愛華網(wǎng)關(guān)于穿越時空回到過去的小說及影視作品，實際是根據(jù)愛因斯坦相對論所幻想出來一種娛樂形式，如果用科學的視角探究其真實性，實乃對愛因斯坦相對論的嚴重誤解！
用最精煉的語言通俗地解釋愛因斯坦相對論的相關(guān)內(nèi)容，即是：“物體以光速或接近光速運動時，質(zhì)量會變大，距離會變短，時間會變慢；如果物體超過光速運動，則時間會倒流”。所有穿越時空的假想，正是抓住了“時間會倒流”這個命題，認為既然時間可以倒流，那么穿越者就可以回到過去。
實際上，迄今為止，科學界還沒發(fā)現(xiàn)有任何物質(zhì)的運動速度超過光速，而光速=30萬公里/秒一直當作常數(shù)，就是假定不變。依此而論，愛因斯坦的“時間會倒流”只能是一個不切實際的假說而已。也就是說，理論上成立，現(xiàn)實中不存在。因此，以下僅討論理論意義上的“時間會倒流”這個命題，把這個問題搞清楚了，大家就會弄明白愛因斯坦說的是什么意思了。
那么，愛因斯坦所謂的 “時間會倒流”到底是怎么回事呢？是否真有可能性呢？答曰：如果物體運動速度真能超過光速，那么時間確實會倒流，但這里的時間概念，即不是時鐘度量，也不是科學定義的物質(zhì)運動的順序性、次序性的屬性，而是“時光”。且聽我舉例詳細闡明：
現(xiàn)以大陸女演員楊冪在1993年7歲拍攝電影《英雄劫》時，在草地上打滾的片場為研究空間，以拍攝的鏡頭時間為研究對象。我們知道，攝影機之所以能把當時楊冪在草地上打滾的景象拍攝成連續(xù)的電影膠片圖像，是因為陽光照射在楊冪和草地等物體折射后，反射在攝影機膠片的結(jié)果。假設(shè)沒有攝影機，那么在場的人也都可以看得清清楚楚，原因同樣是太陽光照射小楊冪及場景，經(jīng)反射傳播到觀察者眼睛視網(wǎng)膜上，引起視覺神經(jīng)感應成像?，F(xiàn)在假設(shè)，即沒有攝影機也沒有觀察者，那么在攝影機和觀察者的位置，仍然會有連續(xù)不斷的太陽光照射小楊冪及場景的反射光線持續(xù)傳播。再假設(shè)，這些反射光線直線運動的方向是真空狀態(tài)，而且光線不發(fā)散，不損耗，那么，這些光線將持續(xù)沿著直線運動的方向，一直在宇宙中以光速向前運動。也就是說，直到今天，這些光線依然在宇宙中一往無前地飛奔著……
注意，假設(shè)對科學研究非常必要?，F(xiàn)在再假設(shè)一個條件，就是在當年的拍攝現(xiàn)場攝影機的位置，修筑一個同鏡頭同樣高度的平臺，然后在歷經(jīng)17年之久的今天，讓韓寒童靴乘坐超光速的宇宙飛船，在這個平臺上，沿著當時折射光線傳播的方向，開始追逐當時那些光線，結(jié)果會怎么樣呢？因為韓寒的宇宙飛船速度比光速快，所以總有一天可以追上那些光線，當追上的時候，韓寒回過頭來凝視這些光線，會看到什么呢？哈哈，韓寒會親眼目睹楊冪7歲時在片場草地上翻跟頭的全部情景，跟17年前攝影機拍到的和現(xiàn)場所有人看到的情景一模一樣。這就是愛因斯坦所謂“時間會倒流”科學原理最通俗易懂的解釋。
類比推知，韓寒還可以通過操縱宇宙飛船的橫向移動和前后運動，“親眼所見”地捕捉到成長中的狐小冪童靴的全部成長過程，只要楊冪在室外活動，都可以前行追蹤到7歲之前，逆行追蹤到現(xiàn)在。推而廣之，韓寒還可以繼續(xù)橫移加前進，一直親眼看到各個國家各個朝代的歷史情景，一直追蹤到人類起源之初，乃至一直親眼見證地球的誕生。
看到這里，我想智商較高的網(wǎng)友，終于明白了“時間會倒流”是怎么回事了吧？實際上，穿越者只能穿越到眼睛看見的虛幻視像里，并不能真的回到過去。這是為什么呢？且再聽我慢慢道來：
