时间旅行有可能实现，但前提是宇宙中存在平行时间线

文章来源：新浪探索(sinascience)作者：新浪探索

每个人都犯过令自己追悔莫及的错误，恨不得能回到过去重来一次，这也是时空旅行的概念如此吸引人的原因之一。在科幻作品中，只要有一台时间机器，似乎就没有什么是永恒不变的了，反正你可以随时回到过去、改变一切。但时间旅行在我们的宇宙中真的有可能实现吗？还是只能停留在科幻作品中？

现代人对时间和因果关系的理解来源于广义相对论。爱因斯坦将空间和时间合二为一，创造出了“空间”的概念，并对二者的运作机制做了极其复杂精妙的解释，其它理论都难以望其项背。广义相对论提出至今已过了一百多年，并在极高精度上经过了实验验证，因此物理学家相信。广义相对论精准地描述了宇宙的因果结构。

数十年来，物理学家一直在尝试用广义相对论分析时间旅行是否可行。他们提出的一些等式显示，时间旅行完全可以与相对论兼容。但物理并不等于数学，这些等式若无法与现实事物相对应，就毫无意义。

时间旅行之争

有两大问题导致这些等式显得不太现实。首先是一个实际问题：打造时间机器可能要用到负能量物质。我们在日常生活中见到的物质全都是正能量物质。量子力学告诉我们，负能量物质在理论上是可以创造出来的，但数量极其微小，存在时间也极为短暂。

不过，没有证据证明我们一定不可能创造出足量的负能量物质。另外，我们说不定还能找到不需要借用这些物质、便可实现时间旅行的等式。因此，这个问题说到底只是我们当前的技术水平、或对量子力学的理解有限导致的。

科幻作品中经常出现一个设定：某起事件改变了过去，但过去改变之后，反过来又阻止了这起事件的发生，从而造成了悖论。例如，假设你造出了一台时间机器，用它回到了五分钟前，然后立即摧毁了这台机器。由于这台机器已经被毁，你在五分钟之后就不可能再使用它了。但既然你无法使用这台时间机器，也就无法回到过去摧毁它，因此这台机器并没有被毁，所以你可以回到过去摧毁它。换句话说，只有当时间机器未被摧毁时，它才能被摧毁。但一台机器显然不可能同时处于“被毁”和“未摧毁”两种状态，这种情况显然是无法自洽、相互矛盾的。

消除悖论

科幻作品中常有一种误解，认为悖论可以被“创造出来”。时间旅行者往往会受到警告，不要对过去做过多变动，也不要碰见过去的自己。许多以时间旅行为主题的电影（如《回到未来》三部曲）中都有这样的例子。

但在物理学中，悖论其实并不是能够实际发生的事件，而是一种纯理论概念，指的是理论本身的不自洽问题。换句话说，自洽性悖论不仅意味着时间旅行是一种危险的举动，还暗指其根本不可能发生。

这正是理论物理学家霍金提出“时序保护猜想”的动机之一。霍金认为，时间旅行应当不可能实现。但该猜想尚未得到证明。况且，与其因为悖论而排除时间旅行的可能性，我们大可以仅消除悖论本身，这样一来，宇宙也能变得有趣得多。

为解决时间旅行的悖论问题，理论物理学家伊戈尔·德米特里耶维奇·诺维科夫提出了“自洽猜想”。该猜想的基本理念是，你可以穿越到过去，但无法改变过去。诺维科夫指出，如果你回到五分钟前、试图摧毁时间机器，会发现自己根本做不到，因为物理法则将设法介入其中，保护自洽性不受破坏。

多重历史

但如果不能改变过去，回到过去又有什么意义呢？加拿大布鲁克大学物理学助理教授巴拉克·肖申尼与学生雅各布·豪瑟和杰瑞德·沃冈近期开展的一项研究显示，有些时间旅行悖论是诺维科夫的自洽猜想无法解决的。这让我们又回到了原点：哪怕只有一个悖论无法消除，时间旅行在逻辑上就不可能实现。

那么，这是否意味着时间旅行注定不可能实现呢？倒也未必。肖申尼等人的研究显示，只要允许多重历史（或者说平行时间线）的存在，就能解决诺维科夫猜想无法解决的悖论了。事实上，任何悖论都可用这种方法解决。

其中的思路非常简单。当你从时间机器中走出时，就进入了一条不同的时间线；你可以在这条时间线上为所欲为（包括摧毁时间机器），你原先所在的那条时间线都不会发生任何改变。既然你无法摧毁原时间线中的时间机器，也就不存在什么悖论了。

过去三年来，肖申尼一直在研究时间旅行的悖论问题。如今他越发坚信，时间旅行是有可能实现的，但前提是我们的宇宙允许多重时间线的存在。那么问题来了，宇宙中可以存在多重时间线吗？

从量子力学来看，答案似乎是“可以”。如艾弗雷特的“多世界诠释”提出，一段历史可以“分裂”成多段历史，每段历史都对应着一种不同的结果，比如薛定谔的猫可能死去、也可能活着。

但这些都只是猜测而已。肖申尼和学生们目前正在寻觅一种融合了多重历史说、能够与广义相对论完全兼容的时间旅行理论。当然，就算他们真的找到了这样的理论，也不足以证明时间旅行可能实现。但这至少意味着，时间旅行不会因为自洽悖论而彻底排除可能性。

时间旅行和平行时间线在科幻作品中总是同时出现，但研究人员如今证明，它们在现实世界中同样密不可分。广义相对论和量子力学告诉我们，时间旅行是有可能实现的；但假如时间旅行可以实现，那多重历史必定也可以。

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编辑：Lemon