互动科普

从科学角度研究时空隧道有什么意义？

基普·索恩

Newton：听说博士是在卡尔·萨根博士和您谈起他在构思一本科幻小说《超时空接触》时获得灵感，此后才着手研究是否有可能利用虫洞实现时间旅行的理论。请博士介绍得更详细些，那次交谈为什么会促使您从物理学的角度对这个课题进行深入的考察？

索恩：我非常想了解自然，了解宇宙，了解支配自然界的那些规律。同萨根博士的交谈是一个契机，我说到虫洞，突然想到解决时间旅行的问题虫洞和黑洞都是可以应用的“工具”。

我十分清楚，已经知道存在着这样的“工具”，或者说已经大致知道有关的物理规律是不够的，还必须深入研究，进行非常具体的理论分析。我意识到这是一个值得深入研究的课题。想到这一点，我当时十分兴奋。

Newton：从理论上研究实现时间旅行的可能性，意义在哪里呢？

索恩：我们研究的物理学规律有一些只能在超高能领域才会显现出来，进行实验研究，这已经远远超过了现在科学技术的能力。虫洞研究就是这方面的一个例子。用实验来研究虫洞的性质必须要用到远超过现在科学技术水平所能提供的技术。

在这种情况下，有些研究便只能进行假想实验（即“思考实验”）。我自己就构思了如下这些取得了不错效果的假想实验，例如：

“有些实验按照现在的科学技术水平还无法进行，但是，若有远超过我们的另一种高度文明已经可以进行那些实验，那么，在那种情况下，根据我们知道的物理学规律，实验应该有怎样的结果？”“设想自己就是生活在那种高度文明中的一名工程师，若要利用所掌握的技术来开发时间机器或虫洞，我该怎样运用有关的物理学规律？”“根据物理学规律，哪些事情是可能的，哪些事情是不可能的？”

通过努力思考来回答这些问题能够对物理学规律取得以前所不知道的更深入的认识。

如何处理时间佯谬？

Newton：如果能够进行回到过去的时间旅行的话，那么，您怎样处理“有可能改变历史”（例如“弑祖佯谬”）的问题？

索恩：伊格·诺维柯夫博士提出过一个“自洽原则”（“没有自相矛盾”）。自洽原则要求，“回到过去的时间旅行，无论利用什么物理规律，结果都必须没有矛盾。因此，不可能通过时间追溯来改变历史。”

按照诺维柯夫博士提的“自洽原则”，回到过去杀死自己的祖父当然是不可能的。如果在现实中真的能够实现回到过去的时间旅行的话，那就等于以非常高的概率证明了诺维柯夫博士提的“自洽原则”是一个正确的原则。

Newton：“不能改变历史”，科幻故事就难编造了。（笑）

索恩：戴维·德意奇博士也是研究量子计算机的专家，是一位非常优秀的物理学家，他提出有可能存在着“其他世界”。

Newton：那是对处理微观世界的物理学理论量子力学所作的一种“多世界诠释”。

索恩：按照德意奇博士的观点，回到过去遇见自己，那个自己非常有可能是“其他世界的另一种历史”。

根据“多世界诠释”，宇宙随着时间流逝会发生分化，分支出多个“拷贝”（复制品），在这每一个拷贝宇宙中又演绎着彼此不同的若干种历史。按照德意奇博士的观点，即使回到过去，也不是回到了此前自己亲身经历过的那种历史，而是进入到了多个“其他世界的历史”之中的一种历史。

Newton：如果这种观点正确的话，那么改变历史就是可能的。

索恩：我个人的看法是，现实情况是还没有造出时间机器，所以，对量子力学的“多世界诠释”和其他不同的诠释只能说都有可能反映了真实。诠释虽然不同，已经做过的预测却都得到了同样的结果，而且又无法进行检验，因此我们无法知道究竟哪一种诠释是正确的。

可是，如果造出了时间机器的话，情况就会不同。量子力学的“多世界诠释”会做出与其他诠释不同的预测（例如关于“是否可以改变过去”的预测）。德意奇博士非常关注这个问题。

（本文发表于《科学世界》2012年第5期）