蟲洞示意圖

　　正在熱映的美國影片《星際穿越》，引發公眾對理論物理學的興趣。除了人們耳熟能詳的黑洞，蟲洞、五維時空這兩個概念對許多人來說仍較陌生。

　　為此，記者采訪了著名科普作家、中科院國家天文臺客座研究員卞毓麟。

　　什么是蟲洞

　　卞毓麟說，蟲洞又稱“愛因斯坦—羅森橋”，與黑洞一樣，是廣義相對論的推論。廣義相對論的引力場方程，在不同情況下有不同的解，科學家對它們進行物理詮釋，推測宇宙中存在黑洞、蟲洞等事物。天文學家已掌握大量證據表明黑洞之存在，但至今尚未發現宇宙中存在蟲洞——盡管它已在眾多科幻片、奇幻片中登場，包括《星際穿越》、《來自星星的你》?？梢哉f，蟲洞是“星穿”劇的必備神器。

　　那什么是蟲洞呢？打個比方，一張攤平的紙上有A、B兩點，連接兩點的最短距離是直線。有沒有更短距離？當我們把這張紙卷曲起來，用筆把A點捅破，伸出去再把B點捅破，只要紙的卷曲度足夠大，那么將A點與B點相連的距離就可以比平面上的直線距離更短，甚至短得多。究其原因，是先前的最短距離是對于二維平面來說的，而后來的更短距離利用了第三個維度。

　　這就說到了維度概念。我們生存于三維空間，這三維分別是長、寬、高。一張忽略厚度的紙則是二維的，即只有長度和寬度，沒有高度。假設紙上有種“二維生物”，它們懂平面幾何學，知道從A點到B點的最短距離是直線。然而有一天，一支空心的筆將卷曲的紙戳穿，把A、B兩點連通，這就是二維世界的蟲洞。“二維生物”發現它后，進入空心筆，從A 點到達B點，便完成了二維世界的“星際穿越”。

　　相對論認為，時間和空間是緊密關聯的，三維的空間和一維的時間組成的統一整體就是四維時空。我們所在的四維時空充分彎曲，有可能形成存在于更高維度中的蟲洞。穿越蟲洞，就能以遠比通常的直線運動迅疾得多的方式從宇宙的一處到達另一處。

　　空間為何會彎曲

　　那么，四維時空是否會彎曲呢？從常識看，說空間會彎曲似乎是天方夜譚。然而，廣義相對論告訴我們，大質量物體會引起時空彎曲。再次拿二維平面做類比，假設世界是一張拉平的橡皮膜；　把一個大質量鉛球放到膜上，橡皮膜便凹陷下去，出現明顯的彎曲；原本在膜上做直線運動的小質量高爾夫球到達這一區域，便會改變運動軌跡，在彎曲空間做曲線運動。

　　同樣道理，大質量物體也會造成四維時空的彎曲。質量越大，彎曲程度越大，相關數據可用廣義相對論的引力場方程算出來。在彎曲時空中，如果存在蟲洞，人類進入后就可能完成“星際穿越”。影片中幾名宇航員乘飛船在蟲洞中只過了一會兒，就到達了另一個星系。

　　回到過去是否可能

　　蟲洞不但是星際穿越的管道，還可能是“時間隧道”。實驗已證明，在強引力場或高速運動狀態下，時間流逝會變慢。卞毓麟解釋說，如果A點和B點相距20光年，而蟲洞讓人用1年時間就從A點到達B點，那么他就超越了光速。比光運動得更快，使人能夠“追”上已逝去的光景，重見早先的情形，也就是回到了過去。

　　卞毓麟表示，蟲洞在自然界中是否存在，科學界尚無定論，至少目前還未發現蟲洞存在的證據。通過蟲洞能否回到過去，也是理論物理學界爭論的一個問題。反對者提出“外祖父悖論”：如果一個人回到過去，在他母親出生前殺死外祖父，娶了外祖母，那么他到底是誰？“回到過去會擾亂因果律，而人們相信因果律是這個世界的普遍規律?！缎请H穿越》中男主角看到了小時候的女兒和他爭吵的場景，卻無法改變他當時做出的決定，避免了‘外祖父悖論’。”