文／周永平（哥倫比亞大學應用物理博士、聯合大學工業設計系與共同教學中心專任副教授）

自愛因斯坦發展了相對論以來，時間旅行（time travel）已不是神話。下一個問題比較有趣：我們可以回到過去改變歷史嗎？這個問題超越了科學層面，深入人心，引起了紛紛議論，尤其體現在許多以此為主題的科幻電影上；電影是拍給人看的，有很多人關心這個主題，片商才會拍出這麼多部電影。

最近發行的電影《明日邊界》（Edge of Tomorrow），就是以時間旅行為主題。在不久的將來，地球被外星人侵略，歐洲大部分淪陷，美、英聯合反擊，將於諾曼地登陸，徹底殲滅敵人；不料外星人在灘頭布下了天羅地網，準備反將一軍。主角（湯姆克魯斯飾演）為一士兵，在灘頭戰死前吸收了外星人的血液，產生了一種不斷輪迴的能力，能於戰死時回到前一天，獲得再來一次的機會；也就是說，他可以用先前作戰的經驗增進對抗敵軍的能力，延後死亡時間，最後產生戰勝外星人的契機，打贏戰爭，解救地球人。

這部電影有關時間旅行的概念是：可以回到過去改變歷史，創造新的未來。同樣概念的較有名電影有一部《蝴蝶效應》（Butterfly Effect），講的是一個年輕人一直對年幼時發生在同伴身上的不幸事件念念不忘，他發現自己能回到過去，勇敢做對的事，改變同伴的命運。結果牽一髮動全局，劇烈改變了未來。

對於這一類概念，物理學家曾有所探討，並產生了一個叫「祖父矛盾」（Grandpa's Paradox）的說法：如果你回到過去，見到年輕時的祖父，蓄意殺了他，你會不會因此消失？你與你爸爸後面所做的事、產生對他人的影響是否會從歷史上抹去？會稱為「矛盾」是因為因（祖父）消失了就不會有果（你），一開始怎麼會有你去殺祖父這件事！因為因果論（causality）亂了套，有人認為回到過去的時間旅行不可能，但沒有任何學理可排除這種可能。

有些物理學家認為，如果你能殺掉祖父，他就不是真正的祖父（而你父親是個私生子！）。也就是說，我們無法改變歷史。這個概念下的科幻電影亦多如過江之鯽，最有名的當然是根據威爾斯（G. H. Wells）同名小說拍攝的電影《時間機器》（Time Machine）；說的是一位科學家即將建造完成一台時間機器，這時發生了一件不幸的事，他的未婚妻被搶匪殺死。當完成機器後首要任務當然是回到過去阻止未婚妻被殺。結果令他氣餒，不管怎麼努力，人都會在同一時間死亡，只是死法不同。

另一部我相當喜歡的電影是《未來總動員》（Twelve Monkeys），其中主角（布魯斯威利）成長於人類因致命病毒出現而大量死亡後的艱苦時代，他的任務是回到過去，找到病毒的原種，提供科學家研發疫苗使人類復興。主角後來發現病毒是被極端分子蓄意散播，他突然動念想槍殺散播者阻止整件事發生，結果在動手前他就先被警察格殺了。死前他回憶起童年時曾目擊一個警匪槍戰，中槍的歹徒死前望了他一下；他這時注意到一個驚嚇到的小孩正在看他，就是小時候的他！

乘坐電影時光機 回到過去或未來

第二類的時間旅行電影的概念是：歷史已經決定，就算回到過去自以為是做了什麼，也改變不了。「一切照劇本走」至少有兩個大問題：誰寫的劇本？人有沒有自由意志？人的自由意志若被否定，問題就大條了，比違反物理還嚴重一千倍！第三類的科幻電影以一個有趣的概念回應這個問題：時間並不存在，而是我們的幻覺。

根據馮內果（Kurt Vonnegut）同名小說拍攝的《第五號屠宰場》（Slaughter House Five）裡，主角被外星人綁架到別的星球，他被告知了這個事實，從此他可以跳躍式過人生；過一段中年，厭了，回到年輕時，再過一段。嚴格講，這不是科幻片，我個人喜歡它是因為它的反戰內涵。另一部很棒的科幻片是《異次元駭客》（The Thirteenth Floor），主角是一位受委託調查一位被謀殺之科技大亨的私家偵探，他發現大亨發明了一台時間機器，而他死前曾用來回到過去。為了查案，主角也因此穿梭古今去調查。最後他發現了一個驚人事實：原來我們生活在電腦遊戲當中，所謂時間旅行只是從一場景換到另一場景。

介紹完三類以時間旅行為主題的科幻電影，在此做個總結，並與物理學發展聯繫。物理學並未排除時間旅行的可能性，但時間旅行帶來了因果論的問題。第一類電影的想法會發生因（祖父）在產生果（孫子）前就消失了，第二類想法說：改變因不會改變果，一切照劇本走。物理學家懷疑我們的宇宙維度不只三維，而我們生活在三維的世界；一個多維度的宇宙可以容納無窮多的世界，就像三維的盒子可以容納很多紙張（若非紙張仍有厚度 ─即仍為三維，可以放無窮多張）。

所以當《明日邊界》的主角每次回到過去改變了歷史，就產生了一個新的世界，回去一百次就創造了一百個世界。這個概念叫「平行宇宙」（parallel universe 或 multiverse）。第三類電影告訴我們：沒有時間，因果論僅為幻覺。有些物理學家贊成這個想法，他們甚至發展了一組描述宇宙的方程式，其中完全排除了時間這個變數！物理是實證科學，這些有趣的理論仍須實驗觀測証明，短時間內應該無法做到。

如果你是科幻電影愛好者，我只想告訴你，好的科幻片大多有科學根據，我們可透過電影欣賞培養對科學的興趣，其樂無窮！