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汤普森的时间旅行理论
此图解释了马尔科姆？史密斯（Malcolm Smith）在雷？帕默尔的《奇异故事》中讲的《汤普森的时间旅行理论》（Thompson’S Time Traveling Theory）的故事（1944）。在这个故事中，一个时光机器的发明者做了一个所谓的一个人回到过去，杀死了自己的祖父的祖父的悖论实验。
一个类空和类时世界的光椎图示（那金之后，1993）。
其他的一些有关连续对称的例子是时空的转化和旋转。前者指的是，就自然法则而言，在空间和时间上所有的点都是等价的。后者指的是在空间（空间的各向同性）各个方向都是等价的。离散对称的两个重要例子就是空间反演和时间反演不变性。一些自然法则在微小的反演和逆转的时间方向下是不会改变的。
守恒定律陈述了一个系统里的某些物理参数在时间进化过程中的不变性。例如，在经典物理学中（非相对论性的），一个系统的总质量在碰撞之前和之后都是固定不变的（质量守恒定律）。类似的，线动量和角动量以及一个系统的总动量在相对论性和非相对论性中都遵守守恒定律。
由于物理学上的拉格朗日表达式的出现，守恒定律的存在也和基本物理定律对称有关。例如，线动量的守恒是在空间转变下或者空间均一性下拉格朗日不变式的直接结果。角动量的守恒是旋转不变式的一个结果。在空间反演下的对称形成了同位一致性。
为了找出守恒定律的本质，我们需要研究在系统中力的性质和相关的对称性。因为所有的力都来自于其潜在的能量，所以通过潜在的能量来找出守恒定律的本质是可能的。比如，地球和太阳通过力的作用相互吸引，而这个力只是取决于这两者的距离而非它们的方向（一个中心力）。力的定律是不变的，因此可以得出角动量守恒。因为角动量的方向是垂直于旋转的平面的，因此地球和太阳永远固定在同一平面上。所以说，任意的两个物体之间都有一个中心力相互作用。
对称性仅限于某些最终的状态，一旦原始状态受到影响，反过来，也就暗示着最终状态在表面上是被禁止的。支配这种转变的定律被学术界称为选择性定律，这种定律在原子系统的研究中非常重要。
内在的对称和时空
目前为止，对称性的讨论涉及空间或者时间，或者两者同时涉及。某些对称性存在于“对称操作”把物质的一种状态改变成另一种状态时。比如，我们知道，在原子核中，同样的力存在于质子…质子，质子…中子和中子…中子中，这也就是说，在质子和中子中存在着一种物质的对称。在一个想象的“空间”中，质子和中子来自两个假设的方向，在一定空间的任意旋转不会影响原子核的稳定，这种特性被称为同位对称。在这样一个空间中包含的其他粒子形成了更高等的幺正对称性。内部对称的其他例子有电荷、重子数等等。这些内部的对称性基于一个虚拟的内部空间。
内部对称可在任一时空点上以相同或者不同的方式存在。人们把后一种情形称作规范对称性。在20世纪60年代，理论家把规范对称性应用于弱力和电磁力中。他们认为“自发对称性破坏”在理论上有着完美的对称性，然而在物理表现中却无法体现这一完美对称性。结果就是产生了一个包含两个力的弱电理论的单一数学模型。
我们所知的是，空间是由不同的维度构成的，而时间在这些维度中并不是以同样的方式存在。理论上讲，可以通过处理多维空间来穿越时间隧道。难以置信地是，物理学告诉我们，所有的东西都是通过不同的场进行内在连接的：引力场、电场、磁场、原子结构的弱力以及时间。时空旅行在理论上毫无障碍，甚至可以说，时空旅行和时空异常是整个宇宙的构成部分之一。
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本章中的材料大多数来自于《葛罗里百科全书》（The Grolier Multimedia Encyclopedia），参考文献如下：重力学参考文献：
伯格曼？P。G。的《引力之谜》（Bergmann。P。G。，The Riddle of Gravitation，1968），霍金？S。W和以色列？W的《三百年万有引力史》（Hawking。S。W & Israel？W，Three Hundred Years of Gravitation，1987年初版，1989年再版），马修斯等编辑的《万有引力，量子场和超弦理论》（Mathe Fields and Superstrings，1988），米斯纳？查尔斯等编著的《万有引力》（Misner Charles，Gravitation，1973），国家研究委员会出版的《万有引力，宇宙论和宇宙射线物理》，（Gravitation，Cosmology and Cosmic…Ray Physics，1986），索恩？K。S的《引力辐射》（Thorne K。S，Gravitational Radiation，1989），安东尼的《一个老人的玩具》（Anthony，An Old Man's Toy，1989）。
相对论文献：
