感觉想到什么写什么会更轻松一点，所以写点吧
但是写完才发现，唔，各位不如去直接看霍金的《时间简史》
这篇文章涉及到了相对论的知识，所以可能会花很长时间进行理解。别灰心，可以结合各种视频和图像，甚至数学公式，直到掌握它。这篇文章只是我对其的理解，所以可能会有不准确的地方，请包容。
应该我们都会有过或多或少类似的想法，就是穿越时空，回到过去去改变一些东西。虽然从因果律上是不太可能的，不过真的不太可能吗？
因果律是什么
Event: Things happens or take place.
我们都是人类，所以具有通用的常识就是，对于”事件“的定义。
所以事件就是一件发生的事情，那么事件显然是具有时间上的意义的。
既然在时间分布在时间轴上，那么它们必然是一群，而不是一个。可能只对于人类而说，时间是一种单向的东西。
过去的时光不会重复，或”我们无法回到过去“。
既然时间是单项的，那么事件意味着也具有某些单向的指向性，譬如”人被杀就会死“这种东西。我们把一种事件发生之后另一种事情也会发生的现象叫做因果。
前面的事情是原因，后面的事情则是结果。
既然你点开了这个文章，那你就必然会读到这行字。
因为没读到这行字的不知道这行字的存在所以这个论述永远正确
因果律，说的则是，因果永远不可能反着来。物有本末，事有终始。种瓜得瓜，种豆得豆。
既然是关于因果的规律，那么就必然是至少目前找不出反例的。我们可以用悖论说明这一点。
因果悖论 Predestination Paradox
又称 Causality Loop 因果循环。这个东西在科幻片里很常见。
我们可以假设时间并不是单向的，它可以有循环。循环则意味着穿越时间（Time travel），回到过去。
所以假如我可以穿越过去，把我自己杀死，那现在的我又从何而来呢？
很显然这是一个至少人类思考不出答案的问题。
这就是一个简单的因果悖论。如果我杀死了自己，那我为什么又要杀死我自己呢？或者，我还存在吗？我还存在过吗？当这条时间线打结的时候，或许意味着，这种可能性已经被永久的抹除掉了。
或许，我们可以有办法亲自试一试看看会发生什么吗？
如何回到过去
当然，如果我们有一台时光机就好了。
...欸，什么，你说时光机？？？那玩意不是不存在的吗？
假如未来已经有人造出时光机了，那么我们现在不应该看到未来的人吗？
别急，我们可以先假设时光机存在。如果时光机存在，它是什么？
狭义相对论 Special Relativity
还得是 Albert Einstein
理论是经过观察实际得出的。那么人类在这时候发现了什么呢？
光速 是恒定不变的。
速度是需要参照物才能获得的。而光这个特例，在所有情况下测得的都是一致的。无论是高速移动的火箭，或者在不动的地板上，测得的光速似乎都是一致的。也就意味着无论你跑多快，光总是比你更快的。
光似乎成为了这个宇宙的标尺，极限速度的标尺。
对于旧的牛顿·莱布尼兹变换来说，换一个参考，时间应该是不会改变的。但是如果时间不改变的话，光速就不会恒定了，我们必须重新设立变换，才能让光速在每个参考系下都是恒定的。
仔细思考一下这样的场景：
- 如果我是在地面上，而你坐在一个飞机上。
- 飞机向远方飞去，也就是说你在离我远去。
- 我瞄准了，给你发射了一个光，biu~。
