爱因斯坦是个很牛X的科学家，牛X到他死了以后，他的脑子被取出来送到科学机构研究，看看他的脑子是不是和一般人不一样。爱因斯坦到底牛X在哪里呢？他的牛X之处，简而言之可以总结为，他证明了牛顿力学的理论是错的。
牛顿力学有三大定律，具体是什么我就不多说了，但这三大定律成立的前提是，时间是永恒不变的，永远均匀向前的。所谓“天上一天，地上一年”，在牛顿看来，那就是封建迷信。但爱因斯坦的理论则表示，这是实实在在存在的。
爱因斯坦首先提出了光速恒定不变，也就是说，在任何情况下，光在真空中的速度都是每秒30万公里，这是个定数。在此基础上，行进的速度越快，则时间就会过得越慢，如果即所谓的“时间膨胀”，这就是爱因斯坦的“狭义相对论”。
为什么会出现这种情况呢？以下内容是有点烧脑的。关键还是在于“光速恒定不变”，这意味着在任何参照系中，光速都是恒定不变的。举例来说，当你在一个每秒10万公里的宇宙飞船中，扔起一个苹果，这个苹果依然还是会落在你手里，这是因为，你看到苹果是直上直下的，但由于惯性的原因，苹果已经叠加了宇宙飞船的速度，因此你扔起的苹果也是每秒10万公里。但宇宙飞船顶灯发出的光却仍然是每秒30万公里，并不会叠加宇宙飞船的速度而变成40万公里。
但是你作为宇宙飞船之内的人，你所看到的光子依然是垂直运动的，所以光走过的距离就是垂直的这个距离（假设这个距离是S1）。但对于宇宙飞船之外的人来说，光走的距离就不是垂直的，而是从顶部发射，落在了已经移动了之后的飞船底部。所以，宇宙飞船之外的人看到的光走的距离更长（假设这个距离是S2）。
S1=光速×飞船之内的时间，S2=光速×飞船之外的时间。由于光速恒定不变，而S2比S1要大，所以在飞船之外所感知到的光所行进的时间就更长。也就是说，飞船内的人用更短的时间就经历了飞船之外更长的时间。所以，飞船内的人相对飞船外的人来说，就做到了“天上一天，地上一年”。
但按照狭义相对论来说，所有的这一切都是相对的。在飞船上，你吃掉一包辣条依然需要10分钟的时间，消化这包辣条依然需要2小时的时间，一切都显得那么正常。但地面上的人看飞船上的人（假如你能看清的话），他们就好像慢动作一样。而当飞船上的人回到地球时才发现，一切已经沧海桑田，孩子已经长大，而你却依然年轻。没错，你穿越到了未来。
这就是狭义相对论能够推导出来的“时间穿越”。当你以接近光速的速度行进到足够远的地方，再以接近光速的速度返回地球，你就相当于穿越到了未来。其实是你用相对比较短的时间，度过了地球上漫长的时间，这种穿越依然是需要花费时间的，而不是影视剧里那种“瞬间”穿越。
速度越快，时间过得越慢
当你的速度越接近光速，穿越所花费的时间就越短。那么，如果你超越光速呢？按照狭义相对论来说，任何物体的速度都不可能超越光速，但有一种例外，就是“曲率引擎飞船”。这就涉及到了爱因斯坦的“广义相对论”。
在广义相对论中，时间成为了三维空间之外的第四维，时间与我们身处的三维空间合在一起，形成了“四维空间”。这在三维世界里很难理解，你可以想象成，我们每分每秒在三维空间所发生的每个动作，都是一个一个的立方体，这些立方体沿着一个时间轴向前，就像快速翻动的动画片段一样，形成了我们的连续动作。这个时间轴，就是每分每秒正在流逝的时间，这个时间只能向前。
因此，在四维空间中，三维空间与时间就共同组成了一个新的坐标系，我们姑且称之为“四维的网”。既然是网，就可以折叠，就好像将一个重物放在一块布上，这块布就会被压弯，这种弯曲的程度就叫做“曲率”。当年牛顿发现了万有引力，却无法解释万有引力是如何产生的，而爱因斯坦在广义相对论中明确解释了万有引力的产生来源就是来自空间曲率。这就相当于，如果一个重物把布压弯，那么你往布上放一个乒乓球，这个乒乓球自然就会沿着布旋转，最终被“吸”到了这个重物上。重物越重，布被压得就越弯，所展现出的“引力”也就越大。
万有引力来自于空间曲率
当两个重物彼此撞击，那么布就可能产生波动，这就是“引力波”。如果一个飞船能够制造出这种波动，那么空间就可以折叠，飞船就可以瞬移。折叠的曲率越大，瞬移效果就越明显。如果把瞬移也看作是一种“速度”，那么这个速度就可能会大大地超越光速。
按照上面的推导，如果你与光速相同，你的时间就会停止，你回到地球时就会穿越到未来。那么如果你超过光速，时间会倒流吗？答案是肯定的，但却又不完全。
曲率飞船利用空间折叠来前进
如果你超越光速，你将追上过去发出的光，因此你会看到过去发生的事情。但这仅仅是射入你眼中的信息而已，事情其实早已发生，只不过信息又被你重新捕获。你没有办法改变光中的信息，而只能眼睁睁地看着他们如电影般在你眼前流动。那么电影里的人自然也不会感知到有一个未来的人正在看着过去的事情重演。所以，通过超光速就可以“回到过去”，其实是错误的，它只能让你看到过去，却不能让你回到过去。
说到这里，按照相对论的理论，就可以得出两个结论。
第一，如果你用接近光速的速度来航行，你可以直接穿越到未来。
第二，如果你通过曲率飞船来超越光速，那么你可以看到过去发生的事情，却没有办法改变它。
这就解释了一个长期以来困扰人们的问题，如果未来人类科技进步到创造出时间机器，为什么没有未来的人会到现在来旅行？答案就是，时间机器只能奔向未来，或者是看过去的电影，却没有办法真的回到过去。所以，所谓的“祖母悖论”就是个伪命题，是不可能发生的，这就是霍金所主张的，时间旅行是不可能发生的。
虫洞
当然，还有另外一个“虫洞”理论，支撑了“回到过去”的可能性。也就是通过某种通道，将两个折叠的时空连接在一起。这样你就可以通过这个通道，在两个时空之间任意穿越，那么无论是回到过去还是奔向未来，都成为可能。但从相对论研究而言，如果想要制造一个能够容纳宇宙飞船穿越的冲动，其所耗费的能量将超过宇宙总能量之和。所以，这个想法也就只能存在于理论中，是不可能实现的。
牛顿的力学理论假设时间是绝对的，但爱因斯坦证明了时间是相对的，所以牛顿的理论从根基上就是错的，这就是爱因斯坦的牛X之处。但为什么物理学依然还是要学牛顿的理论呢？为什么不直接学相对论呢？因为在地球上的绝大多数场景，因为衡量的尺度有限，牛顿理论与爱因斯坦理论所计算出来的结果，误差可以几乎忽略不计。只有放大到宇宙场景之下，牛顿和爱因斯坦的计算结果才会有明显差异。所以，在大多数场景下，我们依然可以使用牛顿力学的简单公式，而不必去深究爱因斯坦复杂的相对论体系。
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