導言是小說家羅伯特·海因萊因的《你們這些還魂尸》里面的劇情。比較混亂，簡言之，就是通過時間機器，自己使自己懷孕并生下了自己。
20世紀初，愛因斯坦提出相對論以后，時間旅行就逐漸成為科幻小說和哲學討論的熱門話題。任何時空旅行都無法回避一個悖論問題，這個悖論可以用一個“外祖母悖論”來概括（想要具體了解這個悖論的可輸入“外祖母悖論”查看詳細內(nèi)容）：一個人回到過去殺死他外祖母，這樣沒有了外祖母就不會有將來的你，沒有將來的你也就不可能回到過去殺死外祖母。
所有的科幻小說和電影都必須開動腦筋能夠自圓其說的解釋這個悖論，例如前些日子比較火的《恐怖游輪》、《環(huán)形使者》等。在我們的生活中，任何事情都必須有一個獨立因（事情不會無緣無故發(fā)生），就好像一個鏈條，一環(huán)套著一環(huán)，直到最初的一環(huán)（亞里士多德把最初的一環(huán)叫做宇宙第一推動力，即上帝）。而因果律保證了這個鏈條只能是開放無交叉的，不能閉合也不能倒退，這才符合我們的邏輯（也稱為熱力學箭頭）。
時間旅行則形成了一個時間閉環(huán)，產(chǎn)生一些不可思議的因果循環(huán)，顛覆我們的邏輯，如導言中小說的情節(jié)。這樣一個閉環(huán)在其中的每一個時間點都有一個獨立因，但是從整個循環(huán)上看，卻找不出一個獨立因。
因此，基于這項悖論，有人說時間旅行是不可能的，還有些人為了維護時間旅行的可能性，拼命想辦法解釋因果循環(huán)的悖論。然而，這里有兩個問題需要弄清楚：一、時間旅行是否是因果循環(huán)的充分條件？二、已知知識無法解釋因果循環(huán)，是否代表因果循環(huán)是不可能的？比如，在我們接受相對論之前，雙生子徉謬就是一個明顯的經(jīng)驗性悖論。
如關(guān)于雙生子徉謬的討論一樣，大多數(shù)人對時間旅行的討論完全脫離了科學，變成毫無依據(jù)的異想天開。今天的主題與以上均無關(guān)，我只不過是想讓大家了解一下科學世界里的時間旅行觀念是怎樣演變的。
牛頓宇宙論：以牛頓為代表的物理學家認為空間、時間以及運動是絕對的，整個宇宙是一個單一、均勻的慣性系統(tǒng)。時間在這里面勻速流淌，是獨立于任何事物之外的絕對存在。但是一些科學家如萊布尼茲、貝克萊和馬赫則反對絕對時間概念。馬赫認為，變化是比時間更為基本的東西，我們所說的時間“流逝”實際上是我們關(guān)注到了周圍事物的變化的結(jié)果。我們發(fā)明出來時間以便把這種變化進行量化。這種理論，深深地影響了愛因斯坦。1905年，愛因斯坦發(fā)表了關(guān)于狹義相對論的論文。在絕對時空下，時間旅行是完全不可能的。
牛頓萬有引力定律可完美解釋宏觀天體的運行軌跡
狹義相對論：狹義相對論基于兩個基本原理，相對性原理和光速不變性。簡言之，在任何慣性系統(tǒng)下的物理定律都相同。光速不變導致了在牛頓力學里的絕對空間和絕對時間都變成相對量。從此，我們在討論時間和空間點的時候都要聲明是在何種慣性參照系下，因為不同參照系下的時間和空間量度都不同。在極端情況下，時間對于任何人都是相對的。
在閔可夫斯基四維時空下，不同事件相對時間的巨大差異
狹義相對論區(qū)分出了原時和坐標時。原時是指事件、觀測者和鐘表在同一個坐標系中的測量值，這種情況類似于傳統(tǒng)的牛頓力學的絕對時間；而坐標時則是事件和觀測者鐘表在不同的坐標系中，這時就要用到狹義相對論。在大多數(shù)情況下，人們大都處于或者近似處于原時系統(tǒng)中，我們的時間可以認為是絕對量，因此我們可以利用周圍事物的固定頻率還定量描述運動，機械表就是根據(jù)石英的固有頻率制造出來的。我們生活都處在原時的規(guī)范下，當我問你“現(xiàn)在是幾點”的時候，我相信你所遵循的時間和我所遵循的時間處于一個系統(tǒng)。所以我們才不會錯過航班、約會等等。
狹義相對論顛覆了我們關(guān)于同時性的常識。在一個參照系中觀測兩個同時發(fā)生的事件，在另一個坐標系下卻是先后發(fā)生的。這種現(xiàn)象的直接后果是造成經(jīng)驗上的延時效應。如果兩個參照系相對速度相差很大，則會產(chǎn)生明顯的時間差異。當你坐一艘接近于光速的太空飛船旅行一圈回來后發(fā)現(xiàn)你周圍認識的人全都老的比你快，這就是狹義相對論下的時間旅行。但是這并不是嚴格意義上的時空旅行，因為你并沒有回到過去，只是時間相對你流的比較慢而已。
廣義相對論：廣義相對論基于等效原理，即引力和加速度只是描述同一現(xiàn)象的不同名稱而已。廣義相對論中一個有趣的現(xiàn)象是光線在接近物體時會發(fā)生彎曲。這是由于質(zhì)量所產(chǎn)生的引力場造成扭曲的時空結(jié)構(gòu)，并且在大質(zhì)量（例如：黑洞）附近的時鐘之時間流逝比在距離大質(zhì)量較遠的地方的時鐘之時間流逝要慢。在非常強大的引力場下，時空的彎曲會產(chǎn)生一個閉合類時曲線（CTC），這種曲面空間不僅意味著在空間回到原點，而且在時間上也回到原點。換句話說，時間在這里真正失去了實際意義上的單向性，時間旅行在理論上真正成為了可能。
經(jīng)典閉合類時曲線示意圖
簡單來說，閉合類時曲線上的每一個事件都同時是另一個事件的過去和未來。明天就意味著今天的結(jié)束。
量子力學：量子力學是描寫微觀物質(zhì)的一個物理學理論，與相對論一起被認為是現(xiàn)代物理學的兩大基本支柱。在微觀世界里，許多實驗現(xiàn)象無法用常理解釋，而只能用量子理論來說明。比如一個既死又活的貓，物質(zhì)有一個最小的量子化的普朗克常量。
在量子力學中，有一種量子關(guān)聯(lián)現(xiàn)象。兩個粒子在經(jīng)過短暫時間彼此耦合之后，單獨攪擾其中任意一個粒子，會不可避免地影響到另外一個粒子的性質(zhì)，盡管兩個粒子之間可能相隔很長一段距離。這種影響甚至比光速的傳播速度還要快上10000倍，可以說是瞬時發(fā)生的。因此，可以說粒子同時具有幾種可能的狀態(tài)，像一只“既死又活的貓”。
量子糾纏的兩個粒子 圖片來源：百度百科
許多科學家把這一特性用在時空旅行中，認為當旅行者回到過去任何影響歷史的行為都會造成一個新的平行宇宙的產(chǎn)生，這些宇宙完全不交叉沒有聯(lián)系。
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