第一，非常簡單，因為光線都是直線傳播，而不是繞著地球曲線傳播。所以，當韓寒追上了楊冪7歲在片場的折射光線時，空間位置并不在地球上，而是在遠離地球17光年以上的宇宙中。
第二，根據(jù)時間的科學定義，所謂時間，即是物質(zhì)運動的順序性和次序性。大量科學試驗證明，任何物質(zhì)運動的次序和順序都不可逆，即便空間上原路逆行一遍回到起點，但這已經(jīng)屬于運動過了，而不能認為沒運動。所以，時間的本質(zhì)，其實就是物質(zhì)運動的一種屬性，物質(zhì)停止運動了，那么也就沒有時間了。因此，世間萬物都是微觀物質(zhì)內(nèi)部基本粒子的運動所形成的結(jié)構(gòu)變化，這種結(jié)構(gòu)變化是不可能再回到運動前初始狀態(tài)的。
第三，穿越時空一般“取材”于愛因斯坦狹義相對論，當然也有取材于廣義相對論及其相關(guān)“理論”的，如美國系列科幻片《Star Trek》，這類“理論”過于玄妙復雜，下文將有簡單提點，這里只討論狹義相對論。實質(zhì)上，二者的區(qū)別僅僅是，狹義相對論是按照慣性系進行討論，而廣義相對論是按照非慣性系進行討論。
狹義相對論認為，高速運動物體的時間和空間與非高速運動物體的時間和空間存在相對性，也就是在兩種不同的時空坐標系前提下相對而言的。但一個物體不能既在一個高速運動的時空坐標系中存在，同時又在另一個非高速運動的時空坐標系中存在，二者只能選擇一個。因而，穿越者回到自己的童年時代見到自己小時候的情節(jié)，純粹是一種違背科學的戲說。即使穿越者在地球上的非高速運動時空坐標系中的某時某刻，開始進入高速運動時空坐標系中穿越時空，并且假設(shè)穿越者確實回到了童年時代，但童年的他已經(jīng)不復存在。這是因為，穿越者從受精卵狀態(tài)開始生長，只能形成一種結(jié)構(gòu)變化的人體，不可能同時形成兩種結(jié)構(gòu)變化的人體，所以，當穿越者開始進入穿越坐標系時，他的實體已經(jīng)不在地球坐標系上了。
第四，假設(shè)真有一種宇宙飛船的速度能夠超過光速，并且穿越者乘坐超光速宇宙飛船環(huán)繞地球做圓周運動（實際是不可能的，因為物體的速度超過第一宇宙速度，小于第二宇宙速度時，便會脫離地球的向心力，開始環(huán)繞太陽運動；當物體的速度超過第二宇宙速度小于第三宇宙速度時，物體就會脫離太陽系，開始進入銀河系旋臂做環(huán)狀運轉(zhuǎn)；當物體超過16.7公里／秒的第三宇宙速度時，物體就會脫離銀河系，直奔宇宙），那么，這樣的超光速宇宙飛船是否真的可以穿越時空回到過去呢？其實，無論理論上還是實際上，穿越者都不可能回到過去。道理再淺顯不過，因為從某一時刻起，穿越者開始超高速做圓周運動，而地球也在做自轉(zhuǎn)運動，地球自轉(zhuǎn)一圈，宇宙飛船不過多轉(zhuǎn)了天文數(shù)字的N圈而已，假設(shè)地球自轉(zhuǎn)了365圈，也就是一年，這時，當宇宙飛船停下來時，地球上所有東西，不過是一年后的地球罷了，怎么可能回到過去？
第五，千萬切記，當穿越者進入高速運動時空坐標系時，同地球非高速時空坐標系的起始時間是一致的，也就是都從T=0開始起算，當時間開始延續(xù)時，宇宙飛船和地球都在在進行次序性、順序性不可逆的運動，如此，宇宙飛船怎么能夠穿越到地球起始時間之前的時空？理論上說，愛因斯坦相對論只是比較同一事件在兩種不同時空坐標系的時間和空間變化而已。這兩種時空坐標的相互轉(zhuǎn)化公式，叫做洛侖茲變換。所以，根據(jù)愛因斯坦相對論對同一事件在兩種時空坐標系中地時間，會存在一個差值。換句話說，同時發(fā)生的一件事，在兩種時空坐標系中卻不同時結(jié)束。有一個形象的比喻，叫做“同時發(fā)射的一發(fā)炮彈在兩種時空坐標系中不能同時落地”。所以，無論在哪種時空坐標系，已經(jīng)開始發(fā)生的事件，都不可能回到?jīng)]發(fā)生之前，因此，穿越時空回到過去，在理論上也不成立。