- 这个光朝你飞奔而去并且假设你一定会接收到它。
- 因为光肯定比你飞的快，所以在我看来，这束光发出去时候，光相对于你的速度应该是光的速度减去你的速度。光应该是需要一段时间才能追得上你的。
- 但是对于你来说，光的速度相对于你也是不变的。那么我发出去的这束光，在你看来，其实是在以光速追赶你的。哦，不到一会光就能追得上你。
看到了吗？虽然我们之间的速度相同，但是光从出发到追上你所需要的时间，在我们两个人看来是不一样的。
仔细思考这一串思想实验，我们就可以明白，对于每个观察者来说，时间是不一样的。
时间为了确保光速不变，会自发的伸缩。
更进一步的推导表明，只要我们之间存在速度差，那么对于观察的一方，另一方的时间总会相对于自己变慢。
这就是钟慢效应 Time Dilation。
欸但是，既然双方都会觉得对方时间变慢，那为什么会对这个光从出发到追上所需时间有不同的认知呢？不应该是相同的吗毕竟两边都一样会抵消？实际上，确实抵消了。而抵消的位置在于双方关于事件的发生具有不同的认知。
同时的相对性 Relativity of Simultaneity
回想一下上面那个例子。请注意，下面为了说明”相对“的重要性，我将会添加”对于某某来说“的指示。
如果没有任何别的东西，你在飞机上怎么得到对于你来说我什么时候发送这个光呢？
当然是计算啦！
因为你知道你接收到光的时候你与我的距离，同时也知道对于你来说光的速度，所以很容易求出你认为的光所飞行的时间，然后在接收到的时间减去这一段光走路花费的时间，那就是对于你来说我发送光的时间。
但是我们如果从绝对角度来看，会发现，没法比！ 因为对于每个观察者来说，时间是不一样的。你所认为的同时发生的事情，实际上在别人眼里并没有同时发生。这叫做同时的相对性。
对于不同的观察者来说，事情发生的时间并不一样！ 在一个参考系下同时发生的事情，在另一个参考系下就是交错发生的。
因为在飞机的这个例子中，我们并没有让一个人同时做两件事情
这是一个很有趣的体验：我们需要完全的放弃掉绝对这个概念，转而只研究对于不同观察者在他们眼里世界是什么样的。
那么来穿越时空吧！
既然对于每个人，事件发生的时间不一样的话，什么条件下，事件发生的先后会被这种不同完全的扭转呢？
我们都知道，信息的传递需要时间，因为信息是有载体的。最快的信息载体，当然就是电磁波，也就是光啦！因为毕竟没有比光快的东西了。
假设我们有一个无视光速的对讲机，在瞬间（之后我们会知道”同时“这个定义本身就是相对的，但这里先看作绝对存在）我们可以知道对方干了什么。那么在上述情景中就会这样：
在我的通知下，你同时知道了我把光发出去了，并且在接收到光的同时用这种对讲机告诉了我。但是因为光更快的到达到你那里，所以
在我这里，光甚至还在半空中飞着呢，你就告我你收到了？
在因果逻辑上，按理来说应该是你先收到的光，然后才告诉我，但是结果是，我先知道了你收到了，然后我才看见你收到。
结果比原因更早发生。
这是妥妥的因果悖论！不！不能存在！
为什么会这样的？因为我们只是多了一台神奇的对讲机。而这台对讲机，它超越光速。
超越光速，可以扭转因果
时光机
至此我们很清楚了，我们假想的时光机就是超光速飞行器。
哦？那么超光速到底能不能实现呢？我们人类有没有可能借此穿越时空？
那么我们需要...
