如果明天你进入闭合类时间曲线，那意味着，你将可能到达今天。
2009年6月28日，世界著名物理学家史蒂芬·霍金在剑桥大学举办了一次派对，气球、饭前点心、冰镇香槟，该有的都有了。接到邀请的人却没人到场。霍金 对此早有预料，因为他在派对结束后才把请帖发出去。他说，这是为未来时间旅行者准备的一次洗尘。半开玩笑地，他重申了在1992年提出的猜想：到过去旅行没有现实的可能性。
然而，霍金可能站到了历史的对立面。就最近的系列实验来看，时间旅行有其可行性——至少在数学原理上是这样的。这些实验研究直指人类宇宙科学的核心。一旦时间旅行的可能性被确定，那这将远非只是一个科幻小说的题材，而是将深刻影响基础物理和量子密码学、计算机信息处理技术等实践应用的发展。
闭合类时间曲线我们那些最伟大的物理理论似乎并不否认通过时间通道回到过去的可能性，时间旅行的假想因此产生。根据爱因斯坦的广义相对论，重力是物质和能量对时空的歪曲。类似于旋转黑洞产生的极端强大的重力场，原则上会很大程度地歪曲周围存在的结构，使得时空回折，首尾交接，形成一个闭合类时间曲线，简称“CTC”，我们能在上面往返运动，逆着时间，回到过去。霍金等诸多物理学家发现，CTC会引发悖论，当宏观物质在其上通过时，因果常规将被打破。然而，理论物理学家大卫·多伊奇在1991年提出的模型能在量子水平上避免这一悖论。因为基本粒子的行为随机发生，不具确定性。“很有趣，你从广义相对论推出了一些悖论，但从量子力学观考虑这些悖论时，却发现又都合情合理了。”昆士兰大学的物理学家蒂姆·拉尔夫说，“不免想到，这是否能成为建立一个把广义相对论和量子力学结合起来的理论的重要依据。”
CTC实验最近，拉尔夫和他的哲学博士学生马丁·林格保尔首次主导模拟实验了多伊奇的CTC模型，检验证实这个有着20年之久的理论的许多方面。
他们的发现发表在了《自然通讯》上。他们的模拟实验大多围绕着多伊奇的模型如何处理“祖父悖论”而展开研究。在祖父悖论里，有人借助CTC回到过去，杀了自己的祖父，因此，后来也就没有了她的出世。（《科学美国人》归属于自然出版集团）
多伊奇解决祖父悖论的量子模型的运行原理如下：
想象一下，如果一个基本粒子回到过去，按下创造它的粒子生成器的按键，而不是一个人回到过去杀了她的祖先，那会怎样？如果粒子按下按键，这个粒子生成器就会产生一个粒子（正是前述那个粒子），粒子又重回CTC；如果按键没有被按下，粒子生成器就不产生任何粒子。在此种情景之下，粒子的产生并非命中注定，而是纯粹出于偶然。多伊奇的观点以量子世界的自洽性为前提，坚持认为，一个粒子从CTC的一端进入，必有同样属性的粒子在CTC的另一端出现。也就是说，一个粒子生成器有50%的概率会产生一个粒子进入CTC，这个粒子就有50%的概率会跑出CTC并按下按键，这样这个粒子重回粒子生成器诱发自身产生的概率同为50%。假定这个粒子是一个人，她杀死她祖父的概率为50%，换句话说，她祖父有50%的概率能够逃脱死于她手的命运。这从概率一致的观点上看，因果关系合理，悖论不再。看起来似乎很牵强，但却符合已知的量子力学定律。
拉尔夫、林格保尔和他们的同事通过利用量子系统里成对的偏振光量子的交互作用，重新研究了多伊奇的模型。因为他们认为，一对光量子在CTC中的总行为和单个光量子穿过CTC在数学意义上是等同的。“我们编码了这些光量子的偏振，使得第二个光量子以第一个光量子的过去化身而行动。”林格保尔说。所以，他们并没有把一个真实的“他”送过时间曲线，而是创造了“他”的替身，代“他”历经时间曲线模拟器，看看是否那个在CTC中出现的人和过去的某个时间点的“他”一模一样。
通过多次实验测定第二个光量子在和第一个光量子相互作用后的偏振状态，拉尔夫等人实践了多伊奇所说的自洽性。“我们在模拟的CTC出口获得的第二个光量子的状态和在模拟的CTC入口的第一个光量子相同，”拉尔夫说，“当然，我们并非把什么东西送回到过去，但模拟实验使我们能够研究正常情况下量子力学不会出现的不可思议的演变。
林格保尔指出，那些CTC赋予可能性的“不可思议的演变”将有很大的实际应用价值，比如说可以通过克隆基本粒子的量子状态来破解以量子论为基础的密码。“如果你能克隆量子状态，”他说，“你将能打破海森伯测不准原理。”海森伯测不准原理终将有一天能被用于量子密码学，因为其禁止同时精准地测量一定类型的成对变量，比如位置和冲力。“但如果你克隆了那个系统，你能测量各个位置的数量，最终破解加密的信息。
“有了CTC，量子力学将允许我们比古典或正常的量子电脑更出色得多地完成信息处理任务，”南加利福尼亚大学的物理学家托德·布朗说（其并不参与此次实验），“如果多伊奇的模型是正确的，那么这个实验忠实地模拟了能够在真正的CTC中发生的过程。但这个实验本身并不能证实多伊奇模型，多伊奇模型只有有了真正的CTC，才能证实。”
替代性推论然而，多伊奇模型并不是唯一存在的模型。2009年，麻省理工学院的理论家赛斯·劳埃德提出了另一个模型。不同于多伊奇的以自洽性为根据，劳埃德的模型没那么激进，而是利用量子隐形传态和一种叫“后选择”的技术解决祖父悖论问题。在2011年，劳埃德和加拿大合作者对他的模型成功地进行了实验室模拟实验。“多伊奇的理论对相关性有不可思议的破坏效力，”劳埃德说，“那就是通过多伊奇的CTC进行旅行的时间旅行者进入的宇宙和未来她所存在的宇宙毫不相干。与之相反，后选择CTC保留了相关性，所以时间旅行者回到了她记忆中的那个宇宙。”
劳埃德模型的这一性质使得CTC处理信息的能力虽然仍远胜时空中的那些典型的区域，但比起多伊奇的CTC来，相对乏力。“我们的CTC能帮助解决的那些问题难如大海寻针，”劳埃德说，“但多伊奇的CTC里的电脑首先能解决为什么存在大海。”
但劳埃德也乐意承认CTC的投机本性。“我不知道哪个模型才是对的。可能两个都错。”他说。“当然，另一个可能性是，霍金是对的。CTC原本就不存在，也不可能存在。”他补充道。时间旅行派对筹划者应该把香槟留给自己——他们期望中的未来宾客看起来不可能到来。
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