文/王亚萍

　　在电影《终结者5》中加持光环的主角们如何在时空中自由穿梭，同时还要避免科学迷们对于理论的诟病呢?

　　近期上映的《终结者：创世纪》是该系列电影的第五部,一如既往地描绘了未来战争中的“人机大战”，想必《终结者》系列的粉丝一定不会错过该片。

　　故事联系了第一部和第二部的剧情：公元2029年，人类即将被“天网”消灭殆尽，人类领袖约翰·康纳派自己最亲密的战友凯尔·里斯穿越回1984年保护当时的莎拉·康纳(也就是约翰·康纳的母亲)。回到1984年的凯尔联合“老爹”T-800(施瓦辛格扮演)干掉了液态金属终结者T-1000。在“老爹”经过33年的等待后，与乘坐时光机穿越到2017年的凯尔和莎拉一同消灭即将诞生的“天网”。之后的结局自然又回到第一部故事，凯尔与莎拉相恋，日后生下约翰·康纳，只不过在2017年里见到的约翰已经被“天网”变成了终结者T-3000……

　　网友以约翰·康纳的视角调侃称，《终结者1》讲的就是我派我爸去救我妈;《终结者2》的核心就是我干爹是终结者;到了《终结者5》只能说一句“姥爷，您来啦”。影片中不停地穿越让影迷们云里雾里的，我们就来扒一扒穿越时空到底是怎么回事。

　　平行空间规避“外祖父悖论”

　　假设你回到过去，在自己母亲出生前杀死了自己的外祖父，结果会怎样?那你就必定不会存在，也不可能回到过去杀死自己的外祖父。或者你回到过去，娶了那时正当风华的外祖母，那你就变成了自己的外祖父，以后出生的你是外孙还是外祖父?这就是所谓的“外祖父悖论”，认为回到过去违反了基本的因果论，常常被用来证明穿越时空是不可能的。

　　在电影《终结者5》中加持光环的主角们如何在时空中自由穿梭，同时还要避免观众对于“外祖父悖论”诟病呢?电影中的解释则是：平行空间。

　　平行空间的概念，并不是因为时间旅行悖论提出来的，它源自于量子力学。因为量子力学有一个不确定性，在一定条件下，一些力学量只能处在它的本征态上，所表现出来的值是分立的，因此在不同的时间测量，就有可能得到不同的值，就会出现不确定值。也就是说，当你测量它时，可能得到这个值，可能得到那个值，得到的值是不确定的。

　　很多关于量子力学的科普读物上，都会提到著名的理想实验“薛定谔的猫”。这个实验是说，将猫、毒药和放射性物质放在一只密闭的箱子里。在一小时内，放射性物质会有50%的概率衰变，这会导致毒药释放将猫毒死。量子力学认为，猫到底是死是活都必须在盒子打开后，外部观测者“测量”具体情形才能知晓。或者说，盒子打开之前，整个系统会一直保持不确定性的状态，猫既是死的也是活的。这个实验的目的，就是为了描述量子力学的一个基本原理：构成世界的亚原子微粒会仅仅因为我们的观测行为产生的概率波动而瓦解，让多个不确定的状态“叠加”为一个。

　　穿越平行空间之前，我们不妨接纳霍金的观点，认为时间是第四维的观念。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。我们只要想办法能驾驭第四维也许就能找到时空旅行的密钥。

　　如果说时间是四维空间，那在时空发展的多重可能性则可看做是第五维空间，只不过五维空间我们感知不到，但它的确存在。假设我们在特定的时刻可以分支出多条通向它的路径，那些路径受到我们自己的抉择、机遇或其他人行为的影响。

　　我们试想在四维空间的每一个时间点上都可以生发出不同可能，那各种可能的综合生发出的图景就是第五维度，只要跳跃时空回到过去，想办法启动能让你获得“灵感”的那个事件，去找到注定让这个“灵感”结出硕果的发展方向，就找到了通往新世界的路径。而每一种可能性之间是平行、平等的，只要看个人抉择。

　　利用这种“平行空间”理论，则完全可以解释《终结者5》的设定核心，“时间旅行者回到过去改变历史后，时间线便出现分叉，分叉的时间线展开的是另一段历史。”

　　超越光速的时光机才能回到过去?
 

