深度长文：超光速真的可以引起时间倒流，让我们回到过去吗？

光速和超光速，是我做科普的时候经常碰到的问题。按照爱因斯坦的相对论，速度越快，时间就越慢。当速度无限接近光速时，时间就趋于停止。那么是不是意味着，如果一个物体以超光速飞行，时间就会倒流了呢？

逻辑上分析，好像真的如此，毕竟刚才说了，速度越快时间就越慢，当速度达到光速时间就停止了，那么如果超过了光速，时间自然就会倒流。

不过，答案并非如此简单。

首先，从数学上分析，时间倒流是可行的，所谓的“负时间”在数学上是存在的。但是这是不是意味着“超光速就等同于时间倒流”呢？

如果时间倒流了，就意味着因果律就不成立了。所以，问题就演化为：“因果”真的可以颠倒过来吗？

多数人会斩钉截铁地回答：不可以！不过这在普通人眼里很简单的问题，对于科学家们来讲，其实他们并不完全知道问题的答案，科学家们当然不能像普通吃瓜群众那样单凭自己喜好和感觉下结论，他们更需要证据。

下面来具体分析一下到底怎么回事。

首先一个问题：什么是超光速？

这个看似无厘头的问题，其实并不简单。我们平时会经常这么说“超光速是行不通的”，其实这句话并不严谨。因为大自然本身其实并不反对是否超过光速，大自然一点也不在意速度到底是多少，有本事你随便超光速，大自然都无所谓。

何况，真的存在超光速现象，比如说宇宙膨胀速度，还有量子纠缠的速度，虽然这两种速度目前普遍被认为并不传递任何信息，但我们可以利用这两种“超光速”现象实现“间接超光速”。

无论怎样，“光速限制”是有前提的，这个前提就是：就有质量或者信息的物体在真空中的速度不能超过光速，其实这也是爱因斯坦的狭义相对论表达的思想。

不过相对论也不是完美的，不是无所不能的。比如说，相对论并不能解释“快子”的存在，快子，被认为是只能以超光速的速度飞行的粒子。虽然快子目前更多的只是假想概念，很多科学家并不相信快子真的存在，但是考虑到理论物理本身就是从研究假想概念开始的，所以我们并不能完全否定快子的存在。

先不说快子是不是真的存在，我们就来假定如果一个物体的速度超过了光速，来分析一下时间是否会倒流。

如果从数学公式上来分析，当物体的速度超过光速时，公式得到的答案就是一个虚数，而虚数被认为是没有现实意义的，这也是为什么说爱因斯坦的相对论公式中不允许出现超光速的现象。

问题是，虚数真的没有任何现实意义吗？

除了爱因斯坦的相对论之外，其他科学家，比如说托尔曼也曾经推导出来关于速度与时间的关系公式，可以看做是相对论公式的升华版，能够推导出这样的结果：当速度超过光速时，得到的时间就是一个负数，也就是“负时间”。

我们都知道，现实世界里时间只有一个方向，那就是永远向前，这种时间流逝方向可以理解为“正时间”，那么“负时间”意味着什么呢？

我们的现实世界有“因果”，那么，负时间流逝就意味着“反因果”，当然，对于“反因果”的概念，并不是所有物理学家都相信。这也并不奇怪，因为对于理论物理来讲，从来就没有一个理论让所有人都认同。

什么是“反因果”呢？

按照爱因斯坦的狭义相对论，如果物体或者信息的速度超过光速，那么“果”就会在“因”发生之前发生。比如说，你想给我发送一条信息，你还没发送呢，我就接收到了你的信息，显然这种情况违反了“因果律”，也就是“反因果”。

不要以为“反因果”完全是无厘头的概念，事实上已经有科学研究小组在做这方面的实验了，只是还没有明确结果。

如果具体理解“反因果”呢？

从科学层面来讲，科学家们把两个事件（因，果）的时空距离就像是空间那样，这两个时间都在“未来光锥”。说白了，时间就像是空间那样，我们可以回到过去，在这种情况下“果”完全有可能比“因”更早出现。

