 电影《回到未来》剧照。 我们偶尔都会做一些关于时间旅行的梦。 如果我们能回到过去的某个时间点，改变一个糟糕的决定，或是重温一段特别的经历——比如自己美好的童年、或者赢得大奖的那个夜晚，那岂不是很美好吗？或者你也可以往前跳一点儿，到不远的将来去看看将会发生什么事情。 时间旅行令人既兴奋又好奇——“但它并不是科学呀。”你可能会这么说。但时间旅行的确是一种科学。听到这句话，你肯定会大吃一惊。  自从艾萨克?牛顿生活的年代起，我们便知道质量和引力之间存在密不可分的联系。 按照那个著名的猜测，有一天，他正坐在沃尔斯洛普的一棵苹果树下享用下午茶，突然，一个苹果掉到了他的头上。这件事令牛顿想到，使苹果落向地面的力，可能和将月球拉向地球轨道的力是同一种力。 他通过进一步研究发现，这一点在一切具有质量的物体身上都同样成立。任何物体都会通过引力相互吸引。 当时的通俗小报上这样写道：“我们只是被牛顿的引力作用强行拉向彼此的物体而已。”还说：“爱便是一种引力定律。” 20世纪早期，爱因斯坦提出了广义相对论，显示质量和引力都与时间有关。这又是一个重要的历史性时刻。  这篇论文也从根本上改变了我们对光的理解。在此之前，还没有人对光速进行过太多的思考。光速仅仅被视为另一个宇宙常量，实验物理学家所做的努力不过是更加精确地计算出光速而已。当时也很少有人意识到，光波与声波和水波之间有着根本性的区别。 不过，只要利用你在学校学到的勾股定理，再加上爱因斯坦的时间膨胀公式，你就能看出，人在运动的同时，时间也会变慢。  爱因斯坦的理论指出，如果你想使时间放慢、实现时间旅行的话，你就得以极快的速度运动才行。 例如，如果你于2000年离开地球、去执行一项任务，并于2032年回到地球。你行驶的速度将是光速的95%(约为每秒28.5万公里)。奇怪的是，等你回到地球的时候，你的手表将显示时间是2010年，而不是地球上的2032年，你将比当年留在地球上的人们年轻整整22岁。 这便是时间膨胀效应。即使在速度较慢时，也会出现该效应，只不过影响程度要小得多。 不过要注意的是，每秒28.5万公里是非常、非常快的速度。即使是最快的陆地交通工具，能达到的速度也不过是每秒1公里。宇宙飞船在离开地球大气时，速度也仅能达到每秒10公里。即使我们真能达到这样的速度，我们的身体能否承受这么大的压力还是个问题。 因此，穿越到未来是有可能的，只是就现在而言，还有点太困难了些。 那么，如果我们想穿越到过去呢？ 关于时间旅行的文章总给人一种被糊弄的感觉：虽然上面讲述了一些事实，但从来没人能说清楚，怎样才能造出一台时间机器。  不过，多亏了弗兰克?提普勒(Frank Tipler)教授，本文这就向你介绍一款时间机器。 1974年，提普勒发表了一篇论文，介绍了制造一款名叫“提普勒柱体”(Tipler Cylinder)的时间机器的方法。这台时间机器能够让你穿越到过去。 首先，你需要很多很多钱，来买一个巨大的圆柱体。这个圆柱体有多大呢？大概100公里那么长。它的质量至少得有太阳那么重，但密度非常大，被紧紧地压缩在一起。 然后你需要让它旋转起来，转得越来越快，快到对时间和空间的结构都产生了干扰。此时你将会从中探测到一阵引力波。 不过这样做是有健康上的风险的，因为靠近密度如此之大的物体，身体会出现一些问题。地球的质量将我们朝它的表面拉去，但靠近质量这么大的物体可能极为危险，因为它可能会将你拉向它，然后将你活活压扁。 不过，如果你能避免被压扁的厄运，成功靠近旋转中的圆柱体、并跟着它一起转动的话，奇怪的事情便会开始发生了。 你在时间中移动的路径会开始改变，不再是一直向前，而是随着圆柱体转动的方向转动，逐渐回到过去。时间机器会使时间的运行方向朝着过去坍缩，因此你在机器中转动的时间越长，你就向后退得越远。 要想使运动回到正常状态，你只需要离开旋转中的柱体、回到地球上就行，这样你便可以回到现在了—— “过去”的“现在”。不过，你在那儿可得多加小心才行。如果你在过去待得太久，你可能会不小心破坏父母的第一次约会，甚至毁掉你出生的机会。时间有时就是这么弄人。 狭义相对论 爱因斯坦的相对论建立在两项原则的基础上。 首先是相对原则：即使当两个物体以相对不变的速度运动，物理规则也是始终不变的。 其次是光速原则。爱因斯坦观察到，无论每个人相对光源的运动状态如何，光速对任何人来说都是相同的。 爱因斯坦的理论指出，如果两个物体在穿越空间的过程中、想对它们见到的场景进行比较的话，唯一的影响因素便是它们之间的相对速度。 狭义相对论仅适用于直线匀速运动。如果物体开始加速、拐弯、或者转向的话，狭义相对论就不再适用了。（叶子） |