　　穿越平行空间，个体是无法完成的，需要借助工具——时光机。《终结者5》中凯尔自2029年回到1984年就是乘坐时光机;莎拉和凯尔又一同乘坐时光机从1984年直接穿越到2017年。而“老爹”T-800则是在人间苦等30多年后才能跟他们俩在2017年会合。至于“老爹”为什么不能一起乘坐时光机，在影片中也有解答：时光机的磁场能把活体组织以外的所有东西撕成碎片，就像微波炉里的锡纸一样，所以受伤的“老爹”手臂上缺损表层肌肤不能一起穿越。看过电影后我们晓得了乘坐《终结者》里的时光机不能穿衣服，理由大概是要展现演员的健美身材吧。那究竟时光机怎样运行才能穿越时空就不得而知了，我们只能依据理论来推测它的运行原理。

　　相对论诞生后，时间膨胀的概念也随之深入人心。时间膨胀是说时间并不是永远以人们感受到的这种速度进行的，它也会发生变化，一般是和速度有关。我们所在的宇宙极限速度是光速，速度越快，越接近极限速度，时间就会相应变慢。

　　曾经有个推论称为“双生子佯谬”，指的是一对双生子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。依据爱因斯坦的相对论断言，二人经历的时间不同，重逢时B将比A年轻。

　　中国科学院院士、理论物理学家贺贤士介绍说，狭义相对论认为时间和空间是不独立的，物体的运行速度是时间因子，其中的变换关系就是：速度快，时间就慢。好比是中国古代故事中的“南柯一梦”，用穿越时空的理论解释就是蚂蚁洞的运行速度与人间不同，南柯太守在蚁洞中一晃经年，而人间只是一场做梦的时间。

　　霍金也说，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。

　　不过，霍金写的《时间简史》里认为，即使真的超过光速，也不可能真正穿越时空，时间倒流只是一个假象，超光速事件将引起时间和空间一系列量子力学上的反应，最终使得穿越时空无法实现。

　　时空穿越：空穴来风，未必无因
 

　　穿越、时光机、时间线、平行空间……这些词不仅是《终结者》电影的基础，也是“时空穿越”类型电影的必备要素。早在1895年，英国著名历史学家赫伯特·乔治·威尔斯发表他的第一部科幻小说，也是第一部以时间旅行为题材的小说《时间机器》。小说中的人物乘坐时间机器抵达遥远未来。威尔斯一定没想到他“创造”的时间机器会成为不断修正个体命运和历史进程的重要工具之一。

　　科幻作品中，主人公们，疲于奔命，不断返回过去，重新开始。现实中，穿越时空是指人类可以打开回到过去的大门，或者通向未来的捷径，从理论上来说是有依据的。

　　说起穿越，很多人想到的会是——虫洞，它被认为是连接两个不同时空的狭窄隧道，透过虫洞就可以做瞬时的空间转移或者时间旅行。且不说虫洞目前还没有被证实，只是科学家从理论上推测出来的，即便存在虫洞，事实上要穿越虫洞也是十分危险的。中国科学院理论物理所研究员蔡荣根解释说，科学家推测虫洞天生就很不稳定，时空隧道可以形成，但是可能很快就会从中收缩断开，这个过程非常快，甚至于连光都来不及从中穿过，任何试图靠近的人会被撕得粉碎。

　　既然虫洞靠不住，那我们还能找到哪些穿越时空的途径呢?

　　黑洞是时空穿越的天然交通工具

　　近日，霍金老爷子又语出惊人。他大胆假设，如若人类掉入黑洞可能不会消失。不幸的太空旅行者不会被困在黑洞里，而是可以逃逸，但他们将无法回到原来的宇宙，而是会逃往另一个宇宙。

　　我们知道，黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后，发生引力坍缩产生的。黑洞的质量极其巨大，而体积却十分微小，它产生的引力场极为强劲，以至于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个事件视界(临界点)内，便再无法逃脱，甚至目前已知的传播速度最快的光(电磁波)也逃逸不出。

　　爱因斯坦认为，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。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。爱因斯坦引力方程式有一个特性，时间在越强的引力场中流逝得越慢。而黑洞的质量可能极其巨大，所以在一颗靠近黑洞的行星上，时间流逝的速度要比远远绕着黑洞旋转的飞船上缓慢许多。这种惊人的事实使得黑洞成为天然的时间机器。

　　利用这个观点，许多科学家设想，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。若靠近超大质量黑洞时，时间就会慢下来。在黑洞附近，引力影响远比地球引力极端。探测器内时间运行将会减慢一半。对于原本每圈要耗费的16分钟，现在其实仅经历了8分钟。

　　那黑洞为什么不会像虫洞一样把人撕得粉碎?蔡荣根研究员表示，依据现有研究表明，当黑洞足够大时，它却反而变得温和得多。一般来说，黑洞的奇点附近引力最强，奇点的质量和密度大得惊人，你离这个高密度的点越近，引力对你的拉力就越大;相反在黑洞最外层的边界附近，黑洞表面所产生拉扯的潮汐效应就越弱，所以人在接近巨大黑洞时可以完好无损。

　　利用黑洞，我们可能穿越时空，回到过去是为了有个更好的现在或未来。在《终结者5》的结尾处，“老爹”告诉我们：“这一切都结束了，天网消失了，仍然有很长的路要走，仍有很多问题，我们一起寻找答案。我们唯一确定知道的事情，未来也是可以改变的。”■