導(dǎo)言是小說(shuō)家羅伯特·海因萊因的《你們這些還魂尸》里面的劇情。比較混亂，簡(jiǎn)言之，就是通過(guò)時(shí)間機(jī)器，自己使自己懷孕并生下了自己。
20世紀(jì)初，愛(ài)因斯坦提出相對(duì)論以后，時(shí)間旅行就逐漸成為科幻小說(shuō)和哲學(xué)討論的熱門話題。任何時(shí)空旅行都無(wú)法回避一個(gè)悖論問(wèn)題，這個(gè)悖論可以用一個(gè)“外祖母悖論”來(lái)概括（想要具體了解這個(gè)悖論的可輸入“外祖母悖論”查看詳細(xì)內(nèi)容）：一個(gè)人回到過(guò)去殺死他外祖母，這樣沒(méi)有了外祖母就不會(huì)有將來(lái)的你，沒(méi)有將來(lái)的你也就不可能回到過(guò)去殺死外祖母。
所有的科幻小說(shuō)和電影都必須開(kāi)動(dòng)腦筋能夠自圓其說(shuō)的解釋這個(gè)悖論，例如前些日子比較火的《恐怖游輪》、《環(huán)形使者》等。在我們的生活中，任何事情都必須有一個(gè)獨(dú)立因（事情不會(huì)無(wú)緣無(wú)故發(fā)生），就好像一個(gè)鏈條，一環(huán)套著一環(huán)，直到最初的一環(huán)（亞里士多德把最初的一環(huán)叫做宇宙第一推動(dòng)力，即上帝）。而因果律保證了這個(gè)鏈條只能是開(kāi)放無(wú)交叉的，不能閉合也不能倒退，這才符合我們的邏輯（也稱為熱力學(xué)箭頭）。
時(shí)間旅行則形成了一個(gè)時(shí)間閉環(huán)，產(chǎn)生一些不可思議的因果循環(huán)，顛覆我們的邏輯，如導(dǎo)言中小說(shuō)的情節(jié)。這樣一個(gè)閉環(huán)在其中的每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)都有一個(gè)獨(dú)立因，但是從整個(gè)循環(huán)上看，卻找不出一個(gè)獨(dú)立因。
因此，基于這項(xiàng)悖論，有人說(shuō)時(shí)間旅行是不可能的，還有些人為了維護(hù)時(shí)間旅行的可能性，拼命想辦法解釋因果循環(huán)的悖論。然而，這里有兩個(gè)問(wèn)題需要弄清楚：一、時(shí)間旅行是否是因果循環(huán)的充分條件？二、已知知識(shí)無(wú)法解釋因果循環(huán)，是否代表因果循環(huán)是不可能的？比如，在我們接受相對(duì)論之前，雙生子徉謬就是一個(gè)明顯的經(jīng)驗(yàn)性悖論。
如關(guān)于雙生子徉謬的討論一樣，大多數(shù)人對(duì)時(shí)間旅行的討論完全脫離了科學(xué)，變成毫無(wú)依據(jù)的異想天開(kāi)。今天的主題與以上均無(wú)關(guān)，我只不過(guò)是想讓大家了解一下科學(xué)世界里的時(shí)間旅行觀念是怎樣演變的。
牛頓宇宙論：以牛頓為代表的物理學(xué)家認(rèn)為空間、時(shí)間以及運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，整個(gè)宇宙是一個(gè)單一、均勻的慣性系統(tǒng)。時(shí)間在這里面勻速流淌，是獨(dú)立于任何事物之外的絕對(duì)存在。但是一些科學(xué)家如萊布尼茲、貝克萊和馬赫則反對(duì)絕對(duì)時(shí)間概念。馬赫認(rèn)為，變化是比時(shí)間更為基本的東西，我們所說(shuō)的時(shí)間“流逝”實(shí)際上是我們關(guān)注到了周圍事物的變化的結(jié)果。我們發(fā)明出來(lái)時(shí)間以便把這種變化進(jìn)行量化。這種理論，深深地影響了愛(ài)因斯坦。1905年，愛(ài)因斯坦發(fā)表了關(guān)于狹義相對(duì)論的論文。在絕對(duì)時(shí)空下，時(shí)間旅行是完全不可能的。
牛頓萬(wàn)有引力定律可完美解釋宏觀天體的運(yùn)行軌跡
狹義相對(duì)論：狹義相對(duì)論基于兩個(gè)基本原理，相對(duì)性原理和光速不變性。簡(jiǎn)言之，在任何慣性系統(tǒng)下的物理定律都相同。光速不變導(dǎo)致了在牛頓力學(xué)里的絕對(duì)空間和絕對(duì)時(shí)間都變成相對(duì)量。從此，我們?cè)谟懻摃r(shí)間和空間點(diǎn)的時(shí)候都要聲明是在何種慣性參照系下，因?yàn)椴煌瑓⒄障迪碌臅r(shí)間和空間量度都不同。在極端情況下，時(shí)間對(duì)于任何人都是相對(duì)的。
在閔可夫斯基四維時(shí)空下，不同事件相對(duì)時(shí)間的巨大差異
