關於時間旅行的作品永遠有市場，不管是好萊塢科幻片還是亞洲穿越劇，無一不紅得發紫。物理學家認真思考了時間旅行的可能性，去往未來是可能的，回到過去還在爭議中。
《星際穿越》整個故事的因果鏈是一個莫比烏斯環。五維空間的人為什麼能提供信息拯救地球上的人類？因為墨菲解救了現在的人類，讓他們得以發展出高維度中的文明。墨菲為什麼能解救現在的人類？是因為庫珀給她傳遞了信息。庫珀為什麼能傳遞信息？是因為五維空間的人類給他提供了信息。
時間旅行作品有一個重要的種類，就是打破了三維世界中常規的因果律，進入時間循環這個怪圈。因果循環意味著在一個事件鏈中，所有單個事件都有其原因但是整個鏈條沒有。這意味著該事件鏈是封閉的，或者說在一個因果循環中，可以用同一事件鏈中其他的事件來解釋每一個事件，但是卻沒法解釋這整個事件鏈的原因。何為因，何為果，這就像古老的「先有雞還是先有蛋」問題一樣令人撓頭，解決的辦法似乎只有接受「並非每個事情都有獨立的起因」這種事實。
美國電影《星際穿越》劇照。庫珀、布蘭德和曼恩等孤獨地行走在曼恩所在的星球上
時間循環在物理學上還真有人認真進行研究過。上世紀80年代，俄羅斯理論物理學家伊戈爾·諾維科夫（Igor Novikov）在對時間旅行的可能性認真研究後指出，人可以回到過去，但不能因此改變歷史，人將被迫以一種方式行事而不讓悖論發生。換個角度說，我們的世界是已經被改變過的最終結局，這被稱為「諾維科夫自洽性原則」，後來成為大量時間循環作品的理論基礎。如果時間河流本身光滑地向回彎曲產生一個漩渦，他認為有某種「看不見的手」會阻止我們跳回到過去和產生時間悖論。
這種三維世界裡無法理解的邏輯，在科幻電影和小說中經過種種演繹，讓時間循環變成可能。除了《星際穿越》，這樣的例子數不勝數。《終結者2》中，施瓦辛格扮演的T-800告訴人類反抗軍首領約翰·康納，人類最終研究出了「天網」超級計算機，是因為得到了前作中被擊毀的機器人的晶片。《12隻猴子》中囚徒詹姆斯·科爾被科學家送到過去，找尋散播死亡病毒的罪魁禍首，最終發現一切罪孽的形成與自己被送到過去的經歷息息相關，而他孩童時代便撞見自己的死亡。
到底什麼是時間？我們能否穿越到未來以及回到過去？歐洲著名的哲學家聖奧古斯丁說過：「說起時間，每個人都曉得它代表什麼意思，但究竟什麼是時間？如果沒有人問我，我一清二楚；如果要我說明，那我就不知道了。」
事實上，就連時間概念本身也非一成不變的。對牛頓來說，時間像一支箭，一旦飛出去就絕對不會改變路徑。如果地板上的碎片忽然自行聚合且從地板上躍起，組成一個完整的杯子跳回桌面上，你肯定能判斷出這是錄像在回放，因為日常生活中絕對遇不到這類情形。
為什麼我們看不到破碎了的杯子跳回桌面上？通常給出的解釋是，熱力學第二定律不允許出現這類事件。熱力學第二定律告訴我們，無序程度或者說熵，總是隨著時間而增大。換句話說，也就是電影中提到的墨菲定律——事物總是朝壞的方向發展。桌子上一個完好的杯子是一種有序狀態，而地板上打破了的杯子則是一種無序狀態。時間的單向性是物理學的基本規律，宇宙中的一切事物都是從有序狀態走向無序的。宇宙不斷發展，是一個不斷變差的過程，從最初有秩序的狀態，慢慢變得沒有秩序，一片混亂。
而愛因斯坦的理論將空間和時間連接成一個不可分割的整體。在極限情況下，時間也是可以彎曲的。在相對論裡，大型物體比如行星、恆心和黑洞的引力可以導致空間彎曲，空間和時間可以通過一個叫作時空的東西聯繫起來。這就意味著當時空被彎曲時，時間也會被彎曲。這樣時間就更像一條河，當它在宇宙間漫遊時逐漸加快或者減慢。但是愛因斯坦擔心時間這條河也許有倒流的可能性，大概在這條河裡也有漩渦和分叉。
愛因斯坦狹義相對論的主要預言之一是時間膨脹現象，它本質上說，運動著的始終比靜止的時鐘走得慢。如果速度接近光速，時間幾乎就會停滯不前。這種想像適合所有的時鐘，包括機械鐘、數字鐘和生物鐘等等。這就意味著太空人登上太空飛船，並加速到接近光速後，地球上每過一年，他只會衰老一秒，因為他的時鐘變慢了。如果以他自己的時間為標準，經過一年重返地球時，地球已經過了3100多萬年。時間膨脹不僅存在於理論，它已經被實驗觀測所證實了。
利用時間膨脹前往未來的問題是，沒人知道怎麼讓你自己回去。回到過去是一個難得多的問題，目前還沒有人能解決，很多科學家也不相信能夠存在，但是物理學家已經提出了一些理論。
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