進入未來的時間旅行這個話題確實非常常見，科學(xué)家們對其進行了各種考察和評價。相比之下，回到過去的旅行更有爭議。相對論認為未來的時間旅行有兩種：兩個時鐘由于相對運動而不同步；兩個時鐘由于受到不同的引力而不同步。

當你到未來旅行時，你最終到達某個未來的事件，在你的時鐘上花費的時間比不去旅行的人在他們的時鐘上花費的時間要少。對他們來說，你在時光中穿梭；對你來說，他們行動更加遲緩。這些表述都是相對的。你可能會進入未來十年的某個時刻（比如，從2020年進入2030年）參加一個朋友的婚禮。根據(jù)你自己的時鐘，你只花了兩年時間。從旁人的時鐘來看，這里出現(xiàn)了一個長達8年的時間的“跳躍”——如果你用兩年時間做了一件別人用十年時間才能做完的事，這相當于你比別人“省去”了8年。在你的航行中，你可以從攜帶的超級望遠鏡連續(xù)觀測到地球上的人的時間節(jié)奏，也可以打航空電話或視頻直播詢問他們的日期——這里的技術(shù)困難不僅在于你的飛船不夠快，還在于假如你的飛船夠快，你和地球人之間的交流媒介就成了問題：當你的旅行速度越接近光速，望遠鏡、星際電話或視頻就越?jīng)]有用武之地，因為光和無線電的傳播也需要時間，這意味著你在高速飛船上看到的地球人的生活是滯后的，就像我們看到的深空宇宙圖景那樣。

然而，地球觀測者會注意到你在月歷上翻頁的速度非常慢。你的時鐘滴答滴答的速率與他們在飛行中的時鐘滴答滴答的速率不同，但是當兩個時鐘重新組合并且不相對移動時，它們將以相同的速率滴答，同時顯示八年的時間差。當你十年后重新回到地球時，兩個時鐘的速率又重新回到了同步，只是兩者之間間隔了八年。不管是你還是旁人都感覺自己的時鐘速率不管在任何地方都是一樣的快慢。只有你將兩個時刻進行對比時才會發(fā)現(xiàn)有快慢差別。改變你的速度，回到你開始旅行的地方，不會造成不必要的影響。你從地球上飛出去，在旁人的眼里，你的時鐘速率變慢了，但是在你自己眼里，你的時鐘與在地球上走得一樣快。所以這無論如何不是時鐘本身的技術(shù)故障問題，而是它用來測量的那個東西——時間——速率變化了。

時空旅行所產(chǎn)生的時間變慢只具有相對的價值。你比別人省去了8年時間，但你不能比別人更長壽8歲。不考慮其他因素，如果你在地球上會80歲時死去，你在時間旅行中也會在80歲那年死去——時間旅行不能讓你長壽，盡管地球上的人會覺得你長壽了，因為按照地球的紀年法，你死去時已經(jīng)120歲了（這取決于你的時間速率與他們的換算情況，以及你離開地球時的年齡）。因此，如果你真的旅行到未來，你永遠不會在生理上變得年輕；你只是比那些不跟你一起旅行的人在相對于他們的意義上衰老得慢。

任何運動都會產(chǎn)生到未來的時間旅行，相對于那些不運動的人的時鐘而言。這就是為什么你可以合法地宣傳任何自行車作為時間機器——也許騎車去拉薩旅行一次再回來，你實際上比一直在家里的雙胞胎兄弟（不考慮你們倆的出生時刻差異）年輕了0.0000000000000000001歲，當然這是一個微不足道的數(shù)字；如果要將這個數(shù)字拉到有實際意義的程度，你必須走得更快更遠，比如以十分之一光速走1光年的距離。

第二種未來的時間旅行不是由于兩個時鐘之間的速度差——“速度時間膨脹”，而是由于兩個時鐘上的引力場強度的不同。這被稱為“引力時間膨脹”，在黑洞等極端引力源附近最為明顯。如果你離開地球并在黑洞附近旅行，你在地球上的朋友可能會通過他們的望遠鏡連續(xù)地觀察你，如果是這樣，他們會看到你生活在緩慢的運動中。當你回來的時候，你的時鐘會顯示你的時鐘上過去的時間少于他們的時鐘。同樣地，在一幢高樓中，低層居民的時鐘的滴答速度比高層居民的時鐘慢，因為他們處于更高的引力場中。

