聊完虫洞、黑洞，您有哪些触动，思绪是否已飞到地球之外?本期栏目，北京航空航天大学物理科学与核能工程学院副教授张玉洁、南开大学物理学院副教授李磊与本报记者周飞亚再来谈谈“玄而又玄”的多维空间和时光倒流。这两个更加烧脑、前沿的科学话题，您敢挑战吗?
——编 者
多维空间，仅在想象中?
张玉洁：科幻作品中经常提到的四维空间或更多维的时空，物理学家也在实验上进行探索，虽然没有得到明确的证据，但是也不能排除这种可能性。时间空间的维度是宇宙最基础的性质。
比如，球面就是一个二维空间，利用两个坐标就可以描述球面上的位置，类似于地球表面的经纬度。在地球表面上来看，南北极之间的距离大约是2万公里。但是如果有第三个空间维度，比如从球心直接穿过，那么空间就从二维变成三维，描述一个地点就需要三个数据了，这时候地球南北极之间的距离大约是1.3万公里。额外的时间空间维度超出了原有的时空，能提供一个新的角度来考虑问题。
由于我们所在的空间是三维的，所以二维可以在纸面上做出来，很直观，三维空间也可以感觉到，但四维空间就很难用几何的方法画出来。
周飞亚：那我们来谈谈电影《星际穿越》中的多维空间。人类的救世主，被设定为一种五维空间的生物。五维是什么?相信很多观众都会一头雾水，以科盲自嘲。其实在这个问题上，最优秀的科学家也并不比普通人了解更多。甚至，很多科学家根本不相信多维空间的存在。
还是从一维说起吧。
假如有一条线段是一个有智慧的生命，我们姑且叫它线虫吧，它就是一维生物，它的整个世界，就是线段所在的那条直线，直线可以朝两端无限延伸，线虫认为自己的宇宙是无限大的。它很难理解什么是平面。推荐：河南牛皮癣医院
假如有一个正方形也是一个智慧生命，我们可以叫它面虫，它就是二维生物，它的整个世界，就是正方形所在的那个平面，平面可以无限延展，面虫也认为自己的宇宙是无限大的。它很难理解什么是立方体。
而我们，只是生存在三维的空间里，同样很难想象四维的世界，别提更多的维度了。不过，我们从来没有停止超越自身局限的尝试。
科幻作家刘慈欣在《三体3：死神永生》中，对于四维空间有着详细的描述。
小说中，一个四维的空间泡飘过地球，与地球的一部分发生了重叠，于是，在这片四维空间的范围内，三维空间的一切都被完全敞开，人们可以随意从一个地方穿越到另一个地方，从密闭的墓室里拿出珍宝，从囚犯完好无损的头颅中取出大脑……就好像二维平面对三维空间的我们来说是一览无余的，从四维空间看来，三维的物体也同样一览无余，没有了内外之分。
四维的景观已经很难想象了，那么，五维会是什么样?现有的猜想并不明晰，有的将时间也作为其中一个维度而空间化了。
以我们三维生物的局限，也许永远无法理解那样的世界。但这并不妨碍我们拿出最大的勇气、用最夸张的方式去想象。因为，任何想要超越自身局限的努力，都是人类进化的动力。
穿越，时光能否倒流?
李磊：回到过去的方法之一，就是超越光速。我们能不能实现?很遗憾，在狭义相对论的理论框架内，这是不可能的。
那人类能不能自己产生并驱动小部分局部结构，达到超光速旅行的目的?在电影《星际穿越》中，飞船通过名叫“曲率驱动”的技术来实现超光速飞行。我记得物理学家李淼在他的博客中曾谈到过这一设想。这篇文章中还提到一位科学家的研究成果：满足了量子条件，驱动一个原子超光速飞行的负能量的绝对值可以降低到三个太阳质量，可以想象，人类若想通过这种方式实现超光速，需要多么巨大的能量。也就是说，这样的发动机“油耗”太大，一瞬间可能就要烧掉几十颗星星。
利用虫洞，也许是最可行的时间旅行的方式了。但回到过去，就会造成无法克服的悖论，因果律会被破坏。因果律要求，事件的原因必须发生在结果之前。在量子物理中，我们小心地处理公式，使它们符合因果律的要求，最终给出了一系列完善的理论描述方法，可以利用它们来计算微观世界和日常经验中的各种现象，并且已经得到了大量实验观测数据的证实。
在广义相对论中，允许世界线相互缠绕形成封闭的圆环，从而可能回到过去。但是，几乎所有人都承认，引力理论需要量子化。在将来的量子引力理论中，时间旅行是否有可能，是一个尚未搞清楚的问题。考虑到我们现在还没有发现已经被未来的时间旅行者大规模入侵的迹象，很可能时间旅行永远无法实现。老年牛皮癣病因
周飞亚：对时间旅行感兴趣的人，一定听过著名的外祖父悖论：假设你回到过去，在自己母亲出生前把自己的外祖父杀死了，结果会怎么样?你会因此变得不存在。而一个不存在的人又怎么可能回到过去杀自己的外祖父呢?
这个悖论，常常被用来证明时间旅行是不可能的。
如此美妙的可能性，就这样否定了实在可惜。于是，为了解决这个问题，科学家们煞费苦心，提出了各种假说。其中流传最广泛的一种，就是平行宇宙——我们的宇宙不止一个，而是有无数个，每一个人对每一件哪怕最微不足道的小事的所有选项，都存在于不同的平行宇宙中。这样，就可以解决时间旅行的悖论了：为什么杀死了外祖父你还能够继续存在呢?其实，你并没有真正改变原来那个宇宙的历史，只是进入了一个外祖父被杀死的平行宇宙罢了。
这一理论，也成为诸多科幻小说和电影的逻辑基础。在《X战警：逆转未来》《明日边缘》等影片中，主角们都英勇地返回过去改变了历史、拯救了世界，但无一例外的，所有同伴都不会记得主角的英雄事迹，主角自己却还记得。而若历史真的改变，那主角的浴血奋战也就成了未曾发生过的事，又如何能保留那段记忆呢?用平行宇宙理论就说得通了——主角其实是在原来的世界中经历了一切，然后通过努力创建并进入了一个悲剧从未发生的平行宇宙。
不过，这样一来，原来的世界岂不是仍然没能被拯救?主角的努力岂不是变得没有意义?没错，平行宇宙理论就意味着如此残酷的现实。难怪，科幻影片宁愿顶着逻辑硬伤，也要将改变历史的设定坚持到底。
有人不答应了：如此意义上的时间旅行，根本不是真正的时间旅行嘛!对此，科学家们多半会翻白眼：时间旅行本来就不是真正存在的，还想怎样!
说到这里，我们已经可以明确得出结论了：时间不可逆，穿越不靠谱，与其幻想靠时间旅行改变过去，不如好好把握现在的每一个决定，使未来不至于后悔。推荐：河南牛皮癣
正如美国诗人罗伯特·弗罗斯特那首著名的小诗《林中路》：
黄色的树林里分出两条路/可惜我不能同时去涉足……但我知道路径延绵无尽头/恐怕我难以再回返……而我选择了人迹更少的一条/从此决定了我一生的道路。
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