穿越时空

时光之旅在理论上是可行的，人类可以打开回到过去的大门和通向未来的捷径。为了实现时光旅行，霍金首先建议人们接纳时间作为第四维的观念。他举了一个非常简单的例子：当人们驾驶汽车时，向前直行和向后倒车是第一维，向左或向右转弯是第二维，在山路上爬坡和下坡是第三维，那么时间就是第四维。对于物理学家来说，时光隧道也许就是虫洞。霍金说，虫洞就在我们周围，只是小到肉眼无法看见。宇宙万物都会出现小孔或裂缝，这种基本规律同样适用于时间。时间也有细微的裂缝和空隙,比分子、原子还要小的空隙被称作“量子泡沫”,虫洞就存在于“量子泡沫”中。[1]

实现途径

英国著名物理学家斯蒂芬·霍金日前在英国《每日邮报》上发表文章称，时光之旅在理论上是可行的，人类可以打开回到过去的大门和通向未来的捷径。

霍金在文章中提出了三种理论上可行的时空旅行方式。

为了实现时光旅行，霍金首先建议人们接纳时间作为第四维的观念。他举了一个非常简单的例子：当人们驾驶汽车时，向前直行和向后倒车是第一维，向左或向右转弯是第二维，在山路上爬坡和下坡是第三维，那么时间就是第四维。我们怎样才能找到在第四维前行或后退的路径呢？

主要原理

“外祖父悖论”常被人拿来论证时间旅行不可能存在，但有些科学家则不这么认为。

2014年6月24日，澳大利亚昆士兰大学的科学家首次使用两个光量子（光子）模拟了量子粒子在时间中的旅行并对其“一举一动”进行了研究，结果表明，至少在量子尺度上，时间旅行是可以实现的。研究发表在最新一期的《自然·通讯》杂志上。

科学家们使用光子（光的单个粒子）来模拟回到过去的量子粒子并对其行为进行了研究。在实验中，他们对一个进行时间旅行的光子可能产生的两种结果进行了考察。第一种结果是：“1号光子”会通过虫洞进入过去并同以前的自己相互作用。第二种结果是：“2号光子”会在正常的时空内行进，但会通过虫洞同一颗卡在时间旅行环—封闭类时曲线（CTC，是物质粒子于时空中的一种世界线，其为“封闭”，亦即会返回起始点）内的光子相互作用。模拟“2号光子”的行为使“1号光子”的行为也能被研究，结果表明，时间旅行在量子尺度上可以实现。

操作设施

虫洞

虫洞就是五维空间。宇宙万物都会出现小孔或裂缝，这种基本规律同样适用于时间。时间也有细微的裂缝和空隙，比分子、原子还要小的空隙被称作“量子泡沫”，而虫洞就存在于“量子泡沫”中。

人类也许能够捕获某一个虫洞，将它放大到足以使人类甚至宇宙飞船从中穿过，但霍金警告说，不要利用时间机器回到过去，因为这将导致违反基本的因果论。

黑洞

爱因斯坦提出，世上应该存在让时间慢下来的地方，以及让时间加速的地方。时间在地球比在太空运行慢。造成这种影响的原因是地球的质量。爱因斯坦发现，物质会减缓时间运行速度，就像是河的下游一样。物体越重，对时间的阻力越大。这种惊人的事实为通向未来的时间旅行开启了大门。

霍金认为，时空旅行的天然“交通工具”是黑洞。在银河系中心，拥有银河系中最重的天体——一个质量相当于400万个太阳的超大质量黑洞，在自身引力作用下，它被压缩为一个点。距离这个超大质量黑洞越近，遭遇的引力就越强。一旦距离其过近，连光线都无法逃脱，会被吞噬。这样的超大质量黑洞对时间具有显着的影响，令其减缓的速度远远超过银河系中的任何物体。这使得它是台“天然的时间机器”。

霍金想象宇宙飞船能充分利用这种现象。如果某个航天机构正在控制从地球发射的探测器，他们会发现绕轨道运行一圈的时间为16分钟。靠近超大质量黑洞，时间就会慢下来。在这里，引力影响远比地球引力极端。机组人员的时间将会减慢一半。对于原本每圈要耗费的16分钟，他们其实仅经历了8分钟。

在广义相对论中，黑洞的事件视界无法被有限时间线上的任何一个观察者观测，其原因之一在于黑洞的属性，科学家提出了黑洞全息屏理论，虽然观察者无法在外部了解事件视界，但黑洞内部的却可能知道整个宇宙的命运。黑洞全息屏理论的结论看上去非常有趣，我们可以从中得出未来和过去的信息。劳伦斯伯克利国家实验室的恩格尔哈特教授认为黑洞的全息屏从某种意义上看是强引力场的局部边界，如果这是未来的全息屏，那么对应的黑洞，如果这是过去的全息屏，对应的是白洞。

在热力学的角度，时空也被认为是全息图，根据全息原理，其与给定区域内的表面积有关，也可进一步解释为热力学的时间方向。由于过去和将来的全息屏区域在不同的方向增加，因此时间的方向可以对应着两种不同类型的全息屏。

影响因素

光速

宇宙中存在着速度限制，即每秒钟18.6万英里(约合30万公里)，亦称光速。任何物体不能超越这一速度。以接近于光速的速度旅行可以将你送达未来世界。

霍金说，如果科学家能够建造速度接近光速的太空船，那么太空船必然不能违反光速是最大速限的法则，导致舱内的时间变慢，这样飞行一个星期就等于是地球上的几年，也就相当于飞进未来。

