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。當然，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，我認為，任何外星來的或者來自未來的人的造訪應該是更加明顯，或許更加令人不悅。如果他們有意顯靈的話，為何只對那些被認為不太可靠的證人進行？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會出現(xiàn)。

這也許可以解釋，當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致的佯謬。我把一種稱為協(xié)調(diào)歷史方法。它是講，甚至當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，除非歷史表明，你曾經(jīng)到達過去，并且當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，它也應該決定你的行動。但是對于像人類這么復雜的機體，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，當時間旅行者回到過去，他就進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·費因曼把量子理論表達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，在費因曼的設想和選擇歷史之間似乎存在一個重要的差別。在費因曼求和中，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，費因曼的歷史求和設想似乎支持協(xié)調(diào)歷史假想，而不支持選擇歷史假想。

費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運動到b的反粒子還可以被認為是在時鐘方向自旋并從b運動回a的通常粒子。類似地，一個在時間中向前運動的通常粒子等價于在時間中往后運動的反粒子。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為是在時空中沿著一個閉合圖運動的單獨粒子。當對子在時間中向前運動時（從它出現(xiàn)的事件出發(fā)到達它湮滅的事件），它被稱為粒子。但是，當粒子在時間中往回運動時（從對湮滅的事件出發(fā)到達它出現(xiàn)的事件），可以說成反粒子在時間中向前運動。

在解釋黑洞何以發(fā)射粒子并輻射（見第七章）時認為，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動的粒子。當它到達虛粒子反粒子對一道出現(xiàn)的那一點，它被引力場散射成從黑洞逃脫的在時間中向前運動的粒子。相反地，如果是虛對中的粒子成員落入黑洞，人們可以把它認為是從黑洞出來的在時間中往回運動的反粒子。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動，而且這種時間旅行能產(chǎn)生可觀測的效應。

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？初看起來應該是可以的。費因曼歷史求和的設想是指對所有的歷史進行的。這樣，它應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，當時空被卷曲得可以旅行到過去時，在時空中的閉圈上運動的虛粒子，在時間前進的方向以等于或者低于光速的速度運動時，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動，它們通過路途中的每一點許多次。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步。我們忽略了其他效應，或者將它們用一定的數(shù)字來近似。（例如，當我們用化學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。）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）的性質(zhì)予以解釋。原子結(jié)構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年物理學家、諾貝爾獎獲得者馬克斯·玻恩告訴一群來哥丁根大學的訪問者：“據(jù)我們所知，物理學將在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。人們認為質(zhì)子——這個當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)對此又是當頭一棒。講到這些，在謹慎樂觀的基礎上，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。

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，所以第一步必須將廣義相對論和量子力學結(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；宇宙沒有任何奇點并且是完全自足的、沒有邊界的。