为什么我不能回到过去？

老实说，谁说你不能回到过去了？

这是一个再寻常不过的愿望。我们谁不想回到过去找历史上的名人聊聊天，或亲眼见证那些重要时刻的发生呢？这样你说不定就可以弄清楚谁杀死了肯尼迪，或者恐龙为什么灭绝了。

说点儿更实际的，如果能及时回到过去，做一些小事也很棒，比如挽回一件做错的事。要是你把咖啡洒在裤子上了，你可以赶紧回到过去，然后……不让它洒出来。要是你对老板说了一番话现在又后悔了，你可以回到过去，然后不把这些话说出口。要是你点了一个有菠萝的比萨并发现它其实很恶心，你可以回到过去，然后点一个真正的比萨。这就像宇宙中存在一个撤销按钮（相当于Ctrl+Z，或者对Mac的拥趸而言是Command+Z）。

不过，科学家直到现在也没造出这样的撤销装置，“过去”仍然不可改变，时间还是我们的强敌。我们似乎注定要永远活在对过错的悔恨中，宇宙里不存在重新来过。

可是为什么会这样呢？为何我们看似可以改变未来，却不能改变过去？世界上存在将时间旅行全盘否决的深层物理定律吗？还是说时间旅行只是一个棘手的技术问题？这两者之间的区别究竟是什么？

好啦，时间旅行并没有被物理学家全盘否定，你可能会有点儿惊喜。“回到过去”在技术上有可能实现。虽然和你在电影中看到的那样不同，但创建一个“倒带”按钮并非不可能。事实上，在这一章的末尾，我们描绘了一个崭新的且被物理学家认可的时间旅行构想。

所以接下来，戴上你的时光机护目镜，准备好悬浮滑板和德罗宁汽车，因为我们即将出发去回答那个存在已久的问题：为什么我还不能回到过去呢？

现实vs可能vs并非不可能

首先，让我们澄清一下，询问某件事是否“可能”时，首先要看你向谁提问。

如果问一位工程师时间旅行有没有可能发生，只要他们认为能用少于1万亿美元的资金在10年内造出一台时光机，他们就会说有可能。

但如果你问物理学家一件事是否有可能，他们则会有不同的看法。物理学家会说，如果没有物理定律可以阻止这件事，它就有可能发生。

例如：

由于这是一本关于物理学和宇宙的书，我们就用物理学家的角度看问题，这意味着，在这一章中，我们的目标是弄清楚时间旅行是否违反了任何宇宙定律，而不是弄清楚它是否可以用1470万亿美元在几百年内成为现实。我们相信，一旦物理学家宣布时间旅行是可能的，工程师们总归会找到实现的办法，然后再把它交给软件开发人员，编写出一个应用程序（“Siri，别弄洒我的咖啡”）。

想要弄清楚物理学家是否认可时间旅行，首先我们要像物理学家一样思考时间。时间是一个很难被琢磨透的话题，让人们困惑了很长的……呃，时间。总的来说，物理学认为时间是允许宇宙发生变化的东西，它是把“过去”转变为“现在”的一种流动、运动和途径，时间是将一系列静止照片排序组织起来，再变成一部流畅的电影的方法。

因为宇宙看起来确实是平稳流动的。它不会从一个时刻突然跳到另一个截然不同的时刻。你不会正坐在沙发上读着这本书，然后又突然间坐在了海滩上。这是因为，你的过去限制了现在可能发生的事情。如果你刚才在喝咖啡，那么现在可能发生的事就是享受咖啡或者把咖啡洒到裤子上。其中不包括你突然变成了一条蓝色的龙，还喝着发酵的芹菜汁。

过去发生的事控制着我们的未来，这就是“因果关系”。物理学试图合乎逻辑地理解这个疯狂的、满是咖啡渍的宇宙以及宇宙的变化，“因果关系”便是核心。

这些变化发生得连续而流畅，但需要时间。宇宙中没有瞬间发生的事，事件之间互相关联着。你想制作一个比萨，就会面临一些步骤，你不能仅靠打个响指就把面粉、西红柿和奶酪直接变成比萨。宇宙要求你走完以下流程：把食材混合在一起，揉面团，烹饪西红柿，喝酒，烘烤等。这些都是你将一种状态（生的原料）转换成另一种状态（热比萨）所要遵循的。时间则是连接这些步骤的纽带，如果没有时间，宇宙就没有了意义。

当你对时间有了以上理解后，我们来探讨下时间旅行的一些可能性吧。

你不能回到未来

想要时间旅行，最诱人的原因之一是可以穿越到过去改变一些事情，并期待这能影响未来发生的事。比如，不弄洒咖啡，或者买Netflix的股票而不是百视达（致以深切哀悼）的。你想改变过去之后跳回现在，去享受刚才一通操作的成果。