未來的旅行者可以“參與”未來，而不僅僅是“看到”未來。他們可以在一種很特別的意義上影響未來：諸如“參與”“看到”“影響”這些時態(tài)性語詞已經(jīng)被相對化了。比如說，你能通過時間旅行提前知道彩票開獎號碼或者高考試卷答案嗎？不能！在此意義上說，你無法通過時間旅行“看到”未來，不管是自己的還是別人的未來。但是，借助太空視頻直播，你可以通過時間旅行在你30歲時看到自己雙胞胎兄弟40歲的樣子——但那既不是你自己的未來，因為你還是30歲的樣子，也不是你兄弟的未來，因為40歲就是他現(xiàn)在而非未來的樣子。

旅行必須以正確的方式進行。你走得越快，你就越快到達你所希望的未來，但是太空中的塵埃和其他粒子就越容易穿過你的飛船的屏蔽層。一個哲學(xué)上的爭論是，未來的旅行者是否也能改變未來。根據(jù)大衛(wèi)劉易斯（劉易斯1976，150），這是不可能的。如果它改變了，那么它畢竟不是真正的未來。無論是否涉及時間旅行，任何行動都不會改變未來。

假設(shè)你今天（2020年4月17日）遇到一個人，他說昨天也就是公元1700年住在北京，但現(xiàn)在他已經(jīng)到了未來，遇見了你。他根據(jù)廣義相對論，說明這件事在物理上是有可能的。然而，這是一個非同尋常的說法，因為你毫無疑問地相信，在1700年，任何人都無法使用快速宇宙飛船或進入高引力場。認識論告訴我們，非同尋常的主張需要非常好的證據(jù)，因此舉證責(zé)任就在于陌生人拿出證據(jù)，比如建造宇宙飛船的秘密為什么不被公眾知道是一個很好的理由。你還想看到他今天的身體里有1700年的那種大氣的痕跡，這種大氣和我們今天的略有不同。如果他不能或不愿出示證據(jù)，那么他很可能是被欺騙了。給他做測謊測試不會有多大幫助；你想知道真相，而不僅僅是他相信什么是真的。

如果你要接受相對論的暗示，即旅行到未來確實會發(fā)生，那么你需要對沒有人可以旅行到未來的說法作出充分的回應(yīng)，因為只有“現(xiàn)在”存在，所以沒有未來可以旅行。就此而言，即便時間旅行在科學(xué)上是可能的（考慮到上面騎自行車和高樓居民的例子，它也是現(xiàn)實的），以用來反駁現(xiàn)時論這種形而上學(xué)。

過去的事物影響到現(xiàn)在的情況，但是現(xiàn)在不能被過去所改變，被改變的東西只能是既成事實的東西，那些不成事實的東西不存在被改變可能性，因為你根本不知道被改變的東西是什么。

那么，現(xiàn)在可以被未來所改變嗎？這涉及時間旅行的一個截然不同的向度：后向時間旅行。這也涉及一個議題：“改變”的形而上學(xué)。

至今還沒有一位科學(xué)家能夠?qū)⑷魏问虑樽匪莸竭^去。但也許有一天科學(xué)家能做到這點。讓我們試著更清楚地了解什么是“回到過去”的時間旅行，以及它是如何產(chǎn)生的。進入過去的時間旅行不會改變時間的方向，也不會反過來“穿越”到以前的事件之中。當你記起你的青春時，你不會回到過去。

你想回到多久之前的過去？是有人類活動的過去，還是人類乃至任何物種都尚未誕生時的過去？如果你想回到5000萬年前的過去，你可以很容易做到：用望遠鏡觀察。這樣做會告訴你5000萬年前的宇宙是什么樣子的，只要你的望遠鏡能夠看到5000萬光年遠的宇宙——那就是5000萬年前的“我們的樣子”。你看到的那個5000萬光年前的恒星或行星（假如你能看到的話），與5000萬年前的太陽及地球有區(qū)別嗎？區(qū)別很小。而且，時間越久遠區(qū)別越小，50億年前的太陽和地球（那時它們還沒誕生），與你現(xiàn)在看到的50億光年之外的宇宙幾乎沒什么區(qū)別。這樣，一個有實際意義的問題是，我們想知道離自己在時間、空間上都較近的地方，換言之，當我們談?wù)撨^去的時間旅行時，我們的興趣是在離我們較近的地方，例如地球上的過去。