广义相对论 General Relativity
狭义相对论中，我们忽略掉了一个东西，那就是加速度。
作为速度的变化率，加速度也是很重要的。在有加速度的情况下，事情会变得更有趣起来。
双生子佯谬
如果我们想要反驳狭义相对论，那么第一个点想到的肯定是这个著名的思想实验。
内容就是一对双胞胎（所以年龄相同），哥哥乘坐飞船高速离开地球然后又回来，弟弟则呆在地球上不动，那么回来以后这两个人的年龄会有什么区别？
从狭义相对论的角度来说，对于运动的，速度越快对方的时间流速越慢。而这里面，两个人都是相对对方有很高速度的，那么这个怎么比较？
其实关键点在于，离开地球的那个人在过程中有加速度，而加速度会直接转换参考系
狭义相对论可以适用于惯性参考系，然而对于这种有加速度的非惯性参考系的情况下，我们需要一些改动。
对于哥哥来说，其实乘坐飞船高速离开地球的时候和返回地球的时候相比，他是处于两个不同的参考系的。而在参考系的转换之间，有些神奇的事情发生了。
根据洛伦兹变换，在参考系转换的过程中，也就是哥哥折返的瞬间，对于他来说地球上的时间会瞬间快到无法想象。弟弟在地球上的时间转瞬即逝，所以结论为弟弟反而会比哥哥更老。
这里最突出的差别是，两个人收到了不同的加速度，而加速度不是相同的。在这里并不意味着相对加速度是相同的，而这是很重要的。在相对论参与的时候，时间流逝不同，那么对于不同人来说加速度就变得相对了。
时空
根据爱因斯坦的想法，加速度和重力不可区分。
假设你在一个火箭上，如何测量出火箭的速度？实际上没办法测量。
而如何测量加速度？很简单，水平扔一个东西出去然后看它的运动。但是实际上，火箭停留在星球表面的时候，你也会感受到星球的重力。星球的重力和火箭实际的加速度也是无法区分的。
既然如此，上述有加速度的例子，则部分适用于时空的推导。既然加速度会导致参考系的转换，重力也会导致参考系的转换，从而改变时间。
持续，频繁的改变参考系？不能这么算吧，干脆换一种思路，也就是其实重力，并不是一种力呢？
从空间的角度来说，有一些比较用烂的例子。比如在一个球体表面，两条互相平行的线会相交。
假如空间本身进行弯曲的话，那么也会出现相同的现象，也就是即使你一直在走一条直线，这个空间本身就是弯曲的，所以你走到最后会发现走到另一个方向了。
这里最著名的例子应该是用一块蹦蹦床代表空间，而你站在中间时候，就会不可避免的向下踩出一个坑。这个坑就好比弯曲的时间，当有直线进行的东西遇到这个坑的时候，直线会被偏折到另外一个方向。（虽然这个例子太不准确了）
好的，空间可以这么解释，那么时间呢？时间也会发生变化是怎么回事？
正常的想法是把空间和时间看作两个分离的东西。时间是单向的，空间则是双向的。但是，我们说不定可以把他们两个联合在一起看呢？一个物体在我们面前静止的时候，它真的是静止的吗？
在时间的轴向上，这个物体在悄悄的向前移动。
在狭义相对论的情景下，我们作为观察者，不仅需要确认一个高速移动物体的速度，还要确认它的时间。毕竟它相对我们的速度越快，它相对我们的时间越慢。这时候，我们其实可以使用一个坐标系画图，横坐标为时间速率（相对我们的），而纵坐标为速度（相对于光速的）。
想象一下这个图吧（懒得画图然后扔上来了），当速度为 0% 的时候，时间和我们相同，也就是 100%。当速度为 100% 的时候（光速），它在我们看来时间停止，也就是 0%。这下横纵坐标都有两个对应的极限点了。
那么中间呢，在物体逐渐加速到光速的过程中，时间如何变换？事实上，这么一画图我们会得到一个圆形，也就是速度和时间速率的取值在一个圆上。这意味着，如果使用一个向量来表示速度和时间速率的取值，那么这个向量的大小应该是相同的。
这个向量则是整合时间与空间的关键
我们可以再绘制另外一个图，这个图的横坐标是物体在时间轴上的位置，而纵坐标则是其中一个空间轴的位置。
