你是否幻想過，去到30年後，看看自己的樣子和生活；退回幾年前，糾正一個自己犯下的錯誤；或者去看看1個月之後的期末考試卷……
時空旅行是人類一直以來的幻想，科學家也為這種設想著迷，多次對時空旅行展開討論。穿越時空有沒有可能成為現實呢？
狹義相對論是愛因史坦於1905年提出的，他認為，時間、空間、品質並非固定不變，物體在高速運動時會出現奇怪的現象，包括時間變慢、長度收縮、品質變大等等。
去往未來
穿越時空無非有兩個方向：去往未來，或者回到過去。在科學理論上，它們所需的方法也是不同的。比起後者，去往未來相對要容易一些，我們的時空旅行先從這裏開始。
1 接近光速，穿越時空
作為本次太空任務的隊長，你駕駛飛船朝宇宙進發。這艘飛船的速度是有史以來最快的，達到光速的98%，足以讓你在太陽系中盡情漫遊。4年後，你返回地球，滿心期待著親朋好友的歡迎。可當你走出艙門，人們的面龐卻令你大吃一驚。大家怎麽都變老了！有人臉上起了好多道皺紋，有人甚至頭發都變白了。一番詢問後，你才知道，地球上已經過去20年了。自己明明只長大了4歲，居然去到了16年後的未來。
這個故事看起來荒誕不經，卻有著可靠的理論依據——狹義相對論 。
時間變慢的人
與光速相比，汽車、火箭的速度都很低，對時間的影響微乎其微。太空人史考特·凱利（右）駐紮在國際太空站，與空間站一起以大約7.66千米/秒的速度繞地球飛行。一年後他返回地球，只比留在地球上的雙胞胎兄弟年輕0.01秒。
時間會膨脹
在我們的生活中，無論是上學放學，還是火箭發射，都會按時進行。時間似乎永遠恪盡職守，無論是一秒鐘、一分鐘還是一小時，只要時鐘正常運作，它就會以固定的頻率滴答作響。
然而，如果把時鐘放在一艘超高速行駛的飛船上，我們站在飛船之外觀察，就會發現，時間開始變慢了。時鐘指標正以極慢的速度轉動，不僅如此，飛船裏的太空人也在做著慢動作。不是你眼花了，而是超高速引發了一種被稱為「時間膨脹」的相對論效應，當速度越來越快，時間就會變得越來越慢。
不過，時間膨脹只有在接近光速時才比較明顯，且只有外界的人才能發現時間膨脹，在那艘超高速行駛的飛船內部，對太空人自己而言，一切毫無異常。
去往未來的粒子
事實上，去往未來的事件無時無刻都在我們周圍發生，但主人公不是人類，而是渺小的粒子。
自然界中有許多種粒子存在，有的粒子十分穩定，像電子、光子；有的卻非常短命，很快就會衰變成其他的粒子。宇宙射線碰撞到地球的大氣分子後會產生「緲子」，它的壽命只有0.0000022秒，在這麽短的時間裏，它應當連一千米都飛不出去。然而，科學家卻在離大氣層十幾乃至幾百千米遠的地面上發現了緲子的存在。
這是因為緲子以99.9%的光速飛行，它的時間大大減慢，也就相當於旅行到了未來的世界。所以，如果我們能發明超高速行駛的交通工具，去往未來將成為可能。
2 黑洞是天然的「時間機器」
即使無法達到近光速，我們也能利用黑洞進行時間旅行。
在發表狹義相對論的10年後，愛因史坦又提出了「廣義相對論」。其指出，在重力巨大的天體周圍，時間與空間都會扭曲。比如太陽的品質是地球的33萬倍，在它表面，1年的時間比地球慢大約1分鐘。品質遠超太陽的黑洞更是會讓時間大幅變慢。
銀河系中有許許多多的黑洞，如果我們乘坐宇宙飛船，飛到某個黑洞的附近待一會兒，返回時也將見到未來的地球。越靠近黑洞，時間流動越慢，但我們必須與黑洞的邊界（事件視界）保持一定距離。一旦跨過這個邊界，我們將會被吞噬。
在電影【星際穿越】中，太空人庫珀駕駛飛船從一顆黑洞旁邊經過。他的時間因此嚴重膨脹，每過1小時，地球就過了7年；等到他終於回家，當年還是個小孩的女兒已經白發蒼蒼。
回到過去
對我們而言，時間是具有方向性的，它會自動朝未來行進，而不會發生倒流；透過時間旅行回到過去，也比去往未來要困難得多。不過，有一種「時空隧道」能幫助我們回到過去，它就是蟲洞。
把宇宙「折」起來
一只小蟲站在一張紙的一端，它該怎麽爬，才能快速抵達紙的另一端？
顯然，兩點之間直線最短，小蟲只要筆直前進就行了。但如果把紙張折起來，用筆把紙戳穿呢？這樣一來，小蟲穿過這兩個洞就能抵達目的地。
宇宙也像一張紙，我們在紙面上生活。在某些地方，宇宙或許就像被折起來了一樣，存在兩個連通的洞口，即蟲洞。只要從中穿過，我們一眨眼就能跨越廣闊的宇宙空間。
蟲洞，欺騙時間的「魔術」
從外界看，蟲洞的兩個洞口可能相隔甚遠，但蟲洞內部完全沒有空間或時間上的差別。如果把一塊表丟進一個洞口，它馬上就能從另一個洞口出來，顯示的時間也和之前一模一樣。