阿维尼？A的《时间帝国：日历，时钟和文化》（Aveni。A，Emipres of Time：Calendars，Clocks and Cultures，1989），柯文尼？P和海菲尔德？R的《时间之箭》（Coveney。P，Highfield。R。，The Arrow of Time，1991），柯恩？H。J的《时间及其测量：从石器时代到原子能时代》（Cowan？H。J，Time and Its Measurement：Form the Stone Age to the Nuclear Age，1958），戴维斯？p的《有关时间：爱因斯坦未完成的革命》（Davies。P，About Time：Einstein's Unifnished Revolution，1995），埃尔顿？L。R。B的《时间和人类》（Elton。L。R。B，Time and Man，1987），弗拉德？R和洛克韦德？M合著的《时间的本质》（Flood。R，Lockwood。M，The Nature of Time，1987），弗雷泽？J。T的《时间的发生及演变》（Fraser。J。T，The Genesis and Evolution of Time，1982），豪斯？D的《格林尼治时和经度的发现》（Howse。D，Greenwich Time and the Discovery of the Longitude，1980），科普契恩斯基？W和特劳特曼？A的《空间，时间以及万有引力》（Kopczynski。W，Trautman。A，Space，Time and Gravitation，1992），普瓦德万？罗宾和麦克白？莫里合著的《时间的哲学》（Le Poidevin Robin，Macbeath Murray，The Philosophy of Time，1993），欧玛莉？M的《保持警惕：美国时空史》（O'Malley。M，Keeping Watch：A History of Time in America，1990年初版，1991年再版），托尔敏S？V和古德菲儿德？J的《发现时间》（Toulmin。S。V，Goodfield。J，The Discovery of Time，1976年初版，1982年再版），惠特罗？G。J的《时间哲学的本质》（Whitrow。G。J，The Natural Philosophy of Time，第二版，1981），安吉尔R。B的《相对论》（Angel。R。B，Relativity，1980），波恩？马克思的《爱因斯坦的相对论》（Born Max，Einstein's Theory of Relativity，修订版，1962），蔡森？埃里克的《相对论说》（Chaisson Eric，Relativity Speaking，1990），阿尔伯特？爱因斯坦的《相对论的意义》（The Meaning of Relativity，第五版，1956），加德纳？斯坦的《对爱因斯坦相对论的认知》（Gardner Stan，Understanding Einstein's Theory of Relativity，1991），罗素？伯特兰的《相对论基础》（Russell Bertrand，The ABC of Relativity，第三版，1969年初版，1985年再版），陶伯？G。E的《相对论》（Tauber。G。E。，Relativity，1988），威尔？柯利弗德？M的《爱因斯坦是对的吗？》（Will Clifford。M，Was Einstein Right，1988）。
量子力学文献：
伯格？曼彼得？G的《相对论的入门》（Bergmann Peter。G，Introduction to the Theory of Relativity，1942年初版，1976年再版），德维加？H。J和桑德斯？N合著的《场论，量子引力和弦》（De Vega。H。J，Sanders。N，Field Theory，Quantum Gravity，and Strings，1986），阿尔伯特？爱因斯坦的《相对论的意义》（The Meaning of Relativity，第五版，1956），汉德罗克？查尔斯的《场论及其经典问题》（Hadlock Charles，Field Theory and Its Classical Problems，1979），莫哈帕特拉的《统一和超对称性》（Mohapatra，Unification and Supersymmetry，1986），托里雷特？玛丽的《爱因斯坦的统一场理论》（Tonnelat Marie，Einstein's Theory of Unified Fields，1966），伯恩斯坦？杰里米的《量子剖面图》（Bernstein Jeremy，Quantum Profiles，1991），切斯特？马文的《量子力学的精华》（Chester Marvin，Prime of Quantum Mechanics，修订版，1992），费因伯格？杰拉尔德的《世界是由什么构成的？》（Feinberg Gerald，What Is the World Made Of，1977），韩？M。Y的《可能的宇宙》（Han。M。Y。，The Probable Universe，1992），希利？R。A的《量子力学的哲学》（Healey。R。A，The Philosophy of Quantum Mechanics，1991），赫伯特？尼克的《量子的真实性》（Herbert Nick，Quantum Reality，1985），杰梅尔？马克斯的《量子力学的概念发展》（Jammer Max，The Conceptual Development of Quantum Mechanics，1966），帕格尔斯？海因茨？R的《宇宙的密码》（Pagels Heinz R，The Cosmic Code，1982），惠勒？约翰和沃依切赫合著的《量子论及其测量》（Wheeler John，easurement，1983）。
