時(shí)間自古在人們的思維認(rèn)知里總是如溪流一樣緩緩地不停向前流淌，一去不返，直到上世紀(jì)初一個(gè)科學(xué)理論完全顛覆了人們的認(rèn)知，這個(gè)科學(xué)理論就是相對論。

愛因斯坦從邁克耳遜-莫雷實(shí)驗(yàn)得到的光速在各個(gè)方向上一致，并不受經(jīng)典速度疊加影響的事實(shí)出發(fā)，推導(dǎo)出來洛倫茲變換，根據(jù)洛倫茲變換，時(shí)間和空間尺度都不是恒定不變的，時(shí)間居然是可以變快變慢的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推導(dǎo)出的洛倫茲變換公式，當(dāng)物體運(yùn)動越來越趨近于光速，時(shí)間會變得越來越慢，這樣根據(jù)推論，當(dāng)運(yùn)動達(dá)到光速時(shí)，時(shí)間就停止了……那么問題來了，假如速度再快一點(diǎn)點(diǎn)，超越光速會怎么樣？時(shí)間會倒流嗎？

推理很合理，邏輯沒毛病，但是愛因斯坦兩手一攤“你另請高明吧，相對論不適合你”，因?yàn)楠M義相對論已經(jīng)推論出物體運(yùn)動不能超光速，如果要強(qiáng)行討論超光速，那么，相對論就不對了，不能用了……

因此，狹義相對論里實(shí)際上并不存在時(shí)間倒流問題，雖然理論本身不限制時(shí)間方向，但由于加入了光速的限制，這是相對論的基礎(chǔ)公設(shè)，因此也就不可能產(chǎn)生時(shí)間倒流了。

普通物體運(yùn)動的光速極限

那么文章可以結(jié)束了嗎？不，我們還有廣義相對論呢……

廣義相對論就厲害了，由于時(shí)空會彎曲，會產(chǎn)生各種時(shí)間循環(huán)和時(shí)間穿越的時(shí)空結(jié)構(gòu)，并且不同于狹義相對論，這些結(jié)構(gòu)在理論上是允許的，也就是在廣義相對論里，時(shí)間確實(shí)是可以倒流的……嗯，正確的表述應(yīng)該是在廣義相對論里確實(shí)可以逆時(shí)運(yùn)動，也就是逆著時(shí)間箭頭的方向運(yùn)動。

但是廣義相對論里時(shí)間倒流的方式太多了，一篇文章寫不完，所以我只挑了其中的一種情況來討論——時(shí)間蟲洞。

蟲洞

蟲洞最早由弗拉姆從廣義相對論引力場方程求得，后來由愛因斯坦和羅森重新得到并發(fā)揚(yáng)光大，再后來由惠勒和他的學(xué)生繼續(xù)研究，再再后來更多的人參與到蟲洞的研究，各種各樣的蟲洞從理論里得到，但為了簡化問題，我虛構(gòu)了一個(gè)時(shí)間蟲洞，也就是連接同一空間兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的蟲洞。雖然時(shí)空蟲洞也可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間穿越，但操作起來太燒腦了，我智商低，還是考慮單純的時(shí)間蟲洞吧………下面是腦洞時(shí)間，前方高能！

我們假設(shè)這樣一個(gè)蟲洞，它連接你的房間的現(xiàn)在和三天后，也就是說它的空間跨度為0，而時(shí)間跨度為3天的兩個(gè)時(shí)空點(diǎn)。如果你從A口進(jìn)去，就會去到3天后，如果3天后的你從B點(diǎn)進(jìn)去，就會回到現(xiàn)在。那么這樣會發(fā)生什么？會有兩個(gè)我相遇嗎？這顯然不可能，為什么不可能我稍后詳細(xì)說明。那么這樣一個(gè)時(shí)間蟲洞為什么不會導(dǎo)致兩個(gè)我相遇呢？

首先這個(gè)蟲洞需要是個(gè)穩(wěn)定存在的蟲洞，如果不是穩(wěn)定存在，而是一閃即逝那我們就沒什么好討論的。然后它的時(shí)間跨度是恒定的，就是它始終是連接著相隔3天的兩個(gè)空間點(diǎn)?；谶@兩點(diǎn)，我們可以獲得這個(gè)蟲洞的一些特性，這個(gè)蟲洞應(yīng)該是在空間上隨時(shí)間位移的。也就是隨著時(shí)間推移，這個(gè)蟲洞會始終保持連結(jié)，并且始終保持相隔3天的時(shí)間距離。

所以，當(dāng)這個(gè)蟲洞出現(xiàn)在你面前時(shí)它的開口是通向3天前的還是通向3天后的就已經(jīng)確定，如果你所處的開口是通向3天后的，那么你在洞口旁等上3天再進(jìn)去，它依然是通往3天后的，也就是蟲洞開始出現(xiàn)的6天后……你會發(fā)現(xiàn)這樣悖論就不會出現(xiàn)了，因?yàn)槟悴粫錾蠌?天后的未來回來的你……

