飞跃未来  
 
   人们对时间的最佳认识是从爱因斯坦而来。在“狭义相对论”中，爱因斯坦提出，我们测到的两个事件的时间间隔，会取决于观察者如何运动。重要的一点是，做不同运动的两位观察者感受同样两个事件，这两个事件间流逝的时间并不相同。这个所谓的“时间膨胀”效应可以利用“孪生子佯谬”来叙述。假设有一对孪生子，哥哥登上一艘火箭以高速驶往邻近的恒星，调个头，然后飞回地球，而弟弟则始终留守家园。就哥哥而言，这趟旅程也许耗时一年，可是当他回来踏出宇宙飞船时，会发现地球上已历经１０年了。他的兄弟已经比他老了９岁。这例子可说明其中一类有限制的时光旅行，实际上，哥哥已经跃入９年后地球的未来。   

　　每当两个观察者之间有相对运动时，“时间膨胀”的效应就会发生。但在日常生活中，我们不会感受到这种奇异的时间扭曲，因为此效应只在运动接近光速时才显著。就以飞机的速度来算，时间膨胀在一般的飞行旅程中也只有数奈秒而已，人根本感觉不出来。不过，精确的原子钟确实能记录这个时间差。所以，到未来旅行是个已经证实的事情。此外，重力是另一个进入未来的办法。在爱因斯坦的广义相对论中，他预言了重力会让时间变慢。令人失望的是，这种效应在地球上也极其微小。不过在总质量很大但体积很小的中子星表面，重力场强到会让时间比地球时间延迟３０％。黑洞更是时间扭曲的极端范例：在它的表面上，时间相对于地球而言是静止不动的，因此，如果有位航天员可以贴近黑洞再折回而毫发无伤的话，那他应可跃入遥远的未来。   

　　跳回过去   

　　那么又如何回到过去呢？这可比去未来更需技巧。“相对论”允许这一旅行发生在特定的时空结构里：一个旋转的宇宙，一个旋转的柱体，以及虫孔（即时空隧道）。   

　　数学家哥德尔１９４８年得出了一个爱因斯坦重力场方程式的解，用来描述旋转的宇宙。哥德尔的解在当时只被视为数学游戏，没有人认真看待。此后，其他科学家先后发现了另外的“跳回过去”的方式，例如１９７４年在美国杜兰大学的提普勒就曾做过计算，一个质量很大、无限长的圆柱体，若沿着轴心以接近光速自转，便可让航天员造访他自己的过去。不过，真正吸引人的是２０世纪８０年代中期出现的“虫孔”概念。   

　　在科幻小说里，虫孔也被叫做“时空隧道”，因为它们为空间中相距甚远的两点之间提供了一条快捷方式。跳进虫孔，你也许能在瞬间后在星系的另一头出现。虫孔符合广义相对论，重力会扭曲时间，对空间亦然。这个理论就好像我们可以在两点间另辟蹊径，或是挖凿隧道使之相连一样；数学家把这种情形称作“多连通空间”。正如贯穿山丘的隧道会比绕山而行的道路要短，一个虫孔也可能会比平常空间中的一般路径短。科学家发现，一旦可以制造出稳定的虫孔，那它就可以很容易转变成一部时光机器。一位穿越虫孔的航天员，也许不只是在宇宙的某个地方出现，他还可以在某个时刻出现，而这“某时”可以是未来，或是过去。   

　　制造“时空隧道”   

　　戴维斯说，要使虫孔可以通行，它就得包含一种能产生反重力的东西，从而能抗衡巨大质量系统因自身重量而内爆成黑洞的自然趋势。有人设想，要改造虫孔以进行时光之旅，可以把它的一个开口拖往中子星，并安放在其表面附近。中子星的重力会使虫孔开口处的时间减慢，这样就会使虫孔两端的时间差逐渐累加。   

　　“如果我们接着把两个开口安置在适宜的空间位置上，这个时间差就会冻结住。假设此时间差是１０年，一位单向穿越此虫孔的宇航员就会跃入１０年后的未来，而逆向穿越的宇航员就会跃入１０年前的过去。只要第二位宇航员以高速经由平常的空间返回出发点，则他的确有可能于尚未出发前便返回家园。换句话说，空间中的一条循环也有可能成为时间的循环。”戴维斯说。   

　　以此为依据，戴维斯在《如何制造时间机器》一书中设想了制造虫孔时光机器需要的三个步骤：第一，寻找或制造一个虫孔：这是连接空间中两地点的一种隧道。第二，使虫孔稳定：向其中注入负能量。第三，拖拽虫孔：假设有一艘宇宙飞船，能够将虫孔的两个口分开。其中一个开口放置在中子星表面附近。