了天琴座α星，而天琴座α星就是中国人非常熟悉的织女星。从地球到织女星以光速也要走26年，像电影里所描述的那种到天琴座去一个来回，在地球上呈现的时间只有1秒钟，这就是利用了时空旅行的手段。
悖论
时间旅行实现之后发生的事中，最具有戏剧效果的，当然是它引起的悖论。如果我们能够进行时空旅行，我们能够回到过去的话，那么我们就可能破坏因果律。时间旅行题材中最知名的系列之一就是《回到未来》，主人公回到了父母的少年时代，并被“年龄相当”的母亲爱上，如果母亲不跟父亲结论，按照逻辑，主人公就不可能出生，但如果他不出生，又是谁干扰了父母的婚姻呢？
《回到未来》的主人公是坐着车回到过去的
平行宇宙根据霍金的解释就是时间旅行者回到过去改变历史后，时间线便出现了分叉，而分叉出来的时间线展开的是另一段历史。1994年，牛津大学的大卫•多伊奇发表了论文《时间旅行的量子物理》，对时间旅行的物理上的可能性进行了阐述，他认为这种可能性是以量子力学的“多世界”理论为基础的。在亚原子的世界里，量子的不确定性占主导地位，一个电子撞击一个质子既可能转向左边也可能转向右边，而这种不确定性很可能造成了宇宙的多重性，根据“多世界”理论的解释，宇宙从一开始起就有无穷多个平行的世界。似乎有了平行宇宙的概念，时空旅行改变历史的问题由此可以得到协调和解决，因此现在可以看到，在越来越多的描写穿越时空的电影中，频频使用平行宇宙的观点来修补出现的逻辑矛盾。而有了平行宇宙的概念，时间机器更可以大胆前进了。
这些方式在科学上都说得通，但在实践方面都有很大的难度。首先，虫洞的概念只在理论上存在，是通过计算得出来的，退一万步讲，我们在量子泡沫中果真发现了这条缝隙，但这条比分子原子都要小的缝隙所具有的能量顶多把几个夸克带回过去或带到未来。其次，达到光速，我们用什么做能源推动飞船呢？我们知道太阳光的产生是聚变的结果，但光是一种微波，用聚变这股能量去推动坐着几个人的飞船，能产生比光还快的效果吗？至于黑洞，称得上是星际间的牢笼，一切陷入其中的物质都难以逃逸出来，谁会来到黑洞边上等着被撕碎呢？
时间旅行也许在下一代可以实现，也许永远只是个梦想。
威尔斯则在《时间机器》的结尾这样写到：人们除了惊叹别无选择。
威尔斯幻想中的“时间机器”
在相对论出现以前，人们随意穿越过去未来的愿望完全是空想，到后来威尔斯写下科幻小说《时间机器》，也只是按按时光机上的按钮，直到爱因斯坦为时间旅行提供了理论依据。
霍金曾发表文章称，穿越时空存在三条途径：一是通过时间缝隙，即科学家通常抱有幻想的理论上的虫洞；二是通过黑洞，即在宇宙中存在的一种神秘天体；三是通过使宇宙飞船接近光速的速度飞行。目前为止，基本上有关时空旅行的硬派科幻片都围绕着狭义及广义相对论展开。现在请随我们的介绍，看看影视作品中为时空旅行都准备了什么通道？
超越光速
从古希腊甚至更早的时候，人们就对时间进行了很多种思考，但是真正从科学上把时间和空间联系在一起，并提出一种时空理论，还是从1905年爱因斯坦的狭义相对论开始。
号称自己是外星人的神秘人
爱因斯坦在创立狭义相对论之前，思考着这样的问题：如果我们骑着一辆摩托车跟一列火车赛跑，当不断加速到与火车速度相等时，火车和坐在里面的人看起来就如同完全静止了一般。现在，把跟我们赛跑的对象换成一束光，按照牛顿定律和我们的经验，当我们不断接近光速时，这束光的速度相对于我们应该越来越慢，直到相对我们静止，但实验结果不是这样，无论我们跑得有多快，光的速度永远恒定。
为了解决这个佯谬，爱因斯坦想出了一个解释，就是当我们无限接近光速时，我们的思维会变慢，身体被压缩得越来越薄，时间相对我们变慢了。仅仅是这样，还不算是时空旅行，我们顶多比别人老得更慢而已，要实现真正的时间旅行，必须超越光速。
改编自1995年基恩•布汝尔出版的同名科幻小说，电影《K星异客》的开头是某天纽约的中央公园车站出现了一个奇怪的陌生人，他当着众人的面说他来自另外一个星球——K-PAX，随后被送进了精神病院。他的名字叫布鲁特，说自己是通过超光速来到地球，受到了质疑，“要是我告诉，一个叫爱因斯坦的地球人说，光的速度最快，没有东西快得过它”，布鲁特气定神闲地反驳道：“你误解了他的话，其实他的意思是，没有东西能加速到光速，因为质量会变得无限大。爱因斯坦没提到本来就已经快过光的超光速粒子。”布鲁特提到的就是诞生于物理学界的快子理论，由于质量是虚数，快子跟其他质量为实数的粒子正好相反，速度不可能“低于”光速。不过，快子理论到现在也未证实，因为跟其它理论的不协调，所以接受度也不高。
时空变形
《星际迷航》堪称硬科幻的杰作