對于“未來人”來說，現(xiàn)在的你就是他們的過去。但這么說是沒有意義的：現(xiàn)在的你即便什么也不用做，也能輕易時間旅行到他們的過去。后向時間旅行的真實意思是，我們想做的是回到我們自己在地球上的過去。這有可能嗎？答案是：根據(jù)牛頓的物理學(xué)，這是不可能的；根據(jù)愛因斯坦的狹義相對論，這也是不可能的；然而，根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論，這并非不可能。

廣義相對論允許后向時間旅行是物理學(xué)家赫爾曼·韋爾在愛因斯坦發(fā)表他的理論后不久首次預(yù)言的，但直到在1949年哥德爾的工作中，這一假說才被仔細研究。一些研究人員認為這種可能性令人厭惡。他們被后向的時間旅行允許“后向因果關(guān)系”的暗示所困擾，但是他們相信只有當未來的相關(guān)部分已經(jīng)確定（也就是一些不愉快的部分），未來才能影響現(xiàn)在。這些研究人員建議，如果相對論真的允許后向的時間旅行，應(yīng)該修改或補充該理論以防止這種情況發(fā)生。一些人希望，一個至今未知的物理定律將被發(fā)現(xiàn)，用來排除后向時間旅行。其他人的反應(yīng)則截然不同，他們說我們應(yīng)該咬緊牙關(guān)，接受相對論的這些令人驚訝的結(jié)果。

以下是1963年J.J.C.斯馬特在《哲學(xué)雜志》上對時間旅行的一些過于悲觀的評論：

 斯馬特的批評者指責(zé)他犯了“乞題”的錯誤。他們想知道他為什么要求大家同意“我在一百年前不存在”——這是沒有根據(jù)的。根據(jù)廣義相對論，理論上可能的后向時間旅行是否真的發(fā)生取決于宇宙中物質(zhì)能量的分布，即是否存在適當?shù)臅r空曲率。

為了說明這一點，想象一下一張寫在正方形紙上的閔可夫斯基（他是愛因斯坦的老師）二維時空圖，其中一個空間維度在紙上左右移動。頁面上的每個點都表示一個可能的二維事件。時間維度在頁面上上下移動，與空間維度成直角。原點在頁面的中心。現(xiàn)在將頁面彎曲成一個水平圓柱體，與空間軸平行，以便將來與過去相遇。在這張圖所示的宇宙中，任何持續(xù)足夠長時間的靜止物體都會進入它的過去并成為它的“早期自我”。它的時間線或世界線是一個圓；更嚴格地說，它是一個封閉的時間曲線。這個圓柱形的宇宙允許一個事件比它實際所發(fā)生的時間更早和更晚。

不管空間是如何彎曲的，發(fā)生了什么樣的時間旅行，如果過去的時間旅行真的發(fā)生了，旅行者永遠無法抹去事實或改變過去。這種推理假設(shè)只有一個過去，無論是什么情況，都會一直是這樣，這通常是一個合理的假設(shè)。但在11世紀，彼得·達米安（Peter Damian）提出了挑戰(zhàn)，他說上帝可以改變過去。

假設(shè)達米安錯了，如果你回去，你早就回來了。因此，如果你回到過去，試圖在你祖父懷上你的親爹之前射殺他，不管你多么努力，你都會失敗的。你無論如何都會遭到必然的失敗。