到此，按照愛因斯坦狹義相對論理論，穿越時空回到過去的不可能性已經(jīng)證明完畢。由于論證比較抽象，很多網(wǎng)友可能還是理解不了，為此，以下采取模擬實證和數(shù)據(jù)分析的方法，進一步論證一下。
為了研究方便，這里必須首先規(guī)定，超光速宇宙飛船用于計算速度的時間，與地球上的時鐘時間是一致的。我們知道，時鐘時間實際是人類主觀規(guī)定的，根據(jù)地球自轉(zhuǎn)一周，規(guī)定為一天=24小時，1小時=60分鐘；1分鐘=60秒；1秒=1000毫秒；1毫秒=1000微秒；1微秒=1000納秒。亦即，這種時間單位完全是人類主觀規(guī)定的東西，不是時間的本質(zhì)，但卻可以用來反映物質(zhì)不同運動的時間本質(zhì)，因此可以作為統(tǒng)一標準，對不同運動物體的運動快慢程度進行相互比較。
再假定地球是個均勻球體，已知赤道周長=40075.7公里，計為4萬公里，即為地球周長。那么地球上任意一點的切線速度=4萬公里/24小時=4萬公里/24*3600秒=0.00004629萬公里/秒，計為0.0000463萬公里/秒。用光速=30萬公里/秒，除以這個切線速度，得出結(jié)果是647948.164倍=64.7948164萬倍，計為64.79萬倍。因為我們假定宇宙飛船是超過光速的，現(xiàn)在設(shè)定其速度恰好是地球上任意一點切線速度的100萬倍。
現(xiàn)在我們再做一個非常有趣的假想，以地球上宇宙飛船起飛的位置記為原點，以原點為切點，把地球沿赤道展開，將展開后的地球赤道想象成一列火車，那么其長度恰好等于地球周長。將原點前端記為“火車”的車頭，后端記為車尾，宇宙飛船放在車頭平行位置。再假想，“火車”沿著赤道原點的切線方向，以切點速度，以車頭位置為出發(fā)點，在時間=0時刻，做勻速直線運動。假定“火車”從公元前220年的秦朝開始出發(fā)，那么到今天，“火車”已經(jīng)行駛了2230年，所用時間=2230*365*24*3600秒，行程=2230*365*4萬公里。這時，把“火車”車頭在宇宙中的位置標記下來，記為終點。則，火車的速度=行程/所用時間=2230*365*4萬公里/2230*365*24*3600秒=0.0000463萬公里/秒。
此時，宇宙飛船沿著同樣的方向，以“火車”100萬倍的速度，從2230年“火車”車頭同樣的位置和方向，也做勻速直線運動。那么，宇宙飛船到達終點位置所需時間=2230*365*4萬公里/0.0000463萬公里/秒*100萬=2230*365 /4630秒=17.579秒，記為18秒。
哈哈，看明白了嗎？在地球上從秦朝到今天需要2230年，但在超光速宇宙飛船上從秦朝到今天只需不到18秒，這就是同一事件在兩種不同時空坐標系的相對論。相互比值是123.8888……年比1秒，即是說，在超光速宇宙飛船上的1秒鐘，大約相當于地球上的124年。在地球上過了124年，宇宙飛船上才過了1秒，這不就是時間變慢了嗎？慢到什么程度呢？地球上的人經(jīng)歷了從生到死過了一輩子酸甜苦辣的生活，宇宙飛船上的人都來不及眨一下眼睛。
有興趣懂行的網(wǎng)友，可以用洛倫茲變換公式計算一下，得出的結(jié)果同我上述計算是一樣的，本人這種計算方法，是最通俗易懂的算法。前述是為了比較，讓車長等于地球周長，車速等于地球切線速度的“火車”先行。如果是同時啟動，結(jié)果也是一樣的，宇宙飛船到達“火車”行駛2230年的位置時，只需18秒；而“火車”要想到達，還需要2230年-18秒?；蛘哒f，宇宙飛船飛行1秒所到達的位置，“火車”需要近124年才能到達。
