人们发现科学幻想中有许多想法，最后都变成了严肃的物理理论。然而要设计、制造一部能改变时间的机器这种想法，还没跨过科学与幻想的界线而变成现实。尽管这样，前不久在《物理评论通讯》杂志上发表了亚基尔 · 阿哈罗诺夫（Yakir Aharonov）及他同事们撰写的文章。他们在该论文中探讨了制造“量子时间转移机”的可能性与前景。

时间转移，这是一个理论上的概念。这一概念的建立出于物理学家们使用处理空间的办法来处理时间的传统习惯。空间转移是让运动物体在某一方向上移动一段距离，而时间转移则是设想把某一事件发生的过程转移到另一段时间。阿哈罗诺夫他们的文章发表之前，还没人想过不同于纯思维的其他事件发生的过程，在时间上还能转移。

隐藏在“时间转移机”背后的理论根据是量子力学中的一个基本特性——迭加原理。不同的物理态经过组合以后即变成一个新物理态。由于量子力学本身允许存在不确定性，所以新物理态也有可能表现为它的任何一个初始态。在某种程度上可以把它理解为摄影照片的迭加。但是这样的类比并不能使我们对两种初始态在迭加中所作的贡献可用数量测定这一基本原则被否定提供点什么。

迭加原理令人感到困惑不解之处在于，我们可以把每个事件乘上一个系数（该系数也可以是负的），然后再对它们进行代数组合。这样，参数组合的已不再是可测量，而是大量更抽象的参数。例如事件的全部态，它们的历史与现状……阿哈罗诺夫等人指出，在某些特定条件下，这种抽象的迭加可以化简为更一般的参数值的加法计算。他们设想有一个受外力作用的系统，使用外部控制装置对该系统施加作用力，然后再建立一个由不同作用力造成的各种态的迭加。他们指出，这时实际上就是在对所有可能的力取加权平权。由于量子力学允许负加权平均，所以加权平均值往往超过单个力的大小。只要我们把若干个弱力迭加起来，就能得到一个强力。

迄今为止，上面提到的这个表述从概念上讲，是力放大的一种新方式。时间转移的提出是由于力的大小与产生一个给定效应所需要时间有着十分密切的联系，哈密顿量所表示的力增大一倍所得到的净效应，与该作用力的作用时间延长一倍所取得的效果等价，因此阿哈罗诺夫等人指出，可以用时间运行的迭加来代替力的迭加，这样人们就能借助对迭加中引力的适当选择而获得经历时间长于其任何一个初始态的效果，这时，我们假定的那个系统实际上已经进入未来。相反，如果迭加的结果是负时间，那么系统就有可能被带回到过去。

但是，怎样才能让力在不同时刻作用产生的所有态同时出现在某一时刻呢？为达到此目的，阿哈罗诺夫等人求助于广义相对论。根据广义相对论可知，在某一特定地点经历不同时刻所作的测量跟观察者在已知时刻不同地点的测量一样，取决于观察位置的引力势。这样，只要通过外部装置控制引力势，就能有效地控制时间间隔了。阿哈罗诺夫认为可以把系统封进一个巨大的球壳内，再设法改变球壳的半径就能控制时间间隔了。

阿哈罗诺夫等人已经把上述思想的前一部分发展成为适合他们需要的特殊放大方法，不过要想根据这个设想的后一部分建造一部真实的时间转移机，还有很大困难。首先，阿哈罗诺夫和他的同事承认，就原理而言，这种机器很难设计、制造。因为产生一个适合需要的迭加态必须依靠量子力学不确定的随机过程。其次，态迭加本身是一件相当难做的事。系统的不同部分之间的连接与结合必须十分精确，因而非常复杂，正如阿哈罗诺夫他们所说的那样，他们并不曾制成这种宏观设备。此外还应该指出，量子系统随时间发展有两种众所周知的方式。如果系统碰巧处于不受扰动状态，则它的发展是自然的。如果在测量时发现量子跃迁，那么就说明该系统必然存在由于观察引起的扰动，倘若我们打算制造的时间转移机仅按上述第一种方式运转，那么它就会把系统带到未来（或过去），不过这种未来和过去完全不同于实际的未来和过去。

[Nature，1990年8月23日]