导言：最近上映的喜剧电影《夏洛特烦恼》上演了一出时空穿越的大戏，年近三十还一无所成的夏洛，参加高中时曾经女神的婚礼时彻底崩溃了，就在人生的低谷中，他穿越到过去，展开了不一样的人生。

时空穿越到底是什么？电影《夏洛特烦恼》的时空穿越观有没有不合理之处？又如何科学穿越？且听我细细道来。

时空穿越的发轫

最初在牛顿时代，人们对于“时间”的定义，还是绝对的、一致的。但到了“对于任何一个观察者光速总是一样的”的相对论时代，人们抛弃了绝对时间的观念，每个观察者都有“属于自己的钟”，这就意味着时间成为了一个更为主观的概念，这也使时空穿越在概念上成为了可能。

在一个经典的科学幻想体系里，黑洞、或曰虫洞，在穿越的过程中占据了主导地位。所谓黑洞，即根据广义相对论所预言，在宇宙空间中存在的一种质量相当大的天体和星体（非一个“洞”），它的质量如此之大，引力场如此之强，以至于任何辐射与物体都无法逃脱，类似于物理学上的假设“黑体”，它因此而得名，而这种无法逃脱的边界，就被称为“事件视界”。

黑洞的理论太过迷人和神秘，故而成为很多科学幻想的素材。一般来说，影视作品里的时空穿越，比如《星际穿越》，就是通过黑洞进行的。而虫洞，也与黑洞息息相关，至少在理论上讲，二者紧密相连而不可分割。

虫洞也叫做爱因斯坦-罗森桥。二十世纪三十年代，爱因斯坦和罗森在研究引力场方程时做出一个假设，认为透过虫洞可以做瞬时间的空间转移或者做时间旅行。这在当时被认为是一种无根无据的数学伎俩，但是到了六十年代，罗伊?克尔对于动态黑洞的发现，使得虫洞的可信程度大增——原本的史瓦西静态黑洞并非是最佳的物理解法，动态黑洞理论揭示了一个惊人的结论：如果一个物体或者宇宙飞船，沿着旋转黑洞的旋转轴心发射进入，理论上可以经受住重力场的撕扯，进入另一个时空，而连接两个时空之间的通道，就是爱因斯坦-罗森桥。

活跃的黑洞压扁恒星

夏洛能不能追到秋雅？

影片中夏洛回到了高中时代，向着后来错过的女神秋雅发起了攻势，并终于抱得美人归，看起来固然很有意淫的快感，但我要暂且行一行煞风景之事，咱们不妨来探讨一下？如果严格按照科学理论进行推测，夏洛真的有机会追到秋雅吗？

时空机器 图片来自《环形使者》

第一种常见的理论——观察者理论。此种理论认为，在时空旅行的过程中，你只能是一个观察者，就像电视机前的观众无法和电视机中的演员和场景互动一样，对于过去的人来说，你不存在，你虽然看的到他们，他们却看不到你，而你也无法干涉他们。如果按照此种理论——夏洛大概只能像一阵风一样，无助的在教室上空盘旋，眼睁睁的盯着袁华泡上夏洛，再甩了她，无能为力，实在是憋屈——完全感受不到一点喜剧感和快感，《夏洛特烦恼》活生生变成了一部悲剧片。

第二种常见的理论——平行世界理论。此种理论认为，改变时空会导致时空分裂，出现另外一个平行世界。你所做的改变都是在平行世界里发生的，并不能改变原来世界里的人和事。如果照这种理论，夏洛在平行世界里追到女神秋雅，当上了歌坛的“大哥大”功成名就，最后悲惨的因为艾滋病死去。虽然他那时已经醒悟，马冬梅才是过一辈子的人，也为时晚矣——他不可能再穿越回原来的世界，和马冬梅好好的过日子了，毕竟是在平行世界。这听起来也不算太好，影片的结局部分相当于被生生阉割了呀！

第三种常见的理论——宿命论。此种理论认为，你之所以会穿越，是因为这是注定要发生的事情，这个世界本来就是穿越后的世界，你的改动都是真实的。这很容易产生一种悖论——相当于结果是发生在原因之前的，我们也可以看到从未来来到现在的人。可基于这种模型，霍金说，我们必须假设现有宇宙是在减速膨胀，并且到一定程度后变为加速收缩，为了解决熵的问题，他提出处于收缩态的宇宙具有因果倒置特性。但2011年诺贝尔奖得者已经证明我们所处的宇宙是加速膨胀的了，所以因果倒置是不存在的。假如这种理论是正确的，过去时代的夏洛的同学们，就看不见穿越回过去的夏洛了。

不过说了这么多，艺术的归艺术，科学的归科学，二者并没有冲突，笔者也不过是借题发挥而已。

出品：科普中国

制作：北京燕清联合文化产业发展中心

监制：中国科学院计算机网络信息中心

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