現(xiàn)在，我們把 “火車”再卷回地球，那么，地球轉(zhuǎn)2230年，宇宙飛船只需飛行18秒；同理，宇宙飛船飛行1秒，地球上已經(jīng)轉(zhuǎn)了將近124年。且不論宇宙飛船飛行方向如何，以及地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)。
到這里，其實已經(jīng)證明了三個問題：
其一，穿越時空回到過去雖然絕無可能，但穿越到未來卻是既符合理論也切合實際。不用說宇宙飛船超過光速，只要是接近光速的宇宙速度，抑或速度足夠快，宇航員完全可以超前進入未來。但千萬注意，宇宙飛船所進入地球上的未來，實際并不是未來，而是地球真的經(jīng)歷了那么多年。所以宇航員再想回到出發(fā)時那個時代，已經(jīng)沒可能了。
還是形象地舉例說明一下吧。按照前述假設(shè)的所有條件，假設(shè)宇宙飛船從今天開始出發(fā)，并且從出發(fā)到返回，恰好經(jīng)歷了18秒（不考慮宇宙飛船加速度和減速度），那么，當宇宙飛船落地的時候，地球已經(jīng)過了2230年，也就是說，時間應該是公元4240年3月9日。這就是穿越未來的理論解析。
其二，證明了“雙生子佯謬”命題成立。什么叫“雙生子佯謬”問題呢？也就是人們耳熟能詳?shù)摹皩\生兄弟哥哥乘坐宇宙飛船去星際旅行，回來時要比弟弟變年輕”的命題。所謂佯謬，就是貌似錯誤的意思，實際上千真萬確，放之寰宇而皆準。為什么呢？前面已經(jīng)證明得非常詳盡了，因為宇宙飛船的高速運動時空坐標系內(nèi)的世間變慢了，所以，宇宙飛船上的時鐘顯示的1秒，可能就是地球時間坐標系時間的N年了，這個N的數(shù)值，取決于宇宙飛船的速度（不一定非要接近、達到或超過光速），速度越快，N的數(shù)值就越大，反之，速度越慢，N的數(shù)值就越小。正如前述計算的結(jié)果，如果速度超過光速，是地球任意一點切線速度的100萬倍，那么，哥哥就不僅是變年輕的問題了，而是連弟弟的孫子的孫子的孫子的孫子……都見不到了。
實際上，前邊“火車”的想象最能直觀地說明問題，只要是宇宙飛船比“火車”的速度快，那么，宇宙飛船就先比“火車”到達一個車身=1年的位置，假設(shè)宇宙飛船的速度是“火車”車速的2倍，那么所用時間就是“火車”的1/2=半年。那么宇宙飛船里的哥哥，就比“火車車廂”里的弟弟年輕0.5歲。依次類推。
需要提點一個問題，高速運動時空坐標系內(nèi)的時鐘時間，與非高速運動時空坐標系內(nèi)的時鐘時間不同步，亦即是說，宇宙飛船里時鐘走1秒，地球上的時鐘并不是走一秒，而是M秒，道理同上。其實這個問題并不復雜，但是幾乎所有企圖否定愛因斯坦相對論的各路大仙們卻全部暈頭轉(zhuǎn)向了。比如，宇宙飛船用我前述設(shè)定的超光速，他們認為，在地球上看見時鐘走了18秒，就認為宇宙飛船上的時鐘同樣也走了18秒，實則大謬，因為這時宇宙飛船上的折算時間是（18/2230*365*24*3600）*18秒，宇宙飛船里時鐘的任何指針根本就紋絲未動。為什么會出現(xiàn)時鐘在速度變快時的慢走現(xiàn)象呢？很好理解，時鐘的機械原理是不會隨著速度變化而改變的，比如秒針走一格就代表時鐘時間是1秒，但千萬不要忘了，時鐘這種機械原理是以地球自轉(zhuǎn)速度來定義的，假設(shè)地球明天凌晨開始自轉(zhuǎn)速度增加一倍，那么我們所有的時鐘，秒針走一格就不是1秒了，而是原來的2秒了，只有如此，地球自轉(zhuǎn)一圈=一天=24小時=3600秒的計算公式才能不變?？梢?，以地球自轉(zhuǎn)速度為標準定義的時鐘時間，當運動速度變化時，時鐘走時也會隨之改變。