在人类历史上，速度最快的载人飞船“阿波罗”10号，速度为每小时2.5万英里(约合每小时4万公里)，但要实现在时间中旅行，速度大约是“阿波罗”10号速度的27000倍。

太空飞船里面装载着巨量燃料，不断加速，在一周内，它就可以到达外行星。两年后，它可以达到半光速，飞出太阳系。再两年后它将达到光速的90%，远离地球约30万亿英里。发射四年后，飞船就会开始穿越未来。飞船上每度过一小时，地球上将度过两小时。再经过两年开足马力的旅行，飞船将达到其最高速，也即光速的99%。在这种速度中，飞船上的一天，等于地球上的一年。这时，我们的飞船就真正飞入未来了。

英国曼彻斯特大学粒子物理学教授布赖恩·科克斯说：当我们用大型强子对撞机把粒子加速，达到光速的99%，粒子经历的时间，以我们时间的1/7000速率消逝。太空中的数十年，在地球上可能已过去了数万年。

霍金还表示，时间机器只能带人进入未来，不能带人回到过去，因为回到过去违反了基本的因果论。

时间

1895年，英国科幻小说家威尔斯的经典名作《时光机器》问世。此后，在过去与未来之间穿梭就成为了科学家的梦想。俄罗斯学者日前宣称，宇宙间新次元的发现，时光旅行将可成真。大家可以观看英国科幻电视剧《神秘博士》了解时间旅行。

▲黑洞表面时间几近停滞高度移动即可进入未来

天文物理学家发现，在我们生活的三维空间以外，还有另一个新的次元。这让科学家相信，人类可借由时光机器的帮助，在地球与黑洞之间来回，到达未来或过去。爱因斯坦曾在广义相对论中，预言重力可以减缓时间流逝，黑洞的重力异常强大，因此在黑洞表面，时间相对于地球来说几近停滞。

如果有一台时光机器能载着人从地球到达一个黑洞的表面，以极高的速度移动，就可以在靠近黑洞之后，不被黑洞的重力吸引而安然返回地球，掉进无限遥远的未来。

但是，美国科学界早已进行过多项相关实验，未有任何显着的成果，有学者指出，人体很难不在黑洞表面撞得粉身碎骨。

▲美国5年内制造超时空引擎几分钟内可飞抵月球

美国航空航天局一直在人造卫星上试验宇宙飞船使用的离子引擎，并取得初步成功。据《新科学家》报道，美国航空航天学会(AIAA)2005年度“核能和未来航空”项目大奖的论文中描述了一种“超时空引擎”，就是让飞船以极快的速度飞行，从而进入另一个空间。安装了这种引擎的飞船，可以在几分钟内从地球飞抵月球，美国方面称如果进展顺利，5年后便能建造测试模型飞船。

▲学者称宇宙存在六维时空强力磁场助力时光穿梭

爱因斯坦提出了所谓的“四维空间”模型。我们所身处的三维宇宙空间也会向第四维(时间轴)弯曲，就好像二维空间的平面向三维空间弯曲，而形成一个球形。把我们所身处的宇宙想象成这样的一颗球，只不过是向时间轴弯曲而不是向Z轴弯曲。我们所处的空间即是球体的最表面，而从表面往球中心点算进去，就是所谓的子空间。事实上，除了利用子空间场外，一些高密度的星体周围的重力场也会将星体压向宇宙中心点(宇宙模型球体中心)。假设从a点到b点距离为1800万公里，飞船的飞行速度为10万公里/秒，那么所用时间就为1800/10=180(秒)。假设从A点到B点距离为9000万公里，那么飞船从A点到B点的速度就是9000/180=50(万公里/秒)。

从结果可以看出，虽然飞船一直以未超越光速的10万公里/秒飞行，但它从A点飞到B点的速度却为50万公里/秒，已经超越了光速。这就是利用时空扭曲和时空跳跃达成的超光速飞行。

“曲速”就是利用强磁场所产生的子空间力场，让光速的物理限制从真实空间移往子空间来计算。过程如图所示分为几个阶段：

第一阶段，飞船在A点起飞并开始加速；

第二阶段，飞船利用强磁场所产生的力场，向子空间跳跃，来到a点；

第三阶段，飞船在子空间飞行，从a点飞抵b点；

第四阶段，飞船取消强磁场，跳跃回正常空间，来到B点。

相对论

爱因斯坦的相对论与穿越时空

相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由爱因斯坦(AlbertEinstein)创立，分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论)。相对论的基本假设是光速不变原理，相对性原理和等效原理。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。奠定了经典物理学基础的经典力学，不适用于高速运动的物体和微观条件下的物体。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“同时的相对性”，“四维时空”“弯曲空间”等全新的概念

狭义相对论

马赫和休谟的哲学对爱因斯坦影响很大。马赫认为时间和空间的量度与物质运动有关。时空的观念是通过经验形成的。绝对时空无论依据什么经验也不能把握。休谟更具体的说：空间和广延不是别的，而是按一定次序分布的可见的对象充满空间。而时间总是又能够变化的对象的可觉察的变化而发现的。1905年爱因斯坦指出，迈克尔逊和莫雷实验实际上说明关于“以太”的整个概念是多余的，光速是不变的。而牛顿的绝对时空观念是错误的。不存在绝对静止的参照物，时间测量也是随参照系不同而不同的。他用光速不变和相对性原理提出了洛仑兹变换。创立了狭义相对论。

狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论，因此要弄清相对论的内容，要先对相对论的时空观有个大体了解。在数学上有各种多维空间，但目前为止，我们认识的物理世界只是四维，即三维空间加一维时间。现代微观物理学提到的高维空间是另一层意思，只有数学意义，在此不做讨论。

四维时空是构成真实世界的最低维度，我们的世界恰好是四维，至于高维真实空间，至少现在我们还无法感知。我在一个帖子上说过一个例子，一把尺子在三维空间里（不含时间）转动，其长度不变，但旋转它时，它的各坐标值均发生了变化，且坐标之间是有联系的。四维时空的意义就是时间是第四维坐标，它与空间坐标是有联系的，也就是说时空是统一的，不可分割的整体，它们是一种“此消彼长”的关系。

四维时空不仅限于此，由质能关系知，质量和能量实际是一回事，质量（或能量）并不是独立的，而是与运动状态相关的，比如速度越大，质量越大。在四维时空里，质量（或能量）实际是四维动量的第四维分量，动量是描述物质运动的量，因此质量与运动状态有关就是理所当然的了。在四维时空里，动量和能量实现了统一，称为能量动量四矢。另外在四维时空里还定义了四维速度，四维加速度，四维力，电磁场方程组的四维形式等。

值得一提的是，电磁场方程组的四维形式更加完美，完全统一了电和磁，电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述。四维时空的物理定律比三维定律要完美的多，这说明我们的世界的确是四维的。可以说至少它比牛顿力学要完美的多。至少由它的完美性，我们不能对它妄加怀疑。

相对论中，时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空，能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量。这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系。在今后论及广义相对论时我们还会看到，时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系。

狭义相对论基本原理

物质在相互作用中作永恒的运动，没有不运动的物质，也没有无物质的运动，由于物质是在相互联系，相互作用中运动的，因此，必须在物质的相互关系中描述运动，而不可能孤立的描述运动。也就是说，运动必须有一个参考物，这个参考物就是参考系。

伽利略曾经指出，运动的船与静止的船上的运动不可区分，也就是说，当你在封闭的船舱里，与外界完全隔绝，那么即使你拥有最发达的头脑，最先进的仪器，也无从感知你的船是匀速运动，还是静止。更无从感知速度的大小，因为没有参考。比如，我们不知道我们整个宇宙的整体运动状态，因为宇宙是封闭的。爱因斯坦将其引用，作为狭义相对论的第一个基本原理：狭义相对性原理。其内容是：惯性系之间完全等价，不可区分。

著名的麦克尔逊-莫雷实验彻底否定了光的以太学说，得出了光与参考系无关的结论。也就是说，无论你站在地上，还是站在飞奔的火车上，测得的光速都是一样的。这就是狭义相对论的第二个基本原理，光速不变原理。

由这两条基本原理可以直接推导出相对论的坐标变换式，速度变换式等所有的狭义相对论内容。比如速度变幻，与传统的法则相矛盾，但实践证明是正确的，比如一辆火车速度是10m/s，一个人在车上相对车的速度也是10m/s，地面上的人看到车上的人的速度不是20m/s，而是(20-10^(-15))m/s左右。在通常情况下，这种相对论效应完全可以忽略，但在接近光速时，这种效应明显增大，比如，火车速度是0。99倍光速，人的速度也是0。99倍光速，那么地面观测者的结论不是1。98倍光速，而是0。999949倍光速。

车上的人看到后面的射来的光也没有变慢，对他来说也是光速。因此，从这个意义上说，光速是不可超越的，因为无论在那个参考系，光速都是不变的。速度变换已经被粒子物理学的无数实验证明，是无可挑剔的。正因为光的这一独特性质，因此被选为四维时空的唯一标尺。

狭义相对论效应

根据狭义相对性原理，惯性系是完全等价的，因此，在同一个惯性系中，存在统一的时间，称为同时性，而相对论证明，在不同的惯性系中，却没有统一的同时性，也就是两个事件(时空点)在一个关性系内同时，在另一个惯性系内就可能不同时，这就是同时的相对性，在惯性系中，同一物理过程的时间进程是完全相同的，如果用同一物理过程来度量时间，就可在整个惯性系中得到统一的时间。在今后的广义相对论中可以知道，非惯性系中，时空是不均匀的，也就是说，在同一非惯性系中，没有统一的时间，因此不能建立统一的同时性。

相对论导出了不同惯性系之间时间进度的关系，发现运动的惯性系时间进度慢，这就是所谓的钟慢效应。可以通俗的理解为，运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了。

尺子的长度就是在一惯性系中"同时"得到的两个端点的坐标值的差。由于"同时"的相对性，不同惯性系中测量的长度也不同。相对论证明，在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，这就是所谓的尺缩效应，当速度接近光速时，尺子缩成一个点。

由以上陈述可知，钟慢和尺缩的原理就是时间进度有相对性。也就是说，时间进度与参考系有关。这就从根本上否定了牛顿的绝对时空观，相对论认为，绝对时间是不存在的，然而时间仍是个客观量。比如在下期将讨论的双生子理想实验中，哥哥乘飞船回来后是15岁，弟弟可能已经是45岁了，说明时间是相对的，但哥哥的确是活了15年，弟弟也的确认为自己活了45年，这是与参考系无关的，时间又是"绝对的"。

这说明，不论物体运动状态如何，它本身所经历的时间是一个客观量，是绝对的，这称为固有时。也就是说，无论你以什么形式运动，你都认为你喝咖啡的速度很正常，你的生活规律都没有被打乱，但别人可能看到你喝咖啡用了100年，而从放下杯子到寿终正寝只用了一秒钟。

