時間旅行一直是科幻的永恆主題，在我記憶裡，最早關於時間旅行的科幻作品應該就是藤子不二雄的《哆啦A夢》了……沒錯，就是那隻粉藍色來自未來的機器貓……
不過其實在看《哆啦A夢》之前，我就經常幻想過時間旅行的問題，假如能回到過去，又或者穿越未來，那是多麼有趣的一件事情。特別是做錯事的時候，這種感覺特別的強烈……但隨著慢慢長大，發現這好像不是一件可能的事情，我們宇宙的因果律似乎是牢不可破的，不會允許這樣的事情發生。
不過後來從書裡看到了關於相對論的介紹，穿越過去未來居然是可能的！你沒看錯，是可能的！
在愛因斯坦的相對論裡面，其實並沒有限制時間的方向，相對論的時間在物理上並不是單向的，它允許有兩個方向。其實不單是相對論，絕大部分的物理定律都沒有限制時間的方向。但是由於科學家普遍相信宇宙存在因果律，特別是相對論的提出者愛因斯坦本人是堅決因果律擁護者，因此即使相對論本身能推出一些關於時間可逆的結果，在起初時都沒有受到特別的重視。
雖然過去的眾多物理理論都沒有限制時間的方向，都不反對時間旅行，但有一條定律卻牢牢守住了因果律的底線，那就是熱力學第二定律——熵增定律。它指出一個孤立的系統內，熱量總是從高溫物體流向低溫物體，系統的熵總是在增加。用人話說就是：一個孤立的系統內總是從有序變成混亂，這個過程不會反過來發生。科學家普遍認為這就是時間的箭頭，稱之為熱力學時間箭頭，它決定了時間的不可逆性。
然而相對論卻給出了一個能繞過熱力學時間箭頭的方案！這方案最早竟是相對論的提出者，因果律的堅定擁護者，曾說出“上帝不擲骰子”的愛因斯坦。他在1935年研究引力場方程的史瓦西解時發現一個彎曲時空的特殊結構，兩個相距遙遠的黑洞的中心可以連通，這樣就產生了通過黑洞瞬間穿越到遙遠的時空的可能，這就是後來我們所說的蟲洞。不過基於個人的信念，愛因斯坦認為這種特殊的通道是不能穿越的。
愛因斯坦的堅持是有道理的，因為任何人落入黑洞中心的奇點後就不可能再出來了，即使他穿越到遙遠時空另一頭的黑洞奇點裡，他依舊是出不來的，這樣，通過穿越蟲洞進行時空穿越的可能性就被否定了。
不過後來有人提出，黑洞的另一頭也許不是另一個黑洞，而是是一個白洞，白洞也是根據史瓦西解提出來的一種與黑洞性質相反的天體，黑洞是隻吸不吐，而白洞是隻吐不吸，按照理論物質能量會不停從中心奇點出向外輻射。但是這種天體只是存在可能性，它的形成過程沒有任何可信的理論模型。另外更重要一點是白洞奇點出來的輻射需要逆時運動，這是史瓦西解裡的結果，在黑洞裡，物質是順著時間方向落向奇點的，因此，在白洞裡，物質就需要逆著時間方向出來……這樣依然繞不過時間箭頭問題……
後來更多的研究者對廣義相對論進行研究，發現了蟲洞並不是黑洞所特有的，它不止有一種，還有更多的可能下，蟲洞並不依賴於黑洞而存在。對於蟲洞研究最為深入的可能是諾貝爾物理學獎獲得者基普·索恩，他曾經把他的蟲洞理論先後應用到兩部科幻片中，一部是上世紀90年代的《超時空接觸》，另一部是前幾年的《星際穿越》。兩部電影都通過一個可穿越蟲洞連通了兩個遙遠的時空，並以此構築了整個故事。
在廣義相對論裡，蟲洞是彎曲時空的一種特殊結構，在四維時空裡它即可連接兩個不同的空間區域，也可連接兩個不同的時間區域，當蟲洞連接了兩個不同的時間區域，時間旅行便有了可實現的途徑了。那它是怎麼實現的呢？這個實現的方法有很多種，我們就講索恩提出的一隻相對簡單的方法。（注：這個相對簡單也是相對的……實際上還是比較燒腦，請做好準備……）
首先製造一個瞬時蟲洞，蟲洞的兩個互通的出口，分別是A和B，我們把A留在地球上，然後用一艘亞光速飛船把洞口B帶著接近光速飛一圈回來，根據狹義相對論，A、B兩個洞口的時間會發生差異，亞光速飛船帶著飛的洞口B會到了洞口A的未來。這就是狹義相對論裡的雙生子佯謬。
如果看到有點暈，請重複看上面黑體字部分，直到看明白為止，然後見證奇蹟的時候來了！當你從洞口B進去會怎麼樣？你會從洞口A出來，然而此時洞口B處在洞口A的未來，但當你穿越蟲洞的時候，並不會穿越到蟲洞的未來，因此，你會從與洞口B時間同步的洞口A出來，結果是你穿越到了洞口A的過去！
如果沒看明白，請重複再多看幾次，如果你一次就看明白，那恭喜你，你是個聰明寶寶！
你看，這個過程裡，並沒有違反熱力學第二定律——熵增定律，因為人在這個過程中會正常老去，即使是飛船上的人，時間過得相對比較慢，但老去的過程依然是不可逆的，但他確實通過蟲洞穿越到過去。而且這個蟲洞是那時的地球上任何人都可以超越的。
雖然時間穿越在理論上是可行的但它要面臨外祖母悖論等諸多時間悖論，這些問題如果和解決？我們以後有機會再探討吧。