如果你能在踏入時間機器之前開槍殺人，那么你大概可以在踏入時間機器之后開槍殺人。那么，有沒有一個悖論是因為你“既能又不能”開槍殺死你的祖父？

假設(shè)你不能因為你沒有射殺你的祖父，哲學(xué)家們會爭論這種對你祖父行為的限制是否表明在這種情況下，你沒有自由主義意義上的“自由”。為了解決這個難題，形而上學(xué)家大衛(wèi)·劉易斯說，你可以在某種意義上殺死你的祖父，但在另一種意義上不能。相對于一系列不包括你祖父懷上你親爹的事實來說，你可以這樣做。但是相對于包含這個事實在內(nèi)的其他系列事實，你無法這樣做。劉易斯說，不管在何種意義上，你都不能“你既能又不能”開槍殺死你的祖父。所以，“可以”這個詞的意思具有一種語境敏感性。另一個形而上學(xué)家唐納德·威廉姆斯不同意這種觀點，他認為我們總是需要對所有可用的事實做出“可以”的陳述。劉易斯說，在一種意義上，你“可以”開槍殺死你的祖父，但是你“不能”這么做，但在另一種的意義上，你“能”開槍殺死你的祖父，但“不會”（不可以）那樣做。威廉姆斯只是說，因為你“不能”開槍殺死你的祖父，所以你“不會”那樣做。

一些哲學(xué)家認為，如果你踏入一臺將你投射到過去的時間機器，那么你就不能呆在一個地方，因為如果你這樣做了，你會不斷地撞上你自己。這個問題通常被稱為“雙重占位問題”，意思是時間機器需要運動。

使用時間機器回到第一個時間機器發(fā)明之前的某個時刻，這在邏輯上是不自洽的，因此沒有人希望使用時間機器來親眼看看侏羅紀時代的恐龍的真實樣子——也許你會說，我還是待在屏幕前面看更安全吧。但是，如果時間機器一直存在，或者不需要時間旅行，例如在哥德爾的旋轉(zhuǎn)宇宙中，那么一個人可以沿著宇宙中的時間世界線去訪問他們過去的任何事件。你的旅行總是在你自己的前方光錐內(nèi)，但是時空中的扭曲不斷地“傾斜”光錐，所以你最終可以回到你開始旅行之前發(fā)生的事情。1949年，庫爾特·哥德爾發(fā)現(xiàn)了這些宇宙，它們是愛因斯坦廣義相對論方程的模型。愛因斯坦聽到自己的方程有這樣的解時很不高興，但他被哥德爾的論點說服了。相對論方程還有這樣的解：它允許在時空的某些區(qū)域有類似于閉合時間的世界線，但在其他區(qū)域則沒有。

1988年，基普·索恩（Kip Thorne）和他的同事在一本有影響力的物理學(xué)雜志上描述了一種制造時間機器的新方法：

蟲洞是兩個地方之間的第二條路線，而平常我們假定只有一條路線，好比兩條直線最多只有一個交點。它們是空間中從一個地方到另一個地方的“捷徑”，類似于蠕蟲啃蘋果時可能走的路徑，然后又從其他地方出來。就像兩個時鐘如果一個相對另一個移動就會失去同步一樣，一個靠近蟲洞口部進行快速移動的時鐘也可能與另一個靜止的時鐘不再是同步的。盡管索恩認為，可穿越的蟲洞可能不是自然存在的，但他也相信，原則上，它們可以由先進文明創(chuàng)造，但它們會在任何東西利用蟲洞回到過去之前，先塌陷它們的“喉嚨”。然而，決定蟲洞時間旅行是否產(chǎn)生“同一性悖論”的，是一個非常有趣的哲學(xué)課題。攜帶時鐘穿越蟲洞的人有沒有可能去拜訪他們早年的自我？

為了解決由于時間旅行與關(guān)于個人同一性的普遍假設(shè)不一致而導(dǎo)致的“個人同一性悖論”，許多哲學(xué)家建議拒絕關(guān)于個體同一性的“整存論”，因為這個理論意味著一個人在一生中的所有瞬間都完整、完全存在。他們建議接受一個人作為四維實體從出生到死亡的“分存論”。這個分存論時空中，個人一生中的每個瞬間，相當于一條“蚯蚓”身上的每片肢節(jié)。