时钟佯谬或双生子佯谬

相对论诞生后，曾经有一个令人极感兴趣的疑难问题---双生子佯谬。一对双生子A和B，A在地球上，B乘火箭去做星际旅行，经过漫长岁月返回地球。爱因斯坦由相对论断言，二人经历的时间不同，重逢时B将比A年轻。许多人有疑问，认为A看B在运动，B看A也在运动，为什么不能是A比B年轻呢?由于地球可近似为惯性系，B要经历加速与减速过程，是变加速运动参考系，真正讨论起来非常复杂，因此这个爱因斯坦早已讨论清楚的问题被许多人误认为相对论是自相矛盾的理论。如果用时空图和世界线的概念讨论此问题就简便多了，只是要用到许多数学知识和公式。

在此只是用语言来描述一种最简单的情形。不过只用语言无法更详细说明细节，有兴趣的请参考一些相对论书籍。我们的结论是，无论在哪个参考系中，B都比A年轻。

为使问题简化，只讨论这种情形，火箭经过极短时间加速到亚光速，飞行一段时间后，用极短时间掉头，又飞行一段时间，用极短时间减速与地球相遇。这样处理的目的是略去加速和减速造成的影响。在地球参考系中很好讨论，火箭始终是动钟，重逢时B比A年轻。在火箭参考系内，地球在匀速过程中是动钟，时间进程比火箭内慢，但最关键的地方是火箭掉头的过程。在掉头过程中，地球由火箭后方很远的地方经过极短的时间划过半个圆周，到达火箭的前方很远的地方。这是一个"超光速"过程。只是这种超光速与相对论并不矛盾，这种"超光速"并不能传递任何信息，不是真正意义上的超光速。

如果没有这个掉头过程，火箭与地球就不能相遇，由于不同的参考系没有统一的时间，因此无法比较他们的年龄，只有在他们相遇时才可以比较。火箭掉头后，B不能直接接受A的信息，因为信息传递需要时间。B看到的实际过程是在掉头过程中，地球的时间进度猛地加快了。在B看来，A现实比B年轻，接着在掉头时迅速衰老，返航时，A又比自己衰老的慢了。重逢时，自己仍比A年轻。也就是说，相对论不存在逻辑上的矛盾。

广义相对论

相对论问世，人们看到的结论就是：四维弯曲时空，有限无边宇宙，引力波，引力透镜，大爆炸宇宙学说，以及二十一世纪的主旋律--黑洞等等。这一切来的都太突然，让人们觉得相对论神秘莫测，因此在相对论问世头几年，一些人扬言"全世界只有十二个人懂相对论"。甚至有人说"全世界只有两个半人懂相对论"。更有甚者将相对论与"通灵术"，"招魂术"之类相提并论。其实相对论并不神秘，它是最脚踏实地的理论，是经历了千百次实践检验的真理，更不是高不可攀的。

相对论应用的几何学并不是普通的欧几里得几何，而是黎曼几何。相信很多人都知道非欧几何，它分为罗氏几何与黎氏几何两种。黎曼从更高的角度统一了三种几何，称为黎曼几何。在非欧几何里，有很多奇怪的结论。三角形内角和不是180度，圆周率也不是3。14等等。因此在刚出台时，倍受嘲讽，被认为是最无用的理论。直到在球面几何中发现了它的应用才受到重视。

空间如果不存在物质，时空是平直的，用欧氏几何就足够了。比如在狭义相对论中应用的，就是四维伪欧几里得空间。加一个伪字是因为时间坐标前面还有个虚数单位i。当空间存在物质时，物质与时空相互作用，使时空发生了弯曲，这是就要用非欧几何。

相对论预言了引力波的存在，发现了引力场与引力波都是以光速传播的，否定了万有引力定律的超距作用。当光线由恒星发出，遇到大质量天体，光线会重新汇聚，也就是说，我们可以观测到被天体挡住的恒星。一般情况下，看到的是个环，被称为爱因斯坦环。爱因斯坦将场方程应用到宇宙时，发现宇宙不是稳定的，它要么膨胀要么收缩。当时宇宙学认为，宇宙是无限的，静止的，恒星也是无限的。于是他不惜修改场方程，加入了一个宇宙项，得到一个稳定解，提出有限无边宇宙模型。不久哈勃发现著名的哈勃定律，提出了宇宙膨胀学说。爱因斯坦为此后悔不已，放弃了宇宙项，称这是他一生最大的错误。

在以后的研究中，物理学家们惊奇的发现，宇宙何止是在膨胀，简直是在爆炸。极早期的宇宙分布在极小的尺度内，宇宙学家们需要研究粒子物理的内容来提出更全面的宇宙演化模型，而粒子物理学家需要宇宙学家们的观测结果和理论来丰富和发展粒子物理。这样，物理学中研究最大和最小的两个目前最活跃的分支：粒子物理学和宇宙学竟这样相互结合起来。就像高中物理序言中说的那样，如同一头怪蟒咬住了自己的尾巴。值得一提的是，虽然爱因斯坦的静态宇宙被抛弃了，但它的有限无边宇宙模型却是宇宙未来三种可能的命运之一，而且是最有希望的。

近年来宇宙项又被重新重视起来了。黑洞问题将在今后的文章中讨论。黑洞与大爆炸虽然是相对论的预言，它们的内容却已经超出了相对论的限制，与量子力学，热力学结合的相当紧密。今后的理论有希望在这里找到突破口。