超弦理论文献：
彼得？弗洛伊德和马汉撒帕？K。T合著的《超弦》（Peter Frenud， Mahanthappa K。T，Superstrings，1988），盖茨和哈怕特拉？R。N合著的《超弦》（Gates，Mohapatra R。N，Superstrings，1987），林德莱？戴维的《最后的物理》（Lindley David，The End of Physics，1993），彼得？F。D的《超弦和对万物理论的搜寻》（Peat F。D，Superstrings and the Search for the Theory of Everything，1989），伯恩斯坦？杰里米的《第十维度》（Bernstein Jeremy，The Tenth Dimension，1989），费恩伯格？杰拉尔德的《世界是由什么构成的》，里切？哈拉尔德的《夸克》（Fritzsche Harald，Quarks，1983），帕格尔斯？海因茨的《宇宙的密码》和《完美的对称性》（Pagels Heinz，The Cosmic Code，1982年初版，1984年再版，Perfect Symmetry，1986），斯蒂文？温伯格的《亚原子粒子》（Steven Weinberg，Subatomic Particles，1983年初版，1990年再版）。
对称性文献：
布洛赫？彼得的《基本的对称性》（Bloch Peter，Fundamental Symmetries，1987），波特曼？艾伦等编著的《对称性及其在科学上的应用》（Boardman Allan，Symmetry and Its Applications in Science，1973），考克斯特的《几何学入门》（Coxeter，Introduction to Grometry，第二版，1989），？艾默生的《在粒子物理学中的对称性法则》（Emmerson，Symmetry Principles in Particle Physics，1972），加德纳？马丁的《通用的宇宙：镜子对称和时空扭转的世界》（Gardner Martin，The Ambidextrous Universe：Mirror Asymmetry and Time…Reversed Worlds，修订版，1979），利希滕贝格的《幺正对称性和初级粒子》（Lichtenberg，Unitary Symmetry and Elementary Particles，1978），路德维希和福尔特合著的《物理学上的对称》（Ludwig，Falter，Symmetries in Physics，1988），罗斯？杰里米的《对科学家而言的一个对称性的全盛时期》（Rosen J，A Symmetry Prime for Scientists，1983），韦尔？赫尔曼的《对称性》（Weyl Herman，Symmetry，1952），耶鲁？保罗？B的《几何学和对称性》（Yale Paul。B，Geometry and Symmetry，1968）。
在旋转的宇宙中被叫做光锥（那金之后，1993年）
未来的光锥点几乎都在＋t方位，远离旋转的物质；当物质靠近时，它们开始倾斜。注意：有一条螺旋型的类时线在局部移动，靠近未来…t的方位。换句话说，它由远离物质的观察者进入到过去。（整个世界旋转的物质都在＋t方向上螺旋，那金之后，1993年）。
时光隧道和虫洞。这些不可避免地误导了对穿透三维空间的时间虫洞的解释。在a图中，虫洞连接了两个不相接的宇宙，然而在b和c图中，它们在同一个宇宙中相连接了。虫洞的“手柄”和两个洞口的外部距离相比既不太长也不太短。
图片文字4：《易经》（I Ching）的六十四个六角线展示了一个圆和一个方形的传统排列。古代的先知认为具有这种形式的时光穿越，它通过对平行世界的一个二维解释能预测即将到来的事件或者允许使用者改变未来。
图片文字5：1969年，在佛罗里达州（Florida）的基韦斯特（Key West）附近，一个巨大的气旋龙卷风被美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的航空器捕捉到。漩涡的出现很好地解释了三维的媒质是如何突然变成了横跨两个不同的时间和空间维度的一维漩涡丝。
以上出自马里？B。金的《量子真空零点能》
第二章
相对论与时空曲率：从熵到时间的反演不变性以及更多在科学领域里，人们往往会已每个人都能理解的方式被告知一些事情——这些事情以前没有一个人知道。而在诗歌中恰恰相反。
——保罗？狄拉克（Paul Dirac）
数学家就像法国人：不管你说什么，他们总会翻译成自己的语言，而且这些语言有特殊的意义。
——歌德（Goethe）
对于机械的时间旅行设备的渴望，带领我们进入了相对论和时空曲率的领域。在《星际迷航》中，美国海军想要达到一种“经编”速度，