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本文涉及到爱因斯坦相对论及时间本质等科学知识，只适合求知欲超强、智商超高的网友阅读，所以请浅薄无知、不思进取、智商极低且长有一个倭瓜脑袋的民逗安静地走开，谢谢！另外，为使不了解哲学、天文、物理及相关知识的网友凭智商读懂这篇博文，本人将最大限度地把掌握及读懂的哲学、天文、物理等方面的深奥理论、原理等，用最通俗易懂的常识性事例化解，以求简明地表达
关于穿越时空回到过去的小说及影视作品，实际是根据爱因斯坦相对论所幻想出来一种娱乐形式，如果用科学的视角探究其真实性，实乃对爱因斯坦相对论的严重误解！
用最精炼的语言通俗地解释爱因斯坦相对论的相关内容，即是：“物体以光速或接近光速运动时，质量会变大，距离会变短，时间会变慢；如果物体超过光速运动，则时间会倒流”。所有穿越时空的假想，正是抓住了“时间会倒流”这个命题，认为既然时间可以倒流，那么穿越者就可以回到过去。
实际上，迄今为止，科学界还没发现有任何物质的运动速度超过光速，而光速=30万公里/秒一直当作常数，就是假定不变。依此而论，爱因斯坦的“时间会倒流”只能是一个不切实际的假说而已。也就是说，理论上成立，现实中不存在。因此，以下仅讨论理论意义上的“时间会倒流”这个命题，把这个问题搞清楚了，大家就会弄明白爱因斯坦说的是什么意思了。
那么，爱因斯坦所谓的 “时间会倒流”到底是怎么回事呢？是否真有可能性呢？答曰：如果物体运动速度真能超过光速，那么时间确实会倒流，但这里的时间概念，即不是时钟度量，也不是科学定义的物质运动的顺序性、次序性的属性，而是“时光”。且听我举例详细阐明：
现以大陆女演员杨幂在1993年7岁拍摄电影《英雄劫》时，在草地上打滚的片场为研究空间，以拍摄的镜头时间为研究对象。我们知道，摄影机之所以能把当时杨幂在草地上打滚的景象拍摄成连续的电影胶片图像，是因为阳光照射在杨幂和草地等物体折射后，反射在摄影机胶片的结果。假设没有摄影机，那么在场的人也都可以看得清清楚楚，原因同样是太阳光照射小杨幂及场景，经反射传播到观察者眼睛视网膜上，引起视觉神经感应成像。现在假设，即没有摄影机也没有观察者，那么在摄影机和观察者的位置，仍然会有连续不断的太阳光照射小杨幂及场景的反射光线持续传播。再假设，这些反射光线直线运动的方向是真空状态，而且光线不发散，不损耗，那么，这些光线将持续沿着直线运动的方向，一直在宇宙中以光速向前运动。也就是说，直到今天，这些光线依然在宇宙中一往无前地飞奔着……
注意，假设对科学研究非常必要。现在再假设一个条件，就是在当年的拍摄现场摄影机的位置，修筑一个同镜头同样高度的平台，然后在历经17年之久的今天，让韩寒童靴乘坐超光速的宇宙飞船，在这个平台上，沿着当时折射光线传播的方向，开始追逐当时那些光线，结果会怎么样呢？因为韩寒的宇宙飞船速度比光速快，所以总有一天可以追上那些光线，当追上的时候，韩寒回过头来凝视这些光线，会看到什么呢？哈哈，韩寒会亲眼目睹杨幂7岁时在片场草地上翻跟头的全部情景，跟17年前摄影机拍到的和现场所有人看到的情景一模一样。这就是爱因斯坦所谓“时间会倒流”科学原理最通俗易懂的解释。
类比推知，韩寒还可以通过操纵宇宙飞船的横向移动和前后运动，“亲眼所见”地捕捉到成长中的狐小幂童靴的全部成长过程，只要杨幂在室外活动，都可以前行追踪到7岁之前，逆行追踪到现在。推而广之，韩寒还可以继续横移加前进，一直亲眼看到各个国家各个朝代的历史情景，一直追踪到人类起源之初，乃至一直亲眼见证地球的诞生。