广义相对论基本原理

由于惯性系无法定义，爱因斯坦将相对性原理推广到非惯性系，提出了广义相对论的第一个原理：广义相对性原理。其内容是，所有参考系在描述自然定律时都是等效的。这与狭义相对性原理有很大区别。在不同参考系中，一切物理定律完全等价，没有任何描述上的区别。但在一切参考系中，这是不可能的，只能说不同参考系可以同样有效的描述自然律。这就需要我们寻找一种更好的描述方法来适应这种要求。通过狭义相对论，很容易证明旋转圆盘的圆周率大于

。因此，普通参考系应该用黎曼几何来描述。第二个原理是光速不变原理：光速在任意参考系内都是不变的。它等效于在四维时空中光的时空点是不动的。当时空是平直的，在三维空间中光以光速直线运动，当时空弯曲时，在三维空间中光沿着弯曲的空间运动。可以说引力可使光线偏折，但不可加速光子。第三个原理是最著名的等效原理。质量有两种，惯性质量是用来度量物体惯性大小的，起初由牛顿第二定律定义。引力质量度量物体引力荷的大小，起初由牛顿的万有引力定律定义。它们是互不相干的两个定律。

惯性质量不等于电荷，甚至目前为止没有任何关系。那么惯性质量与引力质量(引力荷)在牛顿力学中不应该有任何关系。然而通过当代最精密的试验也无法发现它们之间的区别，惯性质量与引力质量严格成比例(选择适当系数可使它们严格相等)。广义相对论将惯性质量与引力质量完全相等作为等效原理的内容。惯性质量联系着惯性力，引力质量与引力相联系。这样，非惯性系与引力之间也建立了联系。那么在引力场中的任意一点都可以引入一个很小的自由降落参考系。由于惯性质量与引力质量相等，在此参考系内既不受惯性力也不受引力，可以使用狭义相对论的一切理论。

初始条件相同时，等质量不等电荷的质点在同一电场中有不同的轨道，但是所有质点在同一引力场中只有唯一的轨道。等效原理使爱因斯坦认识到，引力场很可能不是时空中的外来场，而是一种几何场，是时空本身的一种性质。由于物质的存在，原本平直的时空变成了弯曲的黎曼时空。在广义相对论建立之初，曾有第四条原理，惯性定律：不受力(除去引力，因为引力不是真正的力)的物体做惯性运动。在黎曼时空中，就是沿着测地线运动。测地线是直线的推广，是两点间最短(或最长)的线，是唯一的。比如，球面的测地线是过球心的平面与球面截得的大圆的弧。

但广义相对论的场方程建立后，这一定律可由场方程导出，于是惯性定律变成了惯性定理。值得一提的是，伽利略曾认为匀速圆周运动才是惯性运动，匀速直线运动总会闭合为一个圆。这样提出是为了解释行星运动。他自然被牛顿力学批的体无完肤，然而相对论又将它复活了，行星做的的确是惯性运动，只是不是标准的匀速圆周而已。

由此可见，并不是只有高维空间的生物才能发现低维空间的情况，聪明的蚂蚁一样可以发现球面的弯曲，并最终建立起完善的球面几何学，其认识深度并不比蜜蜂差多少。

黎曼几何是一个庞大的几何公理体系，专门用于研究弯曲空间的各种性质。球面几何只是它极小的一个分支。它不仅可用于研究球面，椭圆面，双曲面等二维曲面，还可用于高维弯曲空间的研究。它是广义相对论最重要的数学工具。黎曼在建立黎曼几何时曾预言，真实的宇宙可能是弯曲的，物质的存在就是空间弯曲的原因。这实际上就是广义相对论的核心内容。只是当时黎曼没有像爱因斯坦那样丰富的物理学知识，因此无法建立广义相对论。

就是说如果一种物质以超光速（300000000m/s一般光速为每秒钟30万千米）行驶的话，就可以实现穿越时空。等于光速时只能是在所在的时空静止了（相当于时空停止，时间不在流逝！），超过光速时可穿越时空！

或可发生

如果有一名时间旅行者乘坐时光机回到过去并在那里阻止他/她的祖父母见面，那么在未来他自己还能出生吗？

这就是臭名昭着的“外祖父悖论”，人们常常以此来证明时间旅行的不可能性，然而，有一些科学家却有不同看法。

近日，一个科学家小组利用计算机模拟论证了进行时间旅行的光子行为，结果证明，在量子层面上说，外祖父悖论是可以被解决的。这项研究由澳大利亚昆士兰大学的研究团队进行，有关研究结果发表在《自然·通讯》杂志上。

在这项研究中使用了光子——即光的单个粒子来模拟进行时间旅行的粒子行为。通过对光子行为的研究，科学家们揭开了现代物理中一些怪诞的方面。在模拟中，研究人员考察了进行时间旅行的光子的两种可能结局。科学家们想知道这颗光子与更早之前的“自己”之间会发生什么？

在实验中，科学家们利用一种相互紧密关联的、虚构的情景：即假设一颗光子穿越了正常的时空，并与被困在所谓闭合类时曲线(CTC)的虫洞中的另一颗光子发生相互作用。通过对第二颗光子行为的模拟让他们得以获知第一颗光子的行为——结果显示，只要对第二颗光子进行适当的准备，那么就有可能引导第一颗光子发生相应变化。要想在量子层面上进行操作，你必须尽量选用尽可能微小但却能独自存在的粒子，比如说光子。

然而，宏观意义上的时空旅行却会出现严重的悖论问题。在1991年，科学家首次提出这样的想法，即认为时间旅行可以在量子层面上实现，因为量子粒子的行为时无法用经典物理来进行描述的。参与这项最新研究的主要科学家之一蒂莫西·拉尔夫(TimothyRalph)教授表示：“这种粒子的量子效应难以进行研究，因此这就给了它们足够的空间来回避可能出现的时间旅行悖论。”