房間里的時(shí)間蟲洞

請等等，我得先解釋一下為什么會是這樣的，我們拿時(shí)空蟲洞來分析一下，比如《星際穿越》里的那個(gè)，它更像是一個(gè)空間蟲洞，但一般情況下它應(yīng)該是一個(gè)時(shí)空蟲洞，當(dāng)那個(gè)蟲洞在50年前出現(xiàn)在土星旁以后，它就連接了土星旁與仙女星系的中心黑洞旁的時(shí)空，而它與土星的相對位置并不會因土星和太陽系公轉(zhuǎn)而發(fā)生變化，也就是當(dāng)土星公轉(zhuǎn)，它會隨之公轉(zhuǎn)，當(dāng)太陽系公轉(zhuǎn)，它也隨之公轉(zhuǎn)，它的開口并不會在空間上發(fā)生相對位移，但它會隨時(shí)間位移，這是從狹義相對論就能得出的，因?yàn)槿魏挝矬w不能同時(shí)在空間上和時(shí)間上保持相對靜止，因此既然蟲洞在空間上相對不動，就必然在時(shí)間上漂移，不然隨著時(shí)間推移它就只能一閃即逝了。也就是蟲洞開口如果在空間上保持相對不變，是會隨時(shí)間飄移的，但開口的性質(zhì)不會變化，比如空間蟲洞會始終連接著相距數(shù)250萬光年的兩個(gè)空間，而不會飄到別的空間去。因此只要你看見的蟲洞出現(xiàn)時(shí)開口是到達(dá)3天后的，那么它就一直是通往3天后的。

星際穿越里跨越250萬光年的蟲洞

那么現(xiàn)在可以回到剛才虛構(gòu)的時(shí)間蟲洞了，在你面前出現(xiàn)的有可能是通往3天前的開口嗎？我認(rèn)為不可能，因?yàn)樵趶V義相對論里，時(shí)空中只有一個(gè)你，你的世界線（你在時(shí)空中的運(yùn)動軌跡）只有一條！而蟲洞的兩個(gè)開口在時(shí)空中是同時(shí)出現(xiàn)的，那么只有一個(gè)開口處會有你。而這個(gè)開口一定是通向3天后的，否則你的世界線就會出現(xiàn)分岔，3天前會出現(xiàn)兩個(gè)你。

那么情況可能是這樣的，當(dāng)你進(jìn)入通向3天后的時(shí)間蟲洞的開口，你會在3天后的房間出現(xiàn)，那個(gè)房間并沒有你，因?yàn)槟莻€(gè)世界的你已經(jīng)在3天前消失了，所以在那里你不會遇到自己。那如果你在三天后待上一天，再從三天后的蟲洞進(jìn)去會怎樣呢？你會回到三天前的房間，也就是第一次進(jìn)入蟲洞的一天后（比如你第一次穿越是在6月1日，你穿越到3天后的6月4日，然后待了一天在6月5日進(jìn)入蟲洞就會返回到6月2日）。這個(gè)時(shí)候的世界里你在一天前就穿越了，所有并沒有你，因此你同樣不會遇到自己。這樣似乎不會產(chǎn)生悖論。

然而，這種情況下是因?yàn)槲覀兗僭O(shè)了只有你一個(gè)人，但是三天后的世界是真實(shí)的世界，它應(yīng)該是有別人的，那如果你到了三天后的6月4日，然后找到你的姐姐，然后帶著她一起進(jìn)入蟲洞會怎么樣呢？她會跟著你回到三天前，然而三天前的世界你姐姐并沒有穿越，因此那時(shí)也有你姐姐，結(jié)果兩個(gè)姐姐在同一個(gè)時(shí)空相遇了……

帶著姐姐一起穿越蟲洞，悖論又產(chǎn)生了

這顯然是不允許的，那問題出在哪里呢？我猜就出在我們前面定義的這個(gè)蟲洞的性質(zhì)上，我們假設(shè)了這個(gè)時(shí)間蟲洞跟空間蟲洞一樣是雙連通的，也就是能過去也能回來，這在空間上沒毛病，但是一到時(shí)間上就不對了，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)中我們并不能在時(shí)間像在空間上一樣前后移動，我們只能向一個(gè)方向移動，這就是大家常聽說的時(shí)間箭頭的方向。既然現(xiàn)實(shí)的時(shí)間只能朝一個(gè)方向，憑什么認(rèn)為在時(shí)間蟲洞里就能朝兩個(gè)方向呢？

因此，當(dāng)我們把時(shí)間的單向性加入到時(shí)間蟲洞的性質(zhì)里，問題就不存在了：你從6月1日進(jìn)入蟲洞，到了6月4日，然后帶上你的姐姐進(jìn)入蟲洞，結(jié)果到了三天后的6月7日，這樣任何人都不會產(chǎn)生兩條世界線，任何人也不會遇上他（她）自己。

而且這樣的蟲洞同時(shí)避免了一個(gè)怪誕的情況：當(dāng)你從6月1日進(jìn)入蟲洞到6月4日，在那里待上3天后進(jìn)入蟲洞回到6月4日后發(fā)現(xiàn)6月4日的蟲洞開口反向了……因?yàn)槟闶菑?月7日進(jìn)入蟲洞返回6月4日的，那蟲洞的開口應(yīng)該是通向未來的，然而你第一次從6月1日穿越到6月4日時(shí)，那蟲洞開口應(yīng)該是通向過去的，那6月4日的蟲洞究竟是通向過去還是未來？……難道產(chǎn)生兩個(gè)歷史了？顯然相對論不玩多歷史那一套。而當(dāng)加入了時(shí)間單向性，這樣的問題就都不存在了。

但是時(shí)間的單向性并不是從相對論方程里得到的，相對論沒有這項(xiàng)規(guī)定，那么我們在蟲洞中強(qiáng)行加入時(shí)間單向性是否合理？時(shí)間單向性又是什么原因引起的？很顯然這篇已經(jīng)寫不下了，我們以后有機(jī)會再來探討吧。如果覺得文章還行，歡迎點(diǎn)擊關(guān)注，我是星宇飄零2099。