看到这里，我想智商较高的网友，终于明白了“时间会倒流”是怎么回事了吧？实际上，穿越者只能穿越到眼睛看见的虚幻视像里，并不能真的回到过去。这是为什么呢？且再听我慢慢道来：
第一，非常简单，因为光线都是直线传播，而不是绕着地球曲线传播。所以，当韩寒追上了杨幂7岁在片场的折射光线时，空间位置并不在地球上，而是在远离地球17光年以上的宇宙中。
第二，根据时间的科学定义，所谓时间，即是物质运动的顺序性和次序性。大量科学试验证明，任何物质运动的次序和顺序都不可逆，即便空间上原路逆行一遍回到起点，但这已经属于运动过了，而不能认为没运动。所以，时间的本质，其实就是物质运动的一种属性，物质停止运动了，那么也就没有时间了。因此，世间万物都是微观物质内部基本粒子的运动所形成的结构变化，这种结构变化是不可能再回到运动前初始状态的。
第三，穿越时空一般“取材”于爱因斯坦狭义相对论，当然也有取材于广义相对论及其相关“理论”的，如美国系列科幻片《Star Trek》，这类“理论”过于玄妙复杂，下文将有简单提点，这里只讨论狭义相对论。实质上，二者的区别仅仅是，狭义相对论是按照惯性系进行讨论，而广义相对论是按照非惯性系进行讨论。
狭义相对论认为，高速运动物体的时间和空间与非高速运动物体的时间和空间存在相对性，也就是在两种不同的时空坐标系前提下相对而言的。但一个物体不能既在一个高速运动的时空坐标系中存在，同时又在另一个非高速运动的时空坐标系中存在，二者只能选择一个。因而，穿越者回到自己的童年时代见到自己小时候的情节，纯粹是一种违背科学的戏说。即使穿越者在地球上的非高速运动时空坐标系中的某时某刻，开始进入高速运动时空坐标系中穿越时空，并且假设穿越者确实回到了童年时代，但童年的他已经不复存在。这是因为，穿越者从受精卵状态开始生长，只能形成一种结构变化的人体，不可能同时形成两种结构变化的人体，所以，当穿越者开始进入穿越坐标系时，他的实体已经不在地球坐标系上了。
第四，假设真有一种宇宙飞船的速度能够超过光速，并且穿越者乘坐超光速宇宙飞船环绕地球做圆周运动（实际是不可能的，因为物体的速度超过第一宇宙速度，小于第二宇宙速度时，便会脱离地球的向心力，开始环绕太阳运动；当物体的速度超过第二宇宙速度小于第三宇宙速度时，物体就会脱离太阳系，开始进入银河系旋臂做环状运转；当物体超过16.7公里／秒的第三宇宙速度时，物体就会脱离银河系，直奔宇宙），那么，这样的超光速宇宙飞船是否真的可以穿越时空回到过去呢？其实，无论理论上还是实际上，穿越者都不可能回到过去。道理再浅显不过，因为从某一时刻起，穿越者开始超高速做圆周运动，而地球也在做自转运动，地球自转一圈，宇宙飞船不过多转了天文数字的N圈而已，假设地球自转了365圈，也就是一年，这时，当宇宙飞船停下来时，地球上所有东西，不过是一年后的地球罢了，怎么可能回到过去？
第五，千万切记，当穿越者进入高速运动时空坐标系时，同地球非高速时空坐标系的起始时间是一致的，也就是都从T=0开始起算，当时间开始延续时，宇宙飞船和地球都在在进行次序性、顺序性不可逆的运动，如此，宇宙飞船怎么能够穿越到地球起始时间之前的时空？理论上说，爱因斯坦相对论只是比较同一事件在两种不同时空坐标系的时间和空间变化而已。这两种时空坐标的相互转化公式，叫做洛仑兹变换。所以，根据爱因斯坦相对论对同一事件在两种时空坐标系中地时间，会存在一个差值。换句话说，同时发生的一件事，在两种时空坐标系中却不同时结束。有一个形象的比喻，叫做“同时发射的一发炮弹在两种时空坐标系中不能同时落地”。所以，无论在哪种时空坐标系，已经开始发生的事件，都不可能回到没发生之前，因此，穿越时空回到过去，在理论上也不成立。
