如果你想回到過去……
明日邊緣
作者：csxiao
高能預警
本文是從理論物理學上探討如何有效地穿越，我們還從因果律上探討了穿越的諸多問題，請您在本刊的時空中“穿越”到《X戰警·逆轉未來》的童節。
時間，對於我們每個人來說都是極為珍貴的。生命是一條單行道，過去的時光總是不再回來。在生命中的某一個時刻，可能我們每個人都會或多或少地臆想，假如能夠回到過去，彌補先前所犯過的錯誤，重溫美好時光，那該有多麼美好啊。
秉承這一美好的願望，很多電影對回到過去進行了精彩的描寫：被外星人感染神秘能力，或是隻需睡一覺，又或者借助先進的設備，就可以回到過去。這樣奇特的事情，真的有可能嗎？
回到過去的可能性
愛因斯坦廣義相對論告訴我們，物質的存在會造成時空彎曲，物質質量越大，離物質越近，空間彎曲越厲害，時間流動越慢。1971年美國科學家哈菲勒（J.C.Hafele）和基廷（R.E.Keating）用幾台銫原子鍾進行了實驗，一台放在地麵作為參考鍾，另外幾台由飛機攜帶，在萬米高空沿赤道環繞地球飛行。結果，在高空向西飛行的幾台原子鍾比地麵的鍾快0.3毫秒，與理論預言的結果吻合得非常好。重力小的地方，時間流逝速度的確較快。這一效應，在我們日常生活中也隨處可見，那就是智能手機中的GPS接收器。它靠著接收離地麵2萬幹米高的多顆GPS衛星發出的時間信號進行定位，由於相對論效應，衛星時鍾每天比地麵快約38微秒，如不調整，一天下來，GPS係統將累計約11千米的定位誤差。因此，在設計GPS係統時，需要對衛星發出的信號進行相應調整。GPS係統，讓我們每個人都無法忽視時空的彎曲。相對其他天體，地球質量微乎其微，地球上都能產生如此明顯的時空彎曲，在質量更大的星體周圍，時空彎曲現象更加強烈，會出現黑洞等特殊的時空結構。天文觀測表明，大多數星係的中央，都有一個質量很大的超級黑洞。
如果物質分布足夠奇怪，會出現更特殊的時空結構，連時間的方向也會因物質的拖曳而改變，變得彎曲。如果時空彎曲到一定程度，時間便可首尾相接，形成閉合曲線，叫做閉合類時曲線（CTC）。如果這樣的閉合曲線存在，人們乘坐飛船沿著這種曲線進行正向時間旅行，就可以返回過去。
封閉的時間與封閉的空間是類似的。如果幾個人分別沿著直線和圓向前走：直線是單向和不封閉的：圓是循環和封閉的；直線上的人隻能向前走，他要麼在某個人前麵，要麼在某個人後麵。而圓上的人向前走一圈以後又會回到起始點，沒有特定的前後：他既在某人的前麵，又在同一個人的後麵。廣義相對論告訴我們，在某些特殊的時空中，時間就是這樣循環的，向前走一段時間之後，又會回到過去，沒有絕對的過去與未來。循環的時間裏分布著一係列邏輯自洽的事件。如果你活得足夠長，你會一遍又一遍地經曆相同的事情，循環往複。電影裏描述的就是這種現象。
這類匪夷所思的時空結構，很早就有人在研究。其中最有名的例子，莫過於愛因斯坦晚年的好友、奧地利數學家、邏輯學家哥德爾（Kurt Godel）於1949所發現的旋轉宇宙封閉類時曲線了。在這個特殊的宇宙中，所有的物質沿著中心軸線在勻速轉動，這種轉動改變光錐的方向，光錐表示每一點所發出的光線所經過的地方。在黑洞周圍，光錐也會受到類似的影響。如果我們乘飛船離開轉動軸，光錐就開始傾斜，並擴大了開口；到一定距離處，光錐會完全翻倒，光線沿著開口朝下運動。這表明，時間開始向回走了。也就是說，飛船從地球向外加速運動一圈後，我們回到了過去的地球！
1974年美國物理學家梯普勒（Frank Tipler）發現，無限長柱體快速旋轉，也可以對外部時空起拖曳作用，形成封閉類時曲線。戈特（J.Richard Gott）70年代也發現，無窮長的宇宙弦，也能產生封閉類時曲線。
到目前為止，這些理論都還隻停留在理論階段。以哥德爾宇宙為例，廣義相對論的確允許封閉類時曲線的存在，但天文觀測表明，我們所生活的宇宙並不存在整體旋轉；而梯普勒圓柱和戈特的宇宙弦都要求無限長的物質分布，這在現實世界中是不可能的。即使宇宙在整體，飛船在宇宙中沿著封閉類時曲線飛行一周，至少需要數百億年時間，時間旅行毫無意義。