这也就意味着：你的“未来光锥”可能就是回到你自己的过去！这就像是把图中的光锥折叠起来，以“现在”为折叠平面，把未来和过去折叠在一起。

当然，超光速并不是折叠光锥的唯一假设方法， 还有其他方法，比如说负能量或者虫洞。

甚至爱因斯坦本人，也曾把超光速传递信息的方式称为“快子电话”，利用这种电话可以给过去发送信息，不过果真如此的话，有可能引发因果关系悖论，比如说“祖父悖论”，其实这也表明了相对论也无法诠释因果关系上的悖论。

由此我们可以得出这样的结论：如果一个物体的速度超过光速，在数学上就会呈现“负时间”流逝。这就意味着，超光速会破坏因果律，导致“反因果”。

但最大的问题就是：反因果和时间倒流理论在现实中真的成立吗？

很明显的一点是，反因果和时间倒流在爱因斯坦的相对论体系下是行不通的。但我们的思维也不能完全被相对论束缚住，有时候我们需要摆脱相对论的束缚，放飞我们的思想，解读一下其他科学家的观点。

比如说，著名物理学家，诺贝尔物理学奖得主费曼就是“反因果”理论的支持者。具体来讲，费曼支持的反因果理论是这样的。

反物质，大家肯定都听说过，任何微观粒子都有相应的反粒子存在，比如说电子的反粒子就是正电子，两者除了电荷相反之外，其他都是相同的。电子和正电子，也就是反电子相遇瞬间就会发生湮灭，释放出高能光子。

但是，你有没有想过这种问题：物质与反物质相遇为什么会发生湮灭呢？两者为什么就不能“和平共处”呢？

物理学家费曼的解释让我们眼前一亮，极大开拓了我们的思路：实际上物质与反物质并没有湮灭，因为物质与反物质其实原本就是同一物质。

物质与反物质的关系，就像是你和镜子里的你一样，镜子里的你与你自身其实是一个人，只是你们看起来是相反的。

具体来讲，费曼认为，普通物质在空间里是以正时间流逝的，而反物质在空间里是以负时间流逝的。而我们平时所讲的“湮灭”，不过是普通物质在时间方向上“掉头”了，朝着相反的时间行进了，也就是变成了反物质，在这个过程中就会释放出高能光子，这就是所谓的“湮灭”，其实就是在时空中创造出了一个裂口。

也就是说，在我们的世界里，也就是“正时间”世界看到的反物质，其实就是物质自身在生命进程中的“倒带”。这也表明了，普通物质在生命结束的那一刻，就是其变成反物质的开始，是反物质的“生命开始”。正时间上的终结，也就是反时间上的开端。

通俗来讲就是：因和果是不可分割的，相辅相成的，因就是果，而果当然也是因。是不是有点玄学的味道？

当然，并不是绝对的玄学。其实费曼想表达的是，我们平时看到的普通物质，包括我们自身在内，终究在未来某天会变为反物质，然后会继续朝着“负时间”的方向行走。

不过费曼的思想更多的仍旧停留在纯理论分析，或者更多的只是假想罢了。

最大的问题仍旧是，我们平时看到的普通物质，如果真的超过了光速，真的会成为“反物质”然后朝着“负时间”的方向流逝吗？快子是否真的存在，它与物质与反物质之间到底有什么关系，或者说“普通物质一旦超过光速，就会变成快子吗？”

这些问题绝不是科幻层面的问题，早已经成为如今科学研究的方向，只不过科学家们目前还没有找到答案而已。

按照爱因斯坦的相对论诠释，光速限制是以四维时空为背景的，这是否意味着如果脱离了四维时空的束缚，就可以尽情地超越光速，甚至必须以超光速飞行呢？脱离了四维时空，我们最终会达到哪里呢？

这些也都是未知之谜，会涉及到高维度时空的概念，这也是科学家们研究的方向。

总结

虽然“反因果”和“负时间”这个两个概念目前更多的只是假想，但在理论物理学上的确存在，但是超光速是否会导致时间倒流，引发“负时间”，目前科学家们并不知道，但也不排除这种可能性。

但是，就算是反因果和负时间确实存在，也并不意味着我们可以改变过去，或许我们只能看到或者回到过去但没有任何办法改变过去，也就是改变“命运”。

而关于因果关系，我只能说：有因必有果，而有果也必有因。不管“因”和“果”谁先谁后，两者都是可以颠倒的，也都是密不可分的，这也是在现有的理论物理下进行推理的，至于更深的思考或者想象，我们大可以放飞思想，尽情地想象，甚至可以用因和果之间的关系被基础写一本科幻小说。