这个概念有一个大问题。很简单，它说不通。

如果我们把时间想成宇宙流动的方式（或者烤比萨饼的方式），就很容易意识到改变过去是无稽之谈。假设某天早上你8点钟醒来，然后自己煮了咖啡。唯一的问题是，这咖啡太难喝了，所以你决定跳上时光机回到早上8点，把煮咖啡换成泡茶。

如果你在电影里看到这种情况，这能讲通，但从物理学的角度来看，这讲不通。

从物理学的角度看，（做出了难喝咖啡的）宇宙状态是真实存在的，却与过去的宇宙状态没有联系。如果你当初去泡了茶，那么难喝的咖啡是怎么煮出来的？在物理学家看来，这违反了因果定律：有结果（难喝的咖啡），但没有原因（本来原因是你煮了咖啡，但你已经回到过去把煮咖啡改为泡茶了）。换句话说，这就像你没有把食材组合在一起，却做出一个比萨。

很不幸，这就意味着我们不可能改变过去。违反因果定律等于让宇宙难以自洽，这是物理学家的一大禁忌。

看到这儿你可能会想，如果分割时间线呢？把历史架空！我在电影《复仇者联盟》里就看到过！很遗憾，对布朗博士（和钢铁侠）来说，这也讲不通。当想法的产生本身也依赖于时间时，你怎么能做到换一条时间线或创造一条新的时间线呢？时间线本身就相当于变化，所以它们不能改变自己。虽然科学家们认真考虑过多重宇宙的概念，但可以在平行宇宙之间移动或选择其中的某一个是不太可能的。

所以，物理学认为你不能突然跳到另一个时间并改变一些事情的原因可太多了。这样一来，你试图操纵股市、物理学致富的梦想也就烟消云散了。

哪里有物理学家，哪里就有办法

恪守因果关系，是否意味着我们不可能时间旅行了？不是的！这只意味着我们不可能改变过去。如果仅仅是回到过去，并不做出任何改变呢？这也许就行得通了。比如，你想看一看恐龙，或者跳过当下看一看未来是什么样子的，这有可能吗？根据我们目前对物理学的理解，这完全有可能（只是先别问工程师有没有可能）。

要理解这一切是如何运作的，你必须养成一个思维习惯，那就是不仅仅把空间看作空间。物理学家喜欢把空间和时间放在一起，称为“时空”（并不是很有创意）。

我们习惯了在地球表面附近的空间活动，这里的一切都很简单。你抛出去一个球，它会掉下来；你朝哪个方向走，就会去到哪里。地球上的时间也同样简单：时钟嘀嗒向前走，世界各地的时钟一致向前。

但物理学告诉我们，在宇宙的某些地方，空间会变得非常怪异。遇到这些情况，我们最好把空间与时间结合起来。物理学家认为，我们不是在时间中穿越空间，而是在穿越一种名为时空的东西。

时空是怪异的，我们很难料到它能搞出什么事来。它可以弯曲，可以把自己折叠起来，甚至可以绕一个圈。

下面我们就来探讨一下，在这种怪异的时空中实现时间旅行的几种方法吧。

无限长的尘埃圆柱

根据爱因斯坦的理论，质量很大的东西周围的时空会发生弯曲。这正是他对引力的想法：引力是空间和时间扭曲的效应，并不是一种力。比如，月球绕着地球转，并不是因为地球的引力在拉着它，而是因为它正围绕着一个被地球质量弯曲的时空漏斗滑行，就像赛车在弯曲的赛道上绕圈一样。

不过质量不仅会弯曲空间，还会拉伸和挤压时间。怪异的质量构型和时间组合在一起，会发生非常奇特的事情。打个比方，如果你能制造出一个无限长的旋转尘埃圆柱体，或许就可以做一些惊奇的事情：在那个奇怪的旋转尘埃柱附近，时间和空间会以一种让你在时间中循环运动的方式弯曲。也就是说，一个物体如果沿着这条路线行走，它就可能会被带回自身出发时的空间和时间。

虫洞

在当代人对时空的最新认识中，时空也可能以其他怪异的方式被弯曲和扭曲。它可以自我折叠，然后在不同的时空点之间创建一条隧道或捷径，这条捷径被称为“虫洞”。你可以把虫洞看作时空的扭曲或重整，它将两个不同时空点连接在了一起。

绝大多数人认为，虫洞连接了空间中的不同点（如果想前往遥远的星系，虫洞或许能发挥作用），但理论上，虫洞也可以连接时间中的不同点。要记住，这两个能力都与“时空”这件大事相关。虫洞不仅可以把你传送到市区另一头你钟爱的珍珠奶茶店，还可以在珍珠奶茶流行之前就把你送过去。