如果我們不只是“訪問”我們早期的自我，而是“成為”我們早期的自我，那么個人同一性的概念將面臨更大的壓力。在這種情況下，我們的個人時間是一個循環(huán)，也就是一個封閉的時空曲線。最有趣的循環(huán)是“因果循環(huán)”。因果循環(huán)導(dǎo)致“后向因果關(guān)系”，在這種因果關(guān)系中，結(jié)果可以在它的原因之前發(fā)生。因果循環(huán)發(fā)生在事件e1、e2、e3……的連續(xù)序列中，其中每個成員都是其后繼者的原因，對于某個整數(shù)n，en導(dǎo)致en 1。哲學(xué)家米利·阿佩克警告說，有了因果循環(huán)，“我們顯然就快到魔法的邊緣了?！逼渌麜r間哲學(xué)家更愿意接受因果循環(huán)的可能性，盡管他們也很好奇，這些環(huán)是如何變成“青春之泉”，讓你每隔一段時間再過一次18歲生日。

在時間旅行理論中，到處都是物理學(xué)問題，但鮮有人知道，同樣隨處可見的，是形而上學(xué)問題?！耙蚬h(huán)”中“因”是什么意思？在哲學(xué)詞典中，關(guān)于這個關(guān)鍵詞的爭論有大量的哲學(xué)文獻，但作為第一近似，我們認為原因是“充分條件的必要部分”（參見約翰·麥基的因果性理論）。

有關(guān)后向時間旅行的哲學(xué)文獻以及由此產(chǎn)生的因果關(guān)系和“個人同一性悖論”的清晰和詳細的回顧，請參見（Wasserman，2018，ch.5）和（Fisher，2015）。

費曼圖描繪了粒子之間的一系列基本相互作用。受約翰·惠勒（John Wheeler）的啟發(fā)，理查德·費曼（Richard Feynman）提出了一種解釋量子電動力學(xué)理論的方法，即解釋電磁力或弱力支配的相互作用，即反物質(zhì)粒子實際上是一種在時間上后向運動的物質(zhì)粒子。例如，正電荷正電子在時間上向前移動實際上是負電荷電子在時間上后向移動。這一現(xiàn)象在上述郵票左邊的兩張圖表中被描繪出來，其中正電子e 在時間上向下或后向移動。

由于Freeman-Dyson證明了Feynman圖等同于Schwinger方程，而Schwinger方程沒有假定“后向時間”，因此21世紀初的大多數(shù)物理學(xué)家認為，由于Feynman對量子電動力學(xué)的成功表述，沒有必要接受“后向時間旅行”這一假說?？梢酝ㄟ^Muller 2016a（第246頁，第296-297頁）了解對此的評論。然而，一些受人尊敬的物理學(xué)家，例如尼爾·圖洛克，確實接受費曼式的后向時間旅行。Huw-Price補充道，F(xiàn)eynman的之字形在標準QM中不存在，所以如果我們把它放進去，我們就接受QM是不完整的。（換言之，之字形需要隱藏的變量）關(guān)于是否相信“反物質(zhì)是時間倒流的法則性物質(zhì)”這一爭論的核心，物理學(xué)家們非常謹慎，因為他們意識到這種說法越不尋常，在得到學(xué)界認可之前，證據(jù)應(yīng)該越有說服力。

以下是反對后向時間旅行的若干簡短的哲學(xué)論據(jù)：

上述所有對后向時間旅行的抱怨是一種混合論點，即過去定向的時間旅行在邏輯上是不可能的，在形而上學(xué)上是不可能的，在物理學(xué)上是不可能的，在工程技術(shù)上是不可能的，在生物學(xué)上也是不可能的……

時間旅行的倡導(dǎo)者們對所有這些論點提出了反對意見。比如對于上述第1項中“祖父悖論”的一個回應(yīng)是，你會殺死你的祖父，但之后你會在另一個宇宙中，而不是在你沒有殺死他的實際宇宙中。大多數(shù)擁護者不喜歡這種反應(yīng)；他們認為到另一個宇宙旅行并不是他們所說的“時間旅行”。畢竟跨世界的“斜向時間旅行”不同于世界內(nèi)的“后向時間旅行”。

對第三項“恩里科-費米悖論”的一個回應(yīng)是，也許我們沒有見過時間旅行者，因為我們生活在一個對時間旅行者毫無興趣的無聊時代。

“免費信息悖論”在哲學(xué)文獻中引起了廣泛的關(guān)注。對此，1976年，大衛(wèi)·劉易斯說道：