但是，如果這樣的話，為什么從來沒有一個來自未來的人回來告訴我們?nèi)绾螌崿F(xiàn)呢？鑒于我們現(xiàn)在處于初級發(fā)展階段，也許有充分理由認(rèn)為，讓我們分享時間旅行的秘密是不智的。除非人類本性得到徹底改變，非常難以相信，某位從未來飄然而至的訪客會貿(mào)然泄漏天機(jī)。當(dāng)然，有些人會宣稱，觀察到幽浮就是外星人或者來自未來的人們來訪的證據(jù)（如果外星人在合理的時間內(nèi)到達(dá)此地，他們則需要超光速旅行，這樣兩種可能性其實是等同的）。

然而，我認(rèn)為，任何外星來的或者來自未來的人的造訪應(yīng)該是更加明顯，或許更加令人不悅。如果他們有意顯靈的話，為何只對那些被認(rèn)為不太可靠的證人進(jìn)行？如果他們試圖警告我們大難臨頭，這樣做也不是非常有效的。

一種對來自未來的訪客缺席的可能解釋方法是，因為我們觀察了過去并且發(fā)現(xiàn)它并沒有允許從未來旅行返回所需的那類卷曲，所以過去是固定的。另一方面，未來是未知的開放的，所以也可能有所需的曲率。這意味著，任何時間旅行都被局限于未來。此時此刻，柯克船長和星際航船沒有機(jī)會出現(xiàn)。

這也許可以解釋，當(dāng)今世界為何還沒被來自未來的游客所充斥。但是如果人們能夠回到以前并改變歷史，則問題就不能回避。例如，假定你回到過去并且將你的祖先在他仍為孩童時殺死。這類佯謬有許多版本，但是它們根本上是等效的：如果一個人可以自由地改變過去，則他就會遇到矛盾。

看來有兩種方法解決由時間旅行導(dǎo)致的佯謬。我把一種稱為協(xié)調(diào)歷史方法。它是講，甚至當(dāng)時空被卷曲得可能旅行到過去時，在時空中所發(fā)生的必須是物理定律的協(xié)調(diào)的解。根據(jù)這一觀點(diǎn)，除非歷史表明，你曾經(jīng)到達(dá)過去，并且當(dāng)時并沒有殺死你的祖先或者沒有任何行為和你的現(xiàn)狀相沖突，你才能回到過去。況且，當(dāng)你回到過去，你不能改變歷史記載。那表明你并沒有自由意志為所欲為。當(dāng)然，人們可以說，自由意志反正是虛幻的。如果確實存在一套制約萬物的完整的統(tǒng)一理論，它也應(yīng)該決定你的行動。但是對于像人類這么復(fù)雜的機(jī)體，其制約和決定方式是不可能計算出來的。我們之所以說人們具有意志，乃在于我們不能預(yù)言他們未來的行動。然而，如果一個人乘火箭飛船出發(fā)并在這之前已經(jīng)回返，我們就將能預(yù)言其未來行為，因為那將是歷史記載的一部分。這樣，在這種情形下，時間旅行者沒有自由意志。

解決時間旅行的其他可能的方法是稱為選擇歷史假想。其思想是，當(dāng)時間旅行者回到過去，他就進(jìn)入和歷史記載不同的另外的歷史中去。這樣，他們可以自由地行動，不受和原先的歷史相一致的約束。史蒂芬·斯匹柏十分喜愛影片《回歸未來》中的創(chuàng)意：瑪提·馬克弗萊能夠返回而且把他雙親戀愛的歷史改得更令人滿意。

選擇歷史假想聽起來，和理查德·費(fèi)因曼把量子理論表達(dá)成歷史求和的方法相類似，這已在第四章和第八章描述過。它是說宇宙不僅僅有一個單獨(dú)歷史，它有所有可能的歷史，每一個歷史都有自己的概率。然而，在費(fèi)因曼的設(shè)想和選擇歷史之間似乎存在一個重要的差別。在費(fèi)因曼求和中，每一個歷史都是由完整的時空和其中的每一件東西組成的。時空可以被卷曲成可能乘火箭旅行到過去。但是火箭要留在同一時空即同一歷史中，因而歷史必須是協(xié)調(diào)的。這樣，費(fèi)因曼的歷史求和設(shè)想似乎支持協(xié)調(diào)歷史假想，而不支持選擇歷史假想。