狹義相對(duì)論區(qū)分出了原時(shí)和坐標(biāo)時(shí)。原時(shí)是指事件、觀測(cè)者和鐘表在同一個(gè)坐標(biāo)系中的測(cè)量值，這種情況類似于傳統(tǒng)的牛頓力學(xué)的絕對(duì)時(shí)間；而坐標(biāo)時(shí)則是事件和觀測(cè)者鐘表在不同的坐標(biāo)系中，這時(shí)就要用到狹義相對(duì)論。在大多數(shù)情況下，人們大都處于或者近似處于原時(shí)系統(tǒng)中，我們的時(shí)間可以認(rèn)為是絕對(duì)量，因此我們可以利用周圍事物的固定頻率還定量描述運(yùn)動(dòng)，機(jī)械表就是根據(jù)石英的固有頻率制造出來(lái)的。我們生活都處在原時(shí)的規(guī)范下，當(dāng)我問(wèn)你“現(xiàn)在是幾點(diǎn)”的時(shí)候，我相信你所遵循的時(shí)間和我所遵循的時(shí)間處于一個(gè)系統(tǒng)。所以我們才不會(huì)錯(cuò)過(guò)航班、約會(huì)等等。
狹義相對(duì)論顛覆了我們關(guān)于同時(shí)性的常識(shí)。在一個(gè)參照系中觀測(cè)兩個(gè)同時(shí)發(fā)生的事件，在另一個(gè)坐標(biāo)系下卻是先后發(fā)生的。這種現(xiàn)象的直接后果是造成經(jīng)驗(yàn)上的延時(shí)效應(yīng)。如果兩個(gè)參照系相對(duì)速度相差很大，則會(huì)產(chǎn)生明顯的時(shí)間差異。當(dāng)你坐一艘接近于光速的太空飛船旅行一圈回來(lái)后發(fā)現(xiàn)你周圍認(rèn)識(shí)的人全都老的比你快，這就是狹義相對(duì)論下的時(shí)間旅行。但是這并不是嚴(yán)格意義上的時(shí)空旅行，因?yàn)槟悴](méi)有回到過(guò)去，只是時(shí)間相對(duì)你流的比較慢而已。
廣義相對(duì)論：廣義相對(duì)論基于等效原理，即引力和加速度只是描述同一現(xiàn)象的不同名稱而已。廣義相對(duì)論中一個(gè)有趣的現(xiàn)象是光線在接近物體時(shí)會(huì)發(fā)生彎曲。這是由于質(zhì)量所產(chǎn)生的引力場(chǎng)造成扭曲的時(shí)空結(jié)構(gòu)，并且在大質(zhì)量（例如：黑洞）附近的時(shí)鐘之時(shí)間流逝比在距離大質(zhì)量較遠(yuǎn)的地方的時(shí)鐘之時(shí)間流逝要慢。在非常強(qiáng)大的引力場(chǎng)下，時(shí)空的彎曲會(huì)產(chǎn)生一個(gè)閉合類時(shí)曲線（CTC），這種曲面空間不僅意味著在空間回到原點(diǎn)，而且在時(shí)間上也回到原點(diǎn)。換句話說(shuō)，時(shí)間在這里真正失去了實(shí)際意義上的單向性，時(shí)間旅行在理論上真正成為了可能。
經(jīng)典閉合類時(shí)曲線示意圖
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，閉合類時(shí)曲線上的每一個(gè)事件都同時(shí)是另一個(gè)事件的過(guò)去和未來(lái)。明天就意味著今天的結(jié)束。
量子力學(xué)：量子力學(xué)是描寫(xiě)微觀物質(zhì)的一個(gè)物理學(xué)理論，與相對(duì)論一起被認(rèn)為是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基本支柱。在微觀世界里，許多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無(wú)法用常理解釋，而只能用量子理論來(lái)說(shuō)明。比如一個(gè)既死又活的貓，物質(zhì)有一個(gè)最小的量子化的普朗克常量。
在量子力學(xué)中，有一種量子關(guān)聯(lián)現(xiàn)象。兩個(gè)粒子在經(jīng)過(guò)短暫時(shí)間彼此耦合之后，單獨(dú)攪擾其中任意一個(gè)粒子，會(huì)不可避免地影響到另外一個(gè)粒子的性質(zhì)，盡管兩個(gè)粒子之間可能相隔很長(zhǎng)一段距離。這種影響甚至比光速的傳播速度還要快上10000倍，可以說(shuō)是瞬時(shí)發(fā)生的。因此，可以說(shuō)粒子同時(shí)具有幾種可能的狀態(tài)，像一只“既死又活的貓”。
量子糾纏的兩個(gè)粒子 圖片來(lái)源：百度百科
許多科學(xué)家把這一特性用在時(shí)空旅行中，認(rèn)為當(dāng)旅行者回到過(guò)去任何影響歷史的行為都會(huì)造成一個(gè)新的平行宇宙的產(chǎn)生，這些宇宙完全不交叉沒(méi)有聯(lián)系。
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