如果这个物体是静止的话，我们会得到一条横线。因为它存在于这一段时间，所以时间轴上一直有它的痕迹。
如果这个物体是移动的话，我们会得到一条斜线。即使位置在改变，它在时间上的改变是持续存在的。所以时间轴上必然有它的身影。
那么很显然学过微积分的同学们可能会发现，后面这个图其实是前面的图积分得到的。前面的图是描述速率，而后面是描述本身的值。
好的，后面这个图其实就是时空图。时空图上，我们可以做洛伦兹变换。但是这里，时空图的目的在于说明，其实它的变化程度是按照前面所说的那个大小不变向量来的。而那个大小不变的向量，则是这个物体在时空中的速度。
注意这里我们是说的时空。在这个情况下，时间和空间并不是分离的个体，因为它们之间在互相牵制，并且总是遵循特定的算法。
所以，当一个东西在空间中具有速度的时候，我们可以看作它在时间轴上的向量稍微偏转了一下。本来应该在时间轴方向的速度，现在则向空间中速度的位置旋转了。这个物体，在时间上稍微慢了一点点，而在速度上却飞了起来。
好的，那么这种说法如何解释重力同时对空间和时间造成影响？对了，在时间轴上走直线的物体，最后在时空上的路径反而并不是直线，原因是重力会将时间轴弯曲到空间轴上。
当一个物体好好的在时间轴上走直线的时候，它在空间上的表示则是静止的。假如这个时空本身就是弯曲的，它在时间上走的直线，这时候竟然悄悄的往空间轴上偏移了那么一内内。宏观的表现就是，这个物体在进行加速。而时间方向的分量这时候减少了，这说明这个物体时间变慢了。
看吧，当把重力解释成时间和空间都在进行弯曲，所以时间上的移动最终导致空间上的移动时，我们就能解释为什么重力又可以产生加速度，又可以减慢时间了。
时间和空间本一体。
所以你呆在地球上的话，时间是要比呆在飞机上要慢的。
黑洞 BlackHole
黑洞是一种至今为止仍然谜团重重的特殊天体。在超大恒星崩溃坍缩后，巨大的质量汇集到极小的空间，哦不，是一个奇点上。
质量会导致时空弯曲，而黑洞所弯曲的时空甚至有些特殊。因为弯曲接近无穷大，所以甚至可以将物体全部在时间轴上的速度扭曲到空间轴上。
这种扭曲如此强大，甚至光一旦进入到它的事件视界 Event Horizon，就会变得无法逃离。我们可以根据这个理解出，空间的弯曲程度甚至超过了光的速度，以至于以光速都无法逃离这个弯曲的空间。在此之下，又有什么能够逃离呢？
这种任何东西都无法逃离的特点，其实可以通过另外一种方式理解。就是，黑洞内部将空间和时间完全的绑定了。无论在时空上具有什么速度的东西，进入以后都会将其全部在时空上的速度分给空间，也就是，时间完全的静止，而空间速度完全向黑洞内。因为时空以一种不可想象的程度撕裂了，将其完全九十度翻转。（我非常喜欢这个空间和时间翻转的解释）
这种情况下，黑洞的中心，就是你的未来；你的未来，则是黑洞的中心。
好的，对于我们的时光机来说，最重要的一点无非是时空本身的弯曲可以导致物体超越光速，毕竟需要让光逃不出去嘛。
但是，时空的弯曲真的是可以导致物体超越光速吗？或者，在这种情况下真的就可以进行时间穿越了吗？
浪漫(?)的事实：光的时间是静止的。也就是对于它来说，你是永恒的。对于你来说，它也是永恒的
时间的牢笼
在上面我们详细讨论了，时空如何控制它里面的一切，包括它自己。
但是我们还是不太清楚，超光速是否能通过上述方式实现。并且实现了超光速以后，我们能否逆转时间？
首先，我觉得后面的问题是可以优先，并且简单的解答的。
超光速≠逆转时间
在我们之前的讨论里，超光速的信息传递可以带来因果悖论。但是因果悖论其实不代表逆转时间，只是事件发生的顺序改变了而已。真正的逆转时间，讨论的是时间的倒流。
所以时间有办法倒流吗？有！但很可惜，我们并不能进行时间倒流，因为这样其实没有意义。倒流回去的，重放动作？我们作为观察者，经过反向的时间，和正常的时间，对我们本身的观察来说有不同吗？你在逆向的时间里会进行正向时间的思考吗？