这项实验的结果同时也帮助科学家们获得一个更加清晰的认识，即在物理学最大尺度以及最小尺度上分别适用的两大理论体系是如何相互关联的。昆士兰大学的博士研究生马丁·瑞鲍尔(MartinRingbauer)表示：“有关时间旅行的话题正好切中我们当下两种最为成功却相互不能兼容的物理学体系的交界面，那也就是爱因斯坦的相对论以及量子力学。”他说：“爱因斯坦的理论从很大的尺度上描述这个世界——恒星，还有星系。而量子力学则是对最微观世界的绝好描述。爱因斯坦的理论暗示了回溯时间的可能性，理论上一名时间旅行者可以顺着一个时空路径回到同一空间中较早的一个时间点——即所谓闭合类时曲线(CTC)。

自从1949年美籍奥地利科特·哥德尔(KurtGödel)首次提出这一想法以来便一直困扰着物理学家与哲学家们，因为从经典物理的角度来看毫无疑问这将构成一种悖论。其中就包括所谓的“外祖父悖论”，即认为一名时间旅行者可以回到过去并阻止他的祖父母结婚，从而让时间旅行者自己的出生本身成为不可能。这样一来，这名时间旅行者一开始进行时间旅行这件事也就不可能发生了。

然而此次这项最新研究却认为，这样的互动或许是真的可能发生的，尽管只能是在量子层面上。

同名电影

《遇见罗宾森一家》

影片简介

外文片名：MeettheRobinsons

更多外文片名：ADaywithWilburRobinson片长：102分钟

国家/地区：美国

导演：StephenJ.Anderson

编剧：MichelleBochner

WilliamJoyce

DanGerson

ShirleyPierce

JonBernstein

RobertL.Baird

演员：StephenJ.Anderson

AngelaBassett

PaulButcher

JordanFry

DanielHansen

MatthewJosten

剧情简介

故事要从一个名叫Lewis的男孩说起，他是一个非常有天分的小发明家，专门喜欢制造各种各样稀奇古怪的玩艺。他心中有着一个永恒的愿望：希望能够通过自己的发明找到他未曾谋面的家人，所以他制造了一台“记忆扫描仪”……然而令他想象不到的是，他的这项发明并没有帮助自己找到妈妈，反而将他带到了一个无法想象、甚至不可能存在的地方--未来。从踏入未来的那一刻起，Lewis的生活乃至世界观都发生了翻天复地的变化，他在那里遇见一位名叫WilburRobinsons的神秘陌生人，从他的口中，Lewis知道自己制造的机器无意中穿越了时空。

同时，他还走进Robinsons一家的生活，在他们的帮助下，Lewis将会发现一系列惊奇但真实的秘密，有的是关于未来的，有的则关系到他身世背后的线索。

《神话》

影片简介

语言：普通话韩语

英文名：TheMyth

地区：中国香港片长：120分钟

导演：唐季礼

主演：成龙

金喜善（?）

梁家辉

邵兵

孙周

于荣光

谭耀文

剧情简介

秦朝将军蒙毅护送朝鲜公主玉漱入秦为妃，期间遭叛军伏击，二人紧握着手跌入瀑布……

考古学家Jack多年来缠绕着同一个梦，对梦中容颜脱俗的白衣女子神魂颠倒，感觉似近还远，想要找他却又无从入手。一天，好友William前来邀请参与研究神秘漂浮力量的计划，Jack应允一同前往帝沙探秘。在圣殿中，灵棺悬于半空，William摘下祭檀上的宝石，灵棺突然失去浮力直堕地面。Jack与William刚好避开，却又被守墓者穷追，Jack意外坠落激流，幸被印度少女Samantha救起，还带他往见高僧，得悉与殿中拾得的宝剑有着前世缘分。

热情的Samantha领着Jack翩翩起舞，时军警来捉拿Jack，众人追赶到老鼠胶贴制造厂，衣服被胶贴粘住，边打边脱衣，最后要半裸着逃出厂房。Samantha依依不舍送Jack乘船返回中国，情深问他：“我还会再见到你吗？你会记得我吗？”Jack感到似曾相识，心神再次牵引到梦中的神秘女子。

William喜见Jack大难不死，透露从宝石研究结果发现可抵御地心引力，决定再到西安秦俑博物馆寻找真相，Jack希望寻回梦境；William欲找宝石之谜。曾出身入死，但信念迥异，两兄弟因如何处理找到的文物而激烈争吵，William坚持要将宝物据为己有名曰进行研究。此时William得知十年来一直资助他的竟是被Jack揭发盗墓而被剥夺教授称号的古先生，二人因私心而暗自合作。

Jack与William乘直升机到郦山上空进入瀑布群的峡谷，里面竟有一条时光隧道，可通往悬浮的天宫！玉漱活生生的出现在Jack眼前，等待了数千年的玉漱以为是蒙毅信守承诺回来找她，非常感动；Jack也终于碰上梦寐以求的女子，两人誓要长相厮守。

古先生带人也尾随到了天宫，吃下长生药而奉命守护天宫的南宫燕用剑与来者打斗。Jack出现，与古先生带来的人打起来，William为研究宝石，将安放在机关上的宝石撬出，天宫失去浮力，成千上万的兵马俑与悬空的建筑群从空中直坠而下，水银涌出。最后，William被兵马俑压死，古先生长埋地底。玉漱知道Jack根本不是真正的蒙毅，要留下来继续等待承诺的兑现，Jack则逃出生天......