時光機 動畫片【哆啦A夢】
在小學生野比大雄的書桌抽屜裏，藏著一台時光機，它可能就是一種操縱蟲洞的裝置。這台時光機看上去就像安上了座位的「魔法飛毯」，大雄可以和機器貓哆啦A夢幻一起跳入抽屜，進入時光隧道，駕駛時光機穿越到不同的年代盡情玩耍。
我們無法穿越到蟲洞產生之前的時間，比如恐龍時代。不過，或許早就有某個未知的高級外星文明在地球周邊放置了蟲洞。
穿梭於未來和過去之間
在我們的認知中，世界是三維的，但其實它還包含「第四維」——時間維度。利用雙腳和交通工具，我們輕易就能在長、寬、高三個維度上進行移動，對時間維度卻無能為力，無法返老還童、死而復生、讓摔碎的東西自動復原……在遙遠的未來，人類或許能掌握在第四維度移動的技術，從而輕松地穿梭於未來、現在和過去之間。
在許多復雜的宇宙、物理理論中，世界甚至不只有四維，而是多達十一維。就像電子螢幕裏的遊戲小人無法跳出螢幕一樣，我們只能辨認出三個維度，無法意識到更高維度的存在。
跳時表 電影【黑衣人3】
這幾乎是眾多科幻作品裏最小巧的時間機器，只有手機的大小，可以隨身攜帶。但它使用起來卻最有風險——使用者需要從摩天大樓上一躍而下，將重力勢能轉換為啟動的能量。如果啟動失敗，他將摔得粉身碎骨！
隨著墜落，使用者會同時在空間維度和時間維度上移動。他眼前的光景將飛速變換，像走馬燈一般掠過恐龍時代、古人類時代、近代等等，最終在選定的時間點停下。
時間旅行會制造混亂
人是否會憑空消失？
一輛失控的汽車很快就要撞上前方的便利商店，忽然，炫目的亮光閃過，車居然從大馬路上消失了！畫面一轉，它又憑空出現在一片草地上。年輕的司機從車裏狼狽地逃出，卻發現周圍的高樓大廈不見了……他瞟了一眼報紙，大驚失色：報紙上的日期是30年前的今天！
這就是電影【回到未來】中的情景。主人公馬蒂啟動了老師制造的「時空飛車」，回到了過去。然而，意想不到的事情發生了：馬蒂不小心阻止了自己父母的相遇。結果，他的身體居然慢慢變得透明，馬上就要消失了！原來，如果30年前他的父母沒有結婚並生下他，馬蒂就不會存在。
可如果馬蒂不存在的話，又怎麽會阻止父母相遇？如果父母正常結婚並生下他，又會回到故事的開頭……那麽，問題來了：馬蒂到底會不會消失？要知道，先有原因才會有結果，這被稱為 「因果律」；時間旅行卻會打破因果律，帶來各種各樣的混亂，因此許多科學家都認為回到過去的時間旅行是不可能實作的。
世界在分裂
這些矛盾似乎將回到過去的時間旅行徹底否決了，但我們仍有一線希望。或許我們的世界並非獨一無二，而是擁有無數個「副本」的存在，它們就是平行世界。
今天出門帶不帶傘？你帶了傘，正常地來到教室上課；你沒帶，則被淋成「落湯雞」。寫沒寫作業？寫了第二天平安無事，沒寫的話，會被老師批評留堂……我們的一舉一動、不同的選擇都會導致不同的結果。
全球有70多億人，再加上自然環境、宇宙空間中數不盡的不確定事件，無數的選擇和偶然也會帶來無數不同的結果，讓世界「分裂」成無數個平行世界，它們既相似又有區別。在不同的平行世界裏，你可能是學渣，也可能是學霸；你長大後可能成為普通老百姓，也可能成為有名的科學家。如果平行世界存在，回到過去的馬蒂就等於進入了一個平行世界，他的行為使這個平行世界的馬蒂消失了，但不屬於這裏的他將平安無事。
歷史會被改變嗎？
在平行世界理論裏，時間旅行壓根就不會帶來違背因果的矛盾，但是，這又使我們無法改變自己世界的歷史，只能創造出一個新的平行世界。科幻作品中「回到過去以改變現在」的情節也無法成立了。
在電影【終結者2】中，世界已被超級電腦「天網」和它麾(huī)下的機器人控制，人類艱難抵抗機器人的截殺。天網制造了時空門，將殺手機器人傳送回二十多年前，想要殺死還是孩童的人類領袖；人類領袖也同樣派出機器人保護年幼的自己。不過，如果存在平行世界，這些機器人再怎麽廝殺，都不會對它們原本的世界造成改變。
從幻想到科學
盡管穿越時空如今還只是個幻想，但隨著科學的進步，人們正在為這個幻想增添越來越多的理論依據，讓它從天馬行空的幻想變成科學家的嚴肅討論。我們甚至已經知道了時間機器的簡單原理，只是還沒有制造它的辦法。
怎麽進行近光速飛行？怎麽制造蟲洞？怎麽發現平行世界的存在？太多的問題還沒有答案，而它們也與如今最前沿的宇宙、物理學研究息息相關。或許有一天，會有一個神秘人憑空出現，對我們開心地招手說道：「哈嘍，我來自未來。穿越時空的實驗，現在成功了。」