这个问题就像是，你从上往下翻相册，和从下往上翻相册，有什么区别一样。
但是，如果从时空速度的角度来讲，我们的时空速度永远不能超越光速，相反，时间倒流是在光速之下进行的。
还记得我们说过时空速度这个向量是有固定大小的吗？这里可以看出来，我们可以给它翻转到时间速率轴的负半轴，但是一看速度，欸，仍然是小于光速的。
那么真的有这种小于光速但是时间是倒着流逝的东西存在吗？
有的，就是反物质Anti Matter。
反物质是经过预言然后发现真实存在的东西。顾名思义，它的一切都是反着来的，什么电荷啊，自旋啊，甚至时间都是反着来的。
其实不难理解，假设我们正常电子是一直向一个方向自旋的（不准确，仅供理解），那么假如你倒带看它的录像，它就应该是反着转的。
某种意义上，反物质就真的像是在时间上倒着行进的正常物质。
不过说到这，你可以会说，我们所认为的因果扭转才是正常的时间穿越的理解，就是把未来的事件带给过去。这点确实是我们所普遍理解的时光机的作用，但是重要问题就是，真的能比光速快吗？
永远无法触及
这里的前提条件还是，光速对于所有观察者来说都是一样的。假如你有一艘可以无限加速的宇宙飞船，你可以超越光速吗？
在这个飞船上你吃力的一直在提升速度，但是看来光速始终是对你恒定的，飞快的离你而去。假如你没有参考的话，只有一个光，可能你甚至都不会意识到自己在提速，只是加速度带来的感觉告诉你正在加速。而光，始终以相同的速度前进，对于你或者我来说。
事实上，你完全可以一直一直加速下去，这里没有什么屏障阻止你继续加速。但是继续加速，带来的是什么呢？
如果我们继续看回时空速度的那个向量，我们还是可以想起来它的大小是不变的。这时候，你在加速的意义则是改变这个向量的方向。越来越偏向速度，越来越从时间上抽离，但是永远无法超越光的速度，因为已经限定死了这个大小了。
也就是你可以真的一直加速，但是对于别人来说，你只是一直在无限无限的靠近光的速度，但是永远无法企及。
对于你来说，光照样是那么快。它无法被追赶。
所以结论就是完全没办法超光速行驶。
假如加入一个地球呢？这时候有一个可以参考的东西在了。你从地球上出发，逐渐加速到光速。你对地球是高速运动的，地球对你也是高速运动的。
但是别忘了，你可是一直有加速度在的。不断变换参考系的过程，使得你的周围一直在改变。
除了钟慢效应，还有尺缩效应在呢。对于你来说，速度越快，空间会越被压缩。对于你的前进方向，两点之间距离就变短了。
当你相对于地球成为光速的时候，你对目标的距离就变成 0 了。目标，什么目标？当然是目标空间了。
这里你可以体会到当光的感觉了。宇宙中所有东西的距离都变成了 0，宇宙的大小变成了 0。宇宙失去了大小，变成了一个奇点。时空对你失去了意义。
哦，还是别当光了。
那么另一个结论就是持续的加速是有意义的，越光速越快能到达目的地
对于地球上的人来说就苦了。因为你在一直受到加速度，则地球上的时间要比你快好多。你觉得一瞬间完成的星际旅行，地球上可是过了几百亿年不止啊。
假如你是在地球上想要让飞快的探测器帮你采集数据的话，时间照旧。它永远不会比光快的，所以还算依靠光吧。
光锥之内就是命运。
有什么关系？
穿越时空，只存在于美好的想象中。
回到过去是吗，你有什么想要改变的事情吗？你有什么还想要再见一遍的东西，或是人吗？
只存在于记忆中的碎片，是你想要抓取的吗？
好想，说不定，回到那一天？或许结局就因此而改变，之类的？
如果再给我一次机会，我会选择另外一条路，之类的？
抱歉，这本时间旅行指南，存在的目的就是否决一切此类想法。让你直观的感受到绝望，痛苦，或者，将你从其中拯救？
花有重开日，人无再少年。过去的事情既定的写下了永不磨灭的符号。
唯有活在当下，才是生命的一切。