到此，按照爱因斯坦狭义相对论理论，穿越时空回到过去的不可能性已经证明完毕。由于论证比较抽象，很多网友可能还是理解不了，为此，以下采取模拟实证和数据分析的方法，进一步论证一下。
为了研究方便，这里必须首先规定，超光速宇宙飞船用于计算速度的时间，与地球上的时钟时间是一致的。我们知道，时钟时间实际是人类主观规定的，根据地球自转一周，规定为一天=24小时，1小时=60分钟；1分钟=60秒；1秒=1000毫秒；1毫秒=1000微秒；1微秒=1000纳秒。亦即，这种时间单位完全是人类主观规定的东西，不是时间的本质，但却可以用来反映物质不同运动的时间本质，因此可以作为统一标准，对不同运动物体的运动快慢程度进行相互比较。
再假定地球是个均匀球体，已知赤道周长=40075.7公里，计为4万公里，即为地球周长。那么地球上任意一点的切线速度=4万公里/24小时=4万公里/24*3600秒=0.00004629万公里/秒，计为0.0000463万公里/秒。用光速=30万公里/秒，除以这个切线速度，得出结果是647948.164倍=64.7948164万倍，计为64.79万倍。因为我们假定宇宙飞船是超过光速的，现在设定其速度恰好是地球上任意一点切线速度的100万倍。
现在我们再做一个非常有趣的假想，以地球上宇宙飞船起飞的位置记为原点，以原点为切点，把地球沿赤道展开，将展开后的地球赤道想象成一列火车，那么其长度恰好等于地球周长。将原点前端记为“火车”的车头，后端记为车尾，宇宙飞船放在车头平行位置。再假想，“火车”沿着赤道原点的切线方向，以切点速度，以车头位置为出发点，在时间=0时刻，做匀速直线运动。假定“火车”从公元前220年的秦朝开始出发，那么到今天，“火车”已经行驶了2230年，所用时间=2230*365*24*3600秒，行程=2230*365*4万公里。这时，把“火车”车头在宇宙中的位置标记下来，记为终点。则，火车的速度=行程/所用时间=2230*365*4万公里/2230*365*24*3600秒=0.0000463万公里/秒。
此时，宇宙飞船沿着同样的方向，以“火车”100万倍的速度，从2230年“火车”车头同样的位置和方向，也做匀速直线运动。那么，宇宙飞船到达终点位置所需时间=2230*365*4万公里/0.0000463万公里/秒*100万=2230*365 /4630秒=17.579秒，记为18秒。
哈哈，看明白了吗？在地球上从秦朝到今天需要2230年，但在超光速宇宙飞船上从秦朝到今天只需不到18秒，这就是同一事件在两种不同时空坐标系的相对论。相互比值是123.8888……年比1秒，即是说，在超光速宇宙飞船上的1秒钟，大约相当于地球上的124年。在地球上过了124年，宇宙飞船上才过了1秒，这不就是时间变慢了吗？慢到什么程度呢？地球上的人经历了从生到死过了一辈子酸甜苦辣的生活，宇宙飞船上的人都来不及眨一下眼睛。
有兴趣懂行的网友，可以用洛伦兹变换公式计算一下，得出的结果同我上述计算是一样的，本人这种计算方法，是最通俗易懂的算法。前述是为了比较，让车长等于地球周长，车速等于地球切线速度的“火车”先行。如果是同时启动，结果也是一样的，宇宙飞船到达“火车”行驶2230年的位置时，只需18秒；而“火车”要想到达，还需要2230年-18秒。或者说，宇宙飞船飞行1秒所到达的位置，“火车”需要近124年才能到达。