以前在網(wǎng)上曾經(jīng)讀到過不少挑戰(zhàn)愛因斯坦相對論的各路大仙，本人草草掃描幾眼，就知道他們錯在哪里。其中絕大多數(shù)都是自己連什么是時空坐標系都沒搞清楚，而且對時鐘時間在不同時空坐標系內(nèi)如何折算根本就是個稀里糊涂。現(xiàn)舉一例最新大仙的最新巨作《山東一高級驗船師著書挑戰(zhàn)愛因斯坦相對論》，這位作者叫夏烆光，其歷時六年閉門不出苦心鉆研汗水著就的35萬字的《廣義時空相對論》目前還未有幸閱覽，但他對“雙生子佯謬”的駁論確實可以看得出這位大仙這智商確實不是很高，愛因斯坦的智商基本是地球上超一流的了，傳說是IQ=260多，本人高中時測試IQ=160多，高出常人40左右，根本也沒用歷時六年閉門不出，不過是偶爾研究研究，但卻可以輕易證明這位大仙錯誤所在。這說明，沒有愛因斯坦的超高智商的品種，別說是推翻人家的理論，看都看不懂！現(xiàn)在我簡單證明一下這位大仙的結(jié)論之謬誤所在。
以下是這位大仙的說法：“按照愛因斯坦的狹義相對論，假如一對孿生兄弟，一個留在地球上，另一個乘坐飛船以接近光速去做星際旅游，乘飛船的那位在高速運動，時間變慢，地球上的這位兄弟年老時，飛船上的那位兄弟還年輕，這其實就是典型的主觀唯心主義思想的體現(xiàn)。”夏烆光對這個著名的雙生子悖論有著不同的理解，“因為愛因斯坦主觀地把留在地球上那位兄弟當成了坐標，用地球上的兄弟的眼睛去看，飛船上的那位兄弟確實是在高速遠去。但是，我們不妨跳出愛因斯坦的相對論，換個角度去思考一下，咱們要是用飛船上的兄弟的角度去看，那豈不是地球上的兄弟在高速遠去嗎？變年輕的豈不是又成了地球上的那位兄弟？現(xiàn)實決不是這樣的！所以說這個理論有漏洞，而在我的廣義時空相對論中，這些漏洞都得到了圓滿的解釋。”
這位大仙的錯誤及原因如下：
1、兩種時空坐標系及其各自的時間計算沒有搞清楚?！坝玫厍蛏系男值艿难劬θタ?，飛船上的那位兄弟確實是在高速遠去”，這無疑是以地球時空坐標系為標準?！霸蹅円怯蔑w船上的兄弟的角度去看，那豈不是地球上的兄弟在高速遠去嗎？變年輕的豈不是又成了地球上的那位兄弟？”這是以宇宙飛船時空坐標系為標準。因為兄弟倆誰年輕問題是以各自的時空坐標系內(nèi)的時間來決定的，所以，不能用宇宙飛船里的時間標準，來等同地球上的時間來討論問題。顯然，這位大仙所謂在宇宙飛船上的兄弟看地球上的兄弟相對高速遠去，就認為地球上的時間變慢，因而地球上的兄弟變年輕了。這是沒有搞清楚相對論的本質(zhì)，相對論的相對意義，不是以運動物體之間各自的時空坐標系為參照物，而是以宇宙靜止空間或特定天體為參照物。不然，如何理解并描述物質(zhì)在宇宙中如何運動？比如，地球上的時鐘時間，就是以太陽為參照物，規(guī)定自轉(zhuǎn)一圈為一天，那么宇宙飛船上的時鐘時間，也必是以太陽為參照物來計量的。歸根結(jié)底，這位大仙是沒有搞清楚兩種時空坐標系的時間如何換算。
2、把兩種時空坐標系的相對運動當作了一種時間坐標系內(nèi)的相對運動。不錯，在宇宙飛船上看地球，地球確實也是在高速遠離，如同我在高速公路上超車時，回過頭來看被超過的車是在向后行駛，二者的相對速度，決定看起來它行駛得快還是慢，但實際上，它們都在高速公路上沿著一個方向行駛，速度誰快誰慢，顯然不是以各自為參照物，而是以高速公路為參照物。因為在相同的時空坐標系內(nèi)，所以時間標準不變，均是以太陽為參照物的地球周長除以自轉(zhuǎn)速度的若干等份為基準，所以只能比較時間誰多誰少。但假如，我開的車，在某一時刻突然變成宇宙飛船飛離地球，那么我將進入高速時空坐標系，時間將變慢，而被我超車那家伙還在地球上享受他的勞力士手表上的地球時間，跟我看他相對我的宇宙飛船高速遠離沒有一點關(guān)系。