同名电视剧

《神话》

宣传海报国家/地区：中国

类型：爱情/玄幻

对白语言：汉语普通话

启动时间：2009年1月5日

发布时间：2009年3月24日

开机时间：2009年4月9日

开机发布：2009年4月15日

首播时间：2010年1月2日

总监制：成龙

导演：蒋家骏

编剧：李海蜀

艺术总监：唐季礼

集数：50集

时间：当代

制作周期：12个月

拍摄投资：4000万

投资方：上海上影英皇文化发展有限公司

预计摄制历时：5个月

上映时间：2010年1月2日-2010年1月18日晚19：30在央视八套黄金档播出

主要取景地点：永康石鼓寮风景区、甘肃黄河石林风景旅游区、北京、甘肃、敦煌、涿州、无锡、易县、横店影视城（秦王宫、清明上河图）、鸟巢

主题曲：《穿越》演唱者：张萌，王海祥

片尾曲：《美丽的神话》演唱者：胡歌，白冰

插曲：《星月神话》演唱者：金莎

插曲：《记得彩虹》演唱者：张萌

插曲：《六字歌》演唱者:黄嫣、陈佳锋

关于配音

后期配音制作单位：上海电影译制厂

配音导演：狄菲菲曾丹王肖兵

其他配音演员：

樊俊航曾丹陆瑶蓉严丽祯

创作背景

2005年，国际巨星成龙与著名导演唐季礼携手推出了一部穿越古今的电影巨制——《神话》。成龙与韩国第一美女金喜善的倾情出演，不仅谱写了一个穿越古今的爱情神话，更缔造了一个震动全国的票房神话。

2010年，《神话》在电视荧屏上重现江湖。

电视剧《神话》是第一部古代时空和现代时空交织并行，互相演进的穿越题材电视剧。穿越题材的电视剧在我国非常少见。多年前TVB制作的《寻秦记》以及大陆出品的《穿越时空的爱恋》《魔幻手机》便取得了极高的收视率。多年后的今天更优秀的制作团队、更独特的编剧视角、更新颖的技术来制作穿越电视剧，已奠定了再现收视神话的基础。

同一部电视剧中，观众既可以欣赏到荡气回肠、金戈铁马的壮丽古代史诗；又可以体现现代《国家宝藏》般的谜团重重，步步紧逼的追踪解谜。

创作历程

这次改编翻拍的电视剧《神话》，是国内第二部以“穿越”为题材的电视剧（第一部为穿越时空的爱恋，开拍于2009年，2010年首播），启动仪式现场，成龙宣布曾出演《仙剑奇侠传》、《射雕英雄传》等武侠剧的胡歌将担任电视剧《神话》的男主角，并亲手将自己在拍摄电影《神话》时所穿过盔甲赠予胡歌，并希望胡歌不要有过多压力，重新演绎一个新的“神话”形象。而此次选用胡歌作为男主角，是剧组和成龙本人的想法，在启动仪式现场还播放了胡歌车祸前后的视频画面，剧组方面表示，胡歌在遭遇车祸后死里逃生，康复后依然敢于挑战各种危险镜头的拍摄，这本身就是另外一个“神话”，所以选他做男主角再合适不过。

2009年3月24日，在中国香港会展中心举行的香港国际影视展上，由成龙监制、唐季礼担任艺术总监，英皇与上影集团投资拍摄的电视剧《神话》正式启封开镜。在新闻发布会上香港英皇集团主席杨受成、唐季礼携主演胡歌、白冰、张世、张萌、陈紫函、丁子峻悉数亮相，终为该剧璀璨的演员阵容揭开了神秘面纱。

电视剧《神话》女主角玉漱公主最终花落白冰，被认为是五官颇接近金喜善。说到选角的标准，唐季礼搬出了中国古典传统中的“九美之相”的说法：“我和成龙大哥一直都在寻找一个能体现中国传统美女形象的女主角，在之前我也公布了选择女主角要符合相书上‘九美之相’的美女标准，包括头圆额平，唇红齿白，眉长眼美，语不见媚，笑不露齿等九条标准，这次选中白冰来出演电视剧版《神话》的女主角，也是因为她符合了其中的好几条。成龙大哥从第一眼见到白冰时候就一直说白冰跟金喜善很像，她的眼神很有魅力，有古典美的感觉，还有点害羞。定妆造型出来后，我和大哥都非常满意，”

电视剧《宫锁心玉》

《宫锁心玉》原名《宫》，由金牌编剧于正创作，和湖南台联办的首部港台内地联手的清朝穿越剧。于2010年7月10日在横店开机拍摄，这是距于正的《大清后宫》之后的又一部讲述清朝历史故事的大戏。此剧以清朝最具话题的“九子夺嫡”为题材，剧中杨幂扮演一个现代少女洛晴川，穿越到清朝，经历古代的宫廷生活，经历一番“宫心计”和男女情爱之后，回到现实中，更加懂得珍惜当下。《宫锁心玉》剧组将在2011年2月26日在湖南卫视《快乐大本营》亮相。

基本信息

看点

中国首部清朝穿越题材剧

据介绍，《宫》是中国第一部清朝穿越题材电视剧，它讲述了现代女孩洛晴川（杨幂饰），因意外穿越到清朝康熙年间，入宫成为宫女，并与四阿哥（何晟铭饰）以及八阿哥（冯绍峰饰）相识，卷入清代著名的九子夺嫡之争的故事。剧情涉及了爱情、友谊、阴谋等多重元素，相当曲折。

