【时间旅行的谬误】 谬误

　　以美国加州工科大学的基普・索恩教授为首的三位物理学家1988年发表了利用所谓“虫洞”这样的特殊时空区域与基于相对论的时间变慢，使回到过去的旅行成为可能的观点。 　　对此S.W.霍金提出“保护时间顺序假说”，他想说明时间机器在实际的自然界无法实现的事实。当然，这样的尝试并不能说完全是错的。遗憾的是，霍金没能抓住“物理学上的时间机器理论本身已经在本质上犯了错误”的决定性事实。所以，对于利用虫洞的时间机器理论，霍金过分滥用量子力学以防止因果律的破坏的努力在某种意义上是滑稽的。
　　事实上不用特别高级的理论或复杂的计算，就能简单地揭穿时间机器理论本身粗浅的致命的错误。
　　
　　索恩的理论
　　
　　所谓虫洞是因为它犹如害虫在水果中打出的隧道那样而得名。早在广义相对论发表后不久，科学家就在理论上发现了虫洞的存在。它像黑洞那样通过强大引力场构成的一种时空结构，但与黑洞只进不出那样的单行道不同，通常有两个到空间的出入口。假定出口为L，入口为R，最初没通过虫洞，我们按平时的宇宙飞行朝着R飞去，而且一到R闯入虫洞，瞬间就穿越到出发点L。则旅行者回到出发前的L，即过去的L。
　　当然，仅仅穿越虫洞并不能简单地实现回到过去的旅行，按照索恩的说法，出发前必须完成重要的工作。即让R以接近光速的速度运动，再做回到原来地方的旅行，其间L一直是静止的。按相对论的推断，通过这个运动R的时钟相对L的时钟变慢。正因为有这个时钟变慢，穿越虫洞旅行的时间机器被视为可能。
　　假定从L出发的时刻在14时，飞行在平常的宇宙区域到达R时，L的时钟显示是18时，但是R的时钟由于运动变慢，才刚刚到12时。旅行者从R闯入虫洞、瞬间穿越回到L。因为闯入的时刻是12时，所以回到L的时刻也是12时。但是从L出发的时刻是14时，于是回到了自己的过去。
　　何其多的人受索恩理论的欺骗，被卷入了无意义的争论中，这个既是喜剧也是悲剧。特别可悲的是，很多科学家放弃了用自己大脑思考，听凭索恩介绍。当然大部分科学家认为索恩的理论不会马上被实现，因为还留下很多困难。
　　第一，虫洞太小。实际上虫洞是在适合量子力学10厘米～33厘米那样的微小尺度存在。显然，载人航天器无法通过这样的虫洞。所以，如何扩大虫洞是个问题。
　　第二。对虫洞的安全性有疑问。由于虫洞有极端强的引力场，人还能在那样的地方像样的活着吗?如果刚一闯入就死了，岂不一无所得?再者，即使在虫洞中活着，虫洞开通也只是一瞬间，能否继续平稳地开通，直到平安地穿越还是个问题。
　　第三，按照索恩的说法，虫洞一侧的洞口应该以接近光速的速度自由地运动，能否做到也是个问题。
　　需要指出的是，人们并未对“索恩理论是正确的吗?”这样的根本问题做出回答，而是被次要的困难纠缠不休。但是有困难仅仅是理由，所以并不能对时间机器的可能性做出决断。这就是长期以来人们被索恩理论蒙蔽的原因。下面我们将揭穿索恩理论拙劣的欺骗。
　　
　　揭穿索恩的拙劣欺骗
　　
　　显然时间机器问题的核心是旅行者回到出发点是否果真是在出发时刻“以前”。将此应用到虫洞情形的话是：“旅行者回到L时的L时刻比出发时的L时刻更早还是更晚。”为了容易理解，将旅行者的表考虑进去加以分析。
　　首先，旅行者出发时躺在L旁边，因为让R预先做接近光速的运动，所以R的钟比L的钟走得慢。但是躺在L旁边的旅行者并没做R那样的运动，当然旅行者的表没变慢。换言之旅行者的表与L的钟走得一样。所以旅行者出发时，如果L的钟显示14时，则旅行者的表也是14时。
　　旅行者出发后不久到达R，旅行者从L到R当然需要时间，旅行者到达R是在出发时刻之后。所以旅行者的表与L的钟显示比14时大的数字18时，但是R的钟减慢，这时R的钟显示的时刻是12时。
　　旅行者通过R就闯入虫洞，瞬间穿越虫洞就回到L，闯入虫洞时旅行者的表与L的钟皆为18时。所以瞬间穿越虫洞回到L时两者显示的时刻是18时，这样旅行者从L出发时L的时刻是14时，回到L时的时刻是18时，18时对于14时不用说是指未来。因此旅行者不是回到过去而是旅行到“未来”。
　　索恩等人在哪里弄错已经很明白了。旅行者闯入虫洞按“R的钟”是12时，而且这个12时应用到照样回到L时的“L的钟”，在此有随意偷换概念之嫌。有时从地球的立场，有时从火箭的立场计算，只顾自己方便随意混淆在一起。
　　为了进一步弄清索恩的错误，简单分析如下(请注意用哪个钟)。
　　(1)从L出发的时刻按“L的钟”被视为14时。
　　(2)但是到达R的时刻按“R的钟”是12时。
　　(3)而且骇人听闻的是这个“R的钟”的12时照样被视为回到L时“L的钟”的时刻了!
　　结果所谓到过去旅行的幻想不外乎是随心所欲使用两个不同的钟(“L的钟”与“R的钟”)或视为同一的混乱思考(如果索恩有意那么做，则是别有用心)的产物而已。
　　如果回到L时“L的钟”与“R的钟”一样显示12时的话，则“R的钟”与“L的钟”采取完全同样的走法，但是这恰恰违背了索恩的前提。因为索恩预先仅让R做接近光速的运动，不外乎为让“R的钟”减慢。旅行者回到L时，如果“L的钟”与“R的钟”完全一样，则也至多是回到旅行者的现在而非过去。
　　如果允许这种荒唐的思考不用虫洞或相对论，而通过极平常的运动能实现到过去的旅行。
　　当年的1月1日从国际日期变更线绕西侧出发，快速向东移动。于是日期变成了去年的12月31日。而且再快速横穿日期变更线回到西侧，这时如果西侧的日期视为东侧同样的12月31日，则变成回到过去的旅行。当然，这种想法荒唐可笑，索恩犯了与这同样粗浅的错误。
　　还有为了避开对时间减慢的误解，有一句话请注意：按索恩的理论，因R以接近光速在运动，仅“R的钟”被视为减慢。但是严格地讲，旅行者也确实是做L-R虫洞-L的运动。所以按相对论，旅行者的表也应减慢。通过这个减慢旅行者不是回到过去了吗?
　　回答当然是否定的。的确，如果相对论的推断正确的话，旅行者的表减慢。但是这样的减慢不用虫洞就是通过普通的宇宙旅行一样减慢。与到过去的旅行没有任何关系。
　　例如坐火箭从地球出发去某星体附近后再返回地球。因为火箭做往返运动，所以按相对论火箭上的钟比地球的钟走得慢。具体地说，宇宙旅行期间，尽管地球上过去了50年，而在火箭上有可能才过了20年。但是这明显不是到过去的旅行，而是回到地球上30年后的“未来”。所以旅行者以怎样高速运动只可能回到未来的地球，例如即使无限快速运动，也至多回到现在的地球。