现在，我们把 “火车”再卷回地球，那么，地球转2230年，宇宙飞船只需飞行18秒；同理，宇宙飞船飞行1秒，地球上已经转了将近124年。且不论宇宙飞船飞行方向如何，以及地球自转和公转是正转还是反转。
到这里，其实已经证明了三个问题：
其一，穿越时空回到过去虽然绝无可能，但穿越到未来却是既符合理论也切合实际。不用说宇宙飞船超过光速，只要是接近光速的宇宙速度，抑或速度足够快，宇航员完全可以超前进入未来。但千万注意，宇宙飞船所进入地球上的未来，实际并不是未来，而是地球真的经历了那么多年。所以宇航员再想回到出发时那个时代，已经没可能了。
还是形象地举例说明一下吧。按照前述假设的所有条件，假设宇宙飞船从今天开始出发，并且从出发到返回，恰好经历了18秒（不考虑宇宙飞船加速度和减速度），那么，当宇宙飞船落地的时候，地球已经过了2230年，也就是说，时间应该是公元4240年3月9日。这就是穿越未来的理论解析。
其二，证明了“双生子佯谬”命题成立。什么叫“双生子佯谬”问题呢？也就是人们耳熟能详的“孪生兄弟哥哥乘坐宇宙飞船去星际旅行，回来时要比弟弟变年轻”的命题。所谓佯谬，就是貌似错误的意思，实际上千真万确，放之寰宇而皆准。为什么呢？前面已经证明得非常详尽了，因为宇宙飞船的高速运动时空坐标系内的世间变慢了，所以，宇宙飞船上的时钟显示的1秒，可能就是地球时间坐标系时间的N年了，这个N的数值，取决于宇宙飞船的速度（不一定非要接近、达到或超过光速），速度越快，N的数值就越大，反之，速度越慢，N的数值就越小。正如前述计算的结果，如果速度超过光速，是地球任意一点切线速度的100万倍，那么，哥哥就不仅是变年轻的问题了，而是连弟弟的孙子的孙子的孙子的孙子……都见不到了。
实际上，前边“火车”的想象最能直观地说明问题，只要是宇宙飞船比“火车”的速度快，那么，宇宙飞船就先比“火车”到达一个车身=1年的位置，假设宇宙飞船的速度是“火车”车速的2倍，那么所用时间就是“火车”的1/2=半年。那么宇宙飞船里的哥哥，就比“火车车厢”里的弟弟年轻0.5岁。依次类推。
需要提点一个问题，高速运动时空坐标系内的时钟时间，与非高速运动时空坐标系内的时钟时间不同步，亦即是说，宇宙飞船里时钟走1秒，地球上的时钟并不是走一秒，而是M秒，道理同上。其实这个问题并不复杂，但是几乎所有企图否定爱因斯坦相对论的各路大仙们却全部晕头转向了。比如，宇宙飞船用我前述设定的超光速，他们认为，在地球上看见时钟走了18秒，就认为宇宙飞船上的时钟同样也走了18秒，实则大谬，因为这时宇宙飞船上的折算时间是（18/2230*365*24*3600）*18秒，宇宙飞船里时钟的任何指针根本就纹丝未动。为什么会出现时钟在速度变快时的慢走现象呢？很好理解，时钟的机械原理是不会随着速度变化而改变的，比如秒针走一格就代表时钟时间是1秒，但千万不要忘了，时钟这种机械原理是以地球自转速度来定义的，假设地球明天凌晨开始自转速度增加一倍，那么我们所有的时钟，秒针走一格就不是1秒了，而是原来的2秒了，只有如此，地球自转一圈=一天=24小时=3600秒的计算公式才能不变。可见，以地球自转速度为标准定义的时钟时间，当运动速度变化时，时钟走时也会随之改变。