相关

这部戏想告诉大家的是——珍惜。人总在不断地拥有，又不断地失去，既然不能永恒，就要牢牢握住，哪怕多一刻也好，这个剧着重写亲情的回归，阿哥们斗，妃嫔们斗，到最后失去的得到了，得到了也失去了，一个现代的女孩子让他们明白了珍惜，可惜再珍惜已经来不及了，这个剧不能光定位男人戏或女人戏，女主穿越在康熙年间，见证了阿哥们从浓烈的亲情，到为皇权走向决裂，女主角杨幂(19张)

同时，也讲述了少年成长的残酷和绝望的爱情。

有青春、成长、少许爱情、友情、亲情、心计、权谋、悬疑、杀机、痛苦、泪水、温馨、快乐、沉淀、到最后的沉思与宁静。故事情节紧凑，有条理，用风趣幽默的情节引领观众走进这部戏，是开年必不可错过的一部大戏。

本剧主要通过一个现代少女洛晴川穿越到清朝，经历古代的生活，告诉人们一个道理，就是珍惜所拥有的，不要等到失去了再后悔，在我们身旁的每一个人都是值得珍惜的。他们都是关心我们的人，所以我们一定要用真心去回报。故事简单而清新，虽然是时下潮流的穿越题材，却有着寓言般的教育意义，其中包括，珍惜，胜不骄败不馁，孝顺，智慧以及生活小窍门等等有着积极意义的桥段，希望观众在观看的同时也能领悟很多道理。

相关动漫

《哆啦A梦（Doraemon，ドラえもん）》

影片简介

是日本著名漫画故事中的主角，一只来自未来世界的猫型机器人，用自己神奇的百宝袋和各种奇妙的道具帮助主人解决各种困难。在1969年首次由藤子.F.不二雄发表。

哆啦A梦的时光机（时空机）

位于主人野比大雄家中房间书桌的一个抽屉里。据说人们如果坐上去，就可以通过它回到过去和去到未来。时空机没有栏杆，而且在运行过程中经常摇晃。如果掉下去，将无法估计会到了哪个时代。

同名读物

《穿越时空——东乡60年发展的多重审视》书名:穿越时空——东乡60年发展的多重审视作者：张嘉选

出版社：人民出版社

出版时间：2010-7-1

ISBN:9787010090085

开本：16开

定价:30.00元

内容简介

东乡的经济、政治、文化、社会等都在变。虽然东乡的经济仍欠发达，但各项经济指数都在节节攀升；虽然东乡的文化仍欠繁荣，但时下是东乡历史上文化发展得最好的时期；虽然东乡的社会发育不是那么健全，但属于社会发展的各项内容都在不断丰富的过程之中。

也许正是发生了诸多的变化，感染了包括本书作者在内的许多人。本书作者是甘肃省委党校的教授、省优秀专家。张嘉选教授在两年内数度来东乡，或调研，或讲学，对东乡县的情况有较多掌握。怀着对东乡族、东乡县深厚的感情，张教授挥笔写下了《穿越时空——东乡60年发展的多重审视》一书。为什么要“多重审视”?因为在人们的目光中，在人们的脑海里、心目中，东乡代表贫穷，东乡代表落后。作者的用意可能是呼吁社会、呼吁人们要全面审视东乡，全面了解东乡。既要看到发展东乡的困难所在，又要看到东乡发展的希望所在。

套用毛泽东主席早年说过的一句话：要看到成绩，看到光明，要提高我们的勇气。东乡要发展，要进步，需要社会各界的大力帮助，更需要全社会的鼓励及激励。

本书共设三篇，分十三章。作者从多个角度，对东乡大地，对东乡几千年的历史，对东乡这个民族，对东乡60年的发展作了立体的、全方位的扫描；对东乡的经济、政治、文化、社会的发展做了纵横比较；对东乡60年发展过程的得与失作了实事求是的总结；对东乡未来的发展作了颇有见地的研究。这本书，可以让读者了解一个真实的东乡。

图书目录

序

第一篇话说东乡

第二篇放眼东乡

第三篇追问东乡

后记

科普读物

内容简介

想像一下，你来到几千年前的埃及，站在沙漠高原上俯瞰着伟大的尼罗河。你的周围有成千上万的人正在太阳的炙烤下辛苦地劳动，许多人沿着一条高高的斜坡把巨石向上拉，还有一些人正忙着用锤头和凿子砍削岩石。年复一年，一座巨大的金字塔终于建成了，这座雄伟的建筑将要历经漫长而充满变故的未来。

本书讲述的故事好像一次旅行，但这不是一次普通的旅行，你不用乘坐飞机、汽车或者轮船。事实上，你足不出户，就可以穿越时空！打开书本，时光在指尖飞跃：几小时、几年甚至几百年。每个时刻——也就是你旅行中的每一站——都是故事新的一章：最初的设计和建造过程，法老的木乃伊放进墓室的那一天，后来盗墓贼猖獗的日子，以及被遗忘的岁月——一切都在告诉你一座金字塔的故事。

《穿越时空》系列为引进英国的畅销儿童图书！每一本书都讲述一个主题，如城堡、火山、恐龙、交通、金字塔等等。翻开每本书都像经历一次旅行，但这绝非普通的旅行，而是一次穿越时间长河的旅行。翻动书页，时间飞跃，每翻过一页，时间就跳跃几天、几年、几个世纪，甚至数百万年。每个时刻——也就是旅行中的每一站，都是相关主题的一个篇章，带领你走进奇妙的世界。