按照广义相对论原理，质能决定时空曲率。广义相对论把引力、空间、时间这几者联系起来，预言引力会使时空发生弯曲，就像保龄球压在一张条格床单上，星体的质量会使周围的时空发生翘曲。1919年，人们通过观察日食发生时星光的变化，发现太阳的引力的确会使星体的光线发生弯曲。
“曲速”这个词出自于《星际迷航》系列，无论是剧集还是电影，星际联盟实现星际旅行的基本方式，就是“曲速”。其工作方式是，通过反物质改变时空，使飞船前面的时空收缩，后面的时空扩展，前后炼成的直线是飞船的航向，而在飞船所在区域是一片平坦的空间，成为“曲速泡”。由于相对于曲速泡，飞机是静止的，所以，当在扭曲的时空中进行时，并不会超过光速。《星际迷航》中的科学幻想历来都以它的严谨性著称，曲速理论也不例外。
尽管《星际迷航》的翘曲飞行是个幻想，却依然在点燃科学家的热情。近日，贝勒大学物理学副教授克利文及其博士后研究员奥伯塞，制定了一项雄心勃勃的计划，试图让《星际迷航》中展现的翘曲飞行向现实迈进一步，当然他们成功的可能性依然微乎其微。
虫洞
《接触未来》里的“时间机器”
对于时空旅行来说，广义相对论出现后产生的最重要影响就是提供了允许回到过去的虫洞理论。按照《时间简史》中霍金对虫洞的描述，它是沟通宇宙之间的细长的时空管道。虽然虫洞被形象地描画出来，但它其实只是一个数学模型。
1935年，爱因斯坦和罗森在论文中根据场方程推出的通道，被称为爱因斯坦-罗森桥。在论文里这座桥是无法通过的，当宇宙飞船想通过桥的时候，桥就会断裂。但1949年，奥地利数学家戈德尔通过计算发现，其实在某些特定的情况下，桥不会断裂，广义相对论是允许人们可以回到过去的，这也令爱因斯坦非常吃惊。
虫洞与曲速的相似之处，就是他们可以通过扭曲空间，来改变两点之间的直线距离，从而缩短在两点之间旅行的时间，所以它主要用来超距离旅行，某种情况下也可以实现时空旅行，比如它连接的不是空间，而是现在与过去或者未来。
1997年，根据美国著名天文物理学家卡尔•萨根的科幻作品所改编的科幻电影《接触未来》被搬上银幕。萨根希望讲述一个人类与外星人接触的故事，但对人类如何到达外星的方法，他也设想不出来。后来的书中就只好这样处理，让外星更先进的文明通过无线电传授给地球人一种制造一台时间机器的方法，它可以在地球与天琴座α星之间建立便捷的通道。在电影中女主人公登上了一艘飞船，她的脚下是转动的机械臂，仿佛是进入了一个巨型离心机的涡轮之中。在影片中人们看到女主人公乘坐时间机器，飞速进入到一条五彩斑斓的隧道中，最终她终于来到了天琴座α星，而天琴座α星就是中国人非常熟悉的织女星。从地球到织女星以光速也要走26年，像电影里所描述的那种到天琴座去一个来回，在地球上呈现的时间只有1秒钟，这就是利用了时空旅行的手段。
悖论
时间旅行实现之后发生的事中，最具有戏剧效果的，当然是它引起的悖论。如果我们能够进行时空旅行，我们能够回到过去的话，那么我们就可能破坏因果律。时间旅行题材中最知名的系列之一就是《回到未来》，主人公回到了父母的少年时代，并被“年龄相当”的母亲爱上，如果母亲不跟父亲结论，按照逻辑，主人公就不可能出生，但如果他不出生，又是谁干扰了父母的婚姻呢？
《回到未来》的主人公是坐着车回到过去的
平行宇宙根据霍金的解释就是时间旅行者回到过去改变历史后，时间线便出现了分叉，而分叉出来的时间线展开的是另一段历史。1994年，牛津大学的大卫•多伊奇发表了论文《时间旅行的量子物理》，对时间旅行的物理上的可能性进行了阐述，他认为这种可能性是以量子力学的“多世界”理论为基础的。在亚原子的世界里，量子的不确定性占主导地位，一个电子撞击一个质子既可能转向左边也可能转向右边，而这种不确定性很可能造成了宇宙的多重性，根据“多世界”理论的解释，宇宙从一开始起就有无穷多个平行的世界。似乎有了平行宇宙的概念，时空旅行改变历史的问题由此可以得到协调和解决，因此现在可以看到，在越来越多的描写穿越时空的电影中，频频使用平行宇宙的观点来修补出现的逻辑矛盾。而有了平行宇宙的概念，时间机器更可以大胆前进了。
这些方式在科学上都说得通，但在实践方面都有很大的难度。首先，虫洞的概念只在理论上存在，是通过计算得出来的，退一万步讲，我们在量子泡沫中果真发现了这条缝隙，但这条比分子原子都要小的缝隙所具有的能量顶多把几个夸克带回过去或带到未来。其次，达到光速，我们用什么做能源推动飞船呢？我们知道太阳光的产生是聚变的结果，但光是一种微波，用聚变这股能量去推动坐着几个人的飞船，能产生比光还快的效果吗？至于黑洞，称得上是星际间的牢笼，一切陷入其中的物质都难以逃逸出来，谁会来到黑洞边上等着被撕碎呢？
时间旅行也许在下一代可以实现，也许永远只是个梦想。
威尔斯则在《时间机器》的结尾这样写到：人们除了惊叹别无选择。