費(fèi)因曼歷史求和允許在微觀的尺度下旅行到過去。我們在第九章看到，科學(xué)定律在cpt聯(lián)合對稱下不變。這表明，一個在反時鐘方向自旋并從a運(yùn)動到b的反粒子還可以被認(rèn)為是在時鐘方向自旋并從b運(yùn)動回a的通常粒子。類似地，一個在時間中向前運(yùn)動的通常粒子等價于在時間中往后運(yùn)動的反粒子。正如在本章以及第七章討論過的，“空”的空間充滿了虛的粒子和反粒子對，它們一道出現(xiàn)、分離，然后回到一塊并且相互湮滅。

這樣，人們可以把這對粒子認(rèn)為是在時空中沿著一個閉合圖運(yùn)動的單獨(dú)粒子。當(dāng)對子在時間中向前運(yùn)動時（從它出現(xiàn)的事件出發(fā)到達(dá)它湮滅的事件），它被稱為粒子。但是，當(dāng)粒子在時間中往回運(yùn)動時（從對湮滅的事件出發(fā)到達(dá)它出現(xiàn)的事件），可以說成反粒子在時間中向前運(yùn)動。

在解釋黑洞何以發(fā)射粒子并輻射（見第七章）時認(rèn)為，虛的粒子/反粒子對中的一個成員（譬如反粒子）會落到黑洞中去，另一個成員留下來，失去和它湮滅的伙伴。這個被拋棄的粒子也可以落入黑洞，但是它也可以從黑洞的鄰近掙脫。如果這樣的話，對于一位遠(yuǎn)處的觀察者，它就作為從黑洞發(fā)射出的粒子而出現(xiàn)。

然而，人們對于黑洞輻射的機(jī)制可有不同的卻是等價的圖像。人們可以把虛對中的那個落入黑洞的成員（譬如反粒子）看成從黑洞出來的在時間中往回運(yùn)動的粒子。當(dāng)它到達(dá)虛粒子反粒子對一道出現(xiàn)的那一點(diǎn)，它被引力場散射成從黑洞逃脫的在時間中向前運(yùn)動的粒子。相反地，如果是虛對中的粒子成員落入黑洞，人們可以把它認(rèn)為是從黑洞出來的在時間中往回運(yùn)動的反粒子。這樣，黑洞輻射表明，量子理論在微觀尺度上允許在時間中的往回運(yùn)動，而且這種時間旅行能產(chǎn)生可觀測的效應(yīng)。

因此產(chǎn)生這樣的問題：量子理論在宏觀尺度上允許人們可以利用的時間旅行嗎？初看起來應(yīng)該是可以的。費(fèi)因曼歷史求和的設(shè)想是指對所有的歷史進(jìn)行的。這樣，它應(yīng)包括被卷曲成允許旅行到過去的時空。那么，為什么我們并沒有受到歷史的騷擾？例如，假定有人回到過去，并把原子彈秘密提供給納粹？

如果我稱作時序防衛(wèi)猜測成立的話，這些問題便可以避免。它是講，物理學(xué)定律防止宏觀物體將信息傳遞到過去。它正如宇宙監(jiān)督猜測一樣，還未被證明，但是有理由相信它是成立的。

相信時序防衛(wèi)有效的原因是，當(dāng)時空被卷曲得可以旅行到過去時，在時空中的閉圈上運(yùn)動的虛粒子，在時間前進(jìn)的方向以等于或者低于光速的速度運(yùn)動時，就會變成實粒子。由于這些粒子可以任意多次地繞著圈子運(yùn)動，它們通過路途中的每一點(diǎn)許多次。這樣，它們的能量被一次又一次地計算，使能量密度變得非常大。這也許賦予時空以正的曲率，因而不允許旅行到過去。這些粒子引起正的還是負(fù)的曲率，或者由某種虛粒子產(chǎn)生的曲率是否被別種粒子產(chǎn)生的抵消，仍然不清楚。這樣，時間旅行的可能性仍然未決。但是我不準(zhǔn)備為之打賭，我的對手或許具有通曉未來的不公平的優(yōu)勢。