以前在网上曾经读到过不少挑战爱因斯坦相对论的各路大仙，本人草草扫描几眼，就知道他们错在哪里。其中绝大多数都是自己连什么是时空坐标系都没搞清楚，而且对时钟时间在不同时空坐标系内如何折算根本就是个稀里糊涂。现举一例最新大仙的最新巨作《山东一高级验船师著书挑战爱因斯坦相对论》 ，这位作者叫夏烆光，其历时六年闭门不出苦心钻研汗水著就的35万字的《广义时空相对论》目前还未有幸阅览，但他对“双生子佯谬”的驳论确实可以看得出这位大仙这智商确实不是很高，爱因斯坦的智商基本是地球上超一流的了，传说是IQ=260多，本人高中时测试IQ=160多，高出常人40左右，根本也没用历时六年闭门不出，不过是偶尔研究研究，但却可以轻易证明这位大仙错误所在。这说明，没有爱因斯坦的超高智商的品种，别说是推翻人家的理论，看都看不懂！现在我简单证明一下这位大仙的结论之谬误所在。
以下是这位大仙的说法：“按照爱因斯坦的狭义相对论，假如一对孪生兄弟，一个留在地球上，另一个乘坐飞船以接近光速去做星际旅游，乘飞船的那位在高速运动，时间变慢，地球上的这位兄弟年老时，飞船上的那位兄弟还年轻，这其实就是典型的主观唯心主义思想的体现。”夏烆光对这个著名的双生子悖论有着不同的理解，“因为爱因斯坦主观地把留在地球上那位兄弟当成了坐标，用地球上的兄弟的眼睛去看，飞船上的那位兄弟确实是在高速远去。但是，我们不妨跳出爱因斯坦的相对论，换个角度去思考一下，咱们要是用飞船上的兄弟的角度去看，那岂不是地球上的兄弟在高速远去吗？变年轻的岂不是又成了地球上的那位兄弟？现实决不是这样的！所以说这个理论有漏洞，而在我的广义时空相对论中，这些漏洞都得到了圆满的解释。”
这位大仙的错误及原因如下：
1、两种时空坐标系及其各自的时间计算没有搞清楚。“用地球上的兄弟的眼睛去看，飞船上的那位兄弟确实是在高速远去”，这无疑是以地球时空坐标系为标准。“咱们要是用飞船上的兄弟的角度去看，那岂不是地球上的兄弟在高速远去吗？变年轻的岂不是又成了地球上的那位兄弟？”这是以宇宙飞船时空坐标系为标准。因为兄弟俩谁年轻问题是以各自的时空坐标系内的时间来决定的，所以，不能用宇宙飞船里的时间标准，来等同地球上的时间来讨论问题。显然，这位大仙所谓在宇宙飞船上的兄弟看地球上的兄弟相对高速远去，就认为地球上的时间变慢，因而地球上的兄弟变年轻了。这是没有搞清楚相对论的本质，相对论的相对意义，不是以运动物体之间各自的时空坐标系为参照物，而是以宇宙静止空间或特定天体为参照物。不然，如何理解并描述物质在宇宙中如何运动？比如，地球上的时钟时间，就是以太阳为参照物，规定自转一圈为一天，那么宇宙飞船上的时钟时间，也必是以太阳为参照物来计量的。归根结底，这位大仙是没有搞清楚两种时空坐标系的时间如何换算。
2、把两种时空坐标系的相对运动当作了一种时间坐标系内的相对运动。不错，在宇宙飞船上看地球，地球确实也是在高速远离，如同我在高速公路上超车时，回过头来看被超过的车是在向后行驶，二者的相对速度，决定看起来它行驶得快还是慢，但实际上，它们都在高速公路上沿着一个方向行驶，速度谁快谁慢，显然不是以各自为参照物，而是以高速公路为参照物。因为在相同的时空坐标系内，所以时间标准不变，均是以太阳为参照物的地球周长除以自转速度的若干等份为基准，所以只能比较时间谁多谁少。但假如，我开的车，在某一时刻突然变成宇宙飞船飞离地球，那么我将进入高速时空坐标系，时间将变慢，而被我超车那家伙还在地球上享受他的劳力士手表上的地球时间，跟我看他相对我的宇宙飞船高速远离没有一点关系。 |
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