没可能重新来过了？

以上两种可能性的非凡之处在于，它们可以在不违反物理定律的前提下实现时间旅行。只要不惦记着改变过去，你就可以在这个弯曲的时空中穿行，回到过去（或未来）。

不过事先声明，虫洞只会把你带到之前所处的同一个时空（你只是走了一个捷径，或者绕了一圈），所以即使你想改变过去，也无能为力。也许你真回到了早上8点，告诉当时的自己不要煮咖啡，但如果这样做了，你就会记得这件事，因为你们处在同一条时间线上。你煮了一杯难喝的咖啡，以及不记得有一个从未来穿越过来的自己曾经警告过你这件事，这两个事实意味着未来的你其实根本就没有回到过去。

这一切能成为现实吗？其实物理学家并不知道！这个问题属于“不知道它不可能，但目前看来完全不切实际”一类。没人造出过无限大的尘埃圆柱体。我们至今依然不知道如何找到虫洞，更别提开启一个虫洞并加以控制了。但很酷的一点是，“不知道它不可能”意味着它仍然有可能，虽然你不能阻止咖啡洒出来，但你仍然可以拜访恐龙，或者看看未来世界的样子。

顺其自然

虽然时间旅行有可能实现，但大概不是你所期待的那种。说到这里，你可能会有点儿失望。亲眼看到活的恐龙当然很酷，但如果你必须在咖啡洒了一裤子的时候看恐龙，还能有多少乐趣呢？

为此，我们现在自豪地向你展示一个全新而与众不同的时间旅行方法，一个或许真能让你在不破坏因果关系的前提下，拥有一个撤销按钮的想法。确实，正是为了写这本书，我们才想出这个方法，还琢磨了整整几个小时，但是你瞧，所有伟大的物理学思想都有一个起点，更何况我们当中至少有一个人是受过训练的物理学家。

准备好了吗？问题来喽：如果我们能让时间倒流，会发生什么？

要知道，物理学中有很多定律决定着宇宙如何随时间变化。这些定律都假设了时间的流动，却没有一个真正告诉我们时间如何流动。比如，我们不知道时间为什么会朝着一个方向（向前）流动，而不是其他方向。确切地说，我们不明白它为何必须如此。不管时间是向前流动还是向后流动的，几乎所有物理定律都能在这两种情况中完美地发挥作用。

我说的是几乎所有。有一两个物理定律似乎会表现出不同的效应。比如，热力学第二定律提到，事物往往会随着时间的推移变得不那么有序，热量也会向外扩散。这就是为什么你更有可能打破一个玻璃杯，而不是不打破它。

但这个定律并没有规定时间向前流动，它只提到如果时间能倒流，无序的状态就不得不减少。这看起来可能很怪，我们也从未见过时间倒流，但物理学不能排除这一可能性。

我们的想法就此产生：如果你建造了一台机器，可以有选择地逆转时间呢？比如，机器可以逆转它内部时间的流动。机器本身不会移动。对于机器之外的人来说，它只是停在那里，以后也会一直停在那里。但在机器内部，规则有所不同。那里的时间会倒流，里面的粒子运动与它们在时间向前的宇宙中截然不同。

如果你能用这种方式控制时间的流动，那么就有可能撤销某些已经发生的事情。比如，你可以将办公室建在这台机器里，并将它的时间流动设置为正常模式。如果你弄洒了咖啡，就可以让机器把时间倒流一小会儿。宇宙其余部分的时间还在正常流动，只不过在机器里面，你的咖啡将不会洒出来。当把机器的时间流动切换回正常模式时，你会发现自己穿上了干净的裤子。当然，你的思维也会回退，所以你可能会在机器外面给自己留张字条：喝咖啡时小心点儿。

一个是穿越回过去，另一个是在特定某点上逆转时间流向，我们可能很难区别二者，但物理学认为这个差别非常重要。事实上，你和机器都没有穿越回不同时刻（否则就打破了因果关系），你只是在有限空间里让时间倒流了。如果时间的流动像一条大河，那么这就是在河里制造了些小涡流，让那里的河水暂时倒流。

如果你觉得这个场景太局限了，那就把这项虚构技术再升个级。如果你造了一台强大的机器，足以做到相反的事情，会发生什么呢？如果除了放在这台机器内的东西，这台机器能让整个宇宙时间倒流，会怎么样？你就可以爬到机器里面，按下按钮，看着机器外整个宇宙的时间在倒流。当你走出机器的时候，严格来说你会来到一个更年轻的宇宙（虽然宇宙变年轻了，但并不包括你）。

在这个更年轻的宇宙里，你能做些什么？你可以买入Netflix的股票，或者与肯尼迪总统一起闲逛，或者戒掉咖啡。

这是个疯狂的想法吗？是的。我们知道如何让时间倒流，或者让熵减少吗？不知道。这个想法行得通吗？我们也不知道。这完全没有可能吗？根据已知的物理学，也并不是不可能！

这意味着，工程师们，接下来看你们的了。