第十一章物理學(xué)的統(tǒng)一

正如在第一章中所解釋的，一下子建立一個包括宇宙中每一件東西的完整的統(tǒng)一理論是非常困難的。取而代之，我們在尋求描述發(fā)生在有限范圍的部分理論方面取得了進(jìn)步。我們忽略了其他效應(yīng)，或者將它們用一定的數(shù)字來近似。（例如，當(dāng)我們用化學(xué)來計算原子間的相互作用時，可以不管原子核內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。）然而，最終人們希望找到一個完整的、協(xié)調(diào)的、將所有這些部分理論當(dāng)作它的近似的統(tǒng)一理論。在這理論中不需要選取特定的任意數(shù)值去符合事實。尋找這樣的一個理論被稱之為“物理學(xué)的統(tǒng)一”。愛因斯坦用他晚年的大部分時間去尋求一個統(tǒng)一理論，但是沒有成功，因為盡管已有了引力和電磁力的部份理論，但關(guān)于核力還知道得非常少，所以時間還沒成熟。并且，盡管他本人對量子力學(xué)的發(fā)展起過重要作用，但他拒絕相信它的真實性。看來，不確定性原理還是我們在其中生活的宇宙的一個基本特征。所以，一個成功的統(tǒng)一理論必須將這個原理合并進(jìn)去。

正如我將描述的，由于我們對宇宙知道得這么多，現(xiàn)在找到這樣的一個理論的前景似乎是好得多了。但是我們必須小心，不要過份自信——我們在過去有過錯誤的奢望！例如，在本世紀(jì)初，曾經(jīng)以為每件東西都可以按照連續(xù)物質(zhì)（諸如彈性和熱導(dǎo)）的性質(zhì)予以解釋。原子結(jié)構(gòu)和不確定性原理的發(fā)現(xiàn)使之徹底破產(chǎn)。然后又有一次，1928年物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者馬克斯·玻恩告訴一群來哥丁根大學(xué)的訪問者：“據(jù)我們所知，物理學(xué)將在6個月之內(nèi)結(jié)束。”他的信心是基于狄拉克新近發(fā)現(xiàn)的能夠制約電子的方程。人們認(rèn)為質(zhì)子——這個當(dāng)時僅知的另一種粒子——服從類似的方程，并且這是理論物理的終結(jié)。然而，中子和核力的發(fā)現(xiàn)對此又是當(dāng)頭一棒。講到這些，在謹(jǐn)慎樂觀的基礎(chǔ)上，我仍然相信，我們可能已經(jīng)接近于探索自然的終極定律的終點(diǎn)。

在前幾章中，我描述了引力的部分理論即廣義相對論和制約弱、強(qiáng)和電磁力的部分理論。這后三種理論可以合并成為所謂的大統(tǒng)一理論（gut）。這個理論并不令人非常滿意，因為它沒有包括引力，并且因為包含譬如不同粒子的相對質(zhì)量等不能從理論預(yù)言，而必須人為選擇以適合觀測的一些量。要找到一個將引力和其他力相統(tǒng)一的理論，困難在于廣義相對論是一個“經(jīng)典”理論；也就是說，它沒有將量子力學(xué)不確定性原理合并在里面。另一方面，其他的部分理論以非常基本的形式依賴于量子力學(xué)，所以第一步必須將廣義相對論和量子力學(xué)結(jié)合在一起。正如我們已經(jīng)看到的，這能產(chǎn)生一些顯著的推論，例如黑洞不是黑的；宇宙沒有任何奇點(diǎn)并且是完全自足的、沒有邊界的。