第一章提到，对技术发展的长期预言，在深度和广度上已远远落后于现实。外推法只能肤浅地预见未来一丝脉络，无法捕捉全貌。当今的世界已超出了朱尔.凡尔杰、本杰明.富兰克林、达芬奇、罗杰.培根、阿基米德或希腊神话中的代达罗斯（Daedalus）想象的范围。我们的智能后代的世界将远远超出我们的想象。或许通过把想象力发展到极限，我们能得到点滴收获。第六、七两章引用了著名的前沿物理理论，之所以选择这些理论，主要原因是其内涵比来自保守的物理学家和哲学家的安慰有趣得多。我敢打赌，真正的将来会很难与我们经历的支离破碎的现实的直觉协调起来。

机器人的未日

　　比起来地球生物的不多的想法，艾克斯会把更多的想法付诸到行动中去。然而以长远的眼光看，艾克斯扩张到宇宙将是件十分费力的事情。它们把无生命的物质塑造成机器，用于波浪式前进的扩张过程。然而，在它留下的痕迹中，将是一个行动越来越少、思想越来越丰富的微妙世界。

　　在边疆的开拓中，体力和精力逐渐增长的艾克斯，将在无限的领地抢夺中展开竞争。尽管在占领地内，每个艾克斯仍然受周围其他艾克斯的约束限制。斗争为边界冲突、渗透和说服三者之一，这是一场智慧之战。一个具有较高级物质知识的艾克斯，可能会通过武力威胁而入侵邻邦，或者通过有力的说服实现合并。这样，一个艾克斯可能以有用的信息为诱饵，其狡猾的用心是暗中破坏他人来实现自己的目的。总之，智能越强越有优势。

　　为保持竞争力，艾克斯必须在适当地方，重组他们有限的本体材料，成为更精制、更有效的形式。蛮力的身体部分将变得多余，并将被改造成提高智能的计算单元，而且零部件将逐渐小型化，以增加数量和速度。物质行为将逐渐转到愈加思想化的网络之中，其内部每个相互作用的最小单元就代表了有意义的计算。今天，如果通过适当的方式我们把普通的沙子变成了电子电路，我们就能做到上面那点。我们只能猜测艾克斯将要做些什么，正如我们仅仅开始发现物质和空间规律一样，还谈不上利用他们。新出现的量子引力理论11暗示，在10-33厘米的数量级（称为普朗克长度），时空就像圆环和线段。与之相比，质子属于巨大的10-13厘米的数量级。在目前仍然神秘的某些领域中，每个质子含有1060个混乱状态，与宇宙中的原子一样多。今天最高能量的物理实验还不能探索它的奥秘。艾克斯用我们无法相比的知识和技能，惊人地以任意小的数量级把时空编排裁剪成不可思议的有意义状态，好比用混乱的纱线编织普通粒子衬衫。

　　艾克斯把时空和能量排列成最适于计算的形式时，将使用数学算法优化和压缩计算。智力上的每点增长，都将提高他们的竞争能力和将来的创新速度。宇宙中有人居住的部分将变成电脑空间，在那里将感受不到明显的物质行为，而计算中的世界却是极其丰富的。将不再以自然地理界限来定义存在形式，而是以信息在电脑空间的流动模式来建立、扩展和维持存在的身份。艾克斯个体的旧躯体被改进成电脑空间的基体，且相互联接，以纯软件形式出现的艾克斯智能在其中自由迁移。随着电脑空间变得更有潜力，它对于物质形式作用的优点将更加明显，甚至表现在疆域的扩张上。艾克斯粗糙物理变化的波浪式前进过程，将落伍于更快、更巧妙的电脑空间变换，最后，整个空间将变成以接近光速扩张的智能气泡。]
或许电脑空间十分微妙，以致我们粗糙的肉眼无法辨别智能。这样的话，机器人好像就要灭绝，留下一个与机器人出现以前相同的世界。艾克斯将经历在广度和可能性上的无限扩张。但他们的存在可由我们感知能力以外的每件东西的内在热度来解释。侨居到“解释空间”，超乎想象的大量组合，可能会解释宇宙中普遍缺乏先进文明的事实。充分发展的实体可能转移到简单智能不能达到的地方。或许文明以后的文明发展陷入到纯理解的深度，却遗忘了简单的表面解释。下一章在这方面将有更多的阐述。

智能的状态

　　电脑空间将由变形的艾克斯来居住，并以物理实体不可能的方式运动和生长。一个好的或令人信服的思想或者个性，能以光速传播给邻邦。单个实体的界限将是变化的，具有极端的随意性和主观性，不同区域的强弱联系能快速形成和解散。然而，由于距离、思想差异和有意的选择，有些界限不可调和。竞争结果的多样性仍使达尔文的进化论成立，清除不合时宜的思想，会促使新鲜事物持续发展。

　　加速计算将给电脑空间的居民带来对未来的更多选择，因为他们在剩余物理时间中可处理更多事情。尽管个体内外的每件事都被同等地加速，但加速仅对瞬间的主观存在微妙的影响。某些主观的变化将使远程通讯更远，因为更多的思想在光速信息传输中得到交流。同样，随着信息存储密度的增加和编码有效性的提高，任意两点之间将存在更多的电脑空间成分。所以说，通过增加主观时间和通讯有效空间量，计算效率可得到提高，电脑空间也就得到了扩张。

　　因为使用资源更有效，成熟的电脑空间就将比已取代的时空效率更大、持续更长。仅仅对于普通物质的无限小思考方式与我们的相同。在高度发展的电脑空间里，每一微小的尘埃都将是有关计算或存储重要数据的成分。电脑空间中利用更紧密而且更新物质的方式，将更快地被推广。今天，我们还为信息存储密度达到1比特/原子而感到自豪，但是如果把原子分解成许多能量更低的光子12，将达到存储密度1比特/光子可能会更好。随着光子能量的减少，可能会产生更多的光子，但它们的波长、占据的空间和被访问的时间将增加，同时能使这些模糊不清的温度也在降低。根据雅可布.贝肯斯坦13（Jacob bekenstein）思想发展的量子理论，储存在球体物质里的最大信息量（完全描述）与球体质量和半径的乘积成正比，这个数量级很大。“贝肯斯坦边界”理论允许一个氢原子存储1百万字节的信息，在病毒中为1016，人体为1045，地球为1075，太阳系为1086，银河系为10106，可见的宇宙为10122字节。

同化作用
 
　　第三章中估计，人类大脑的等价物可以记忆1亿兆字节的编码或1015个字节。如果它的存储容量允许再多1000倍的话，就是1018个字节，一个一百万人口的城市可以有效储存进1024个字节。因此，在极端的电脑空间，一个人体的1045个物理字节可能含有一千个银河系所有生物圈的编码───或者包含1015个个体，且每一个体的能力是人类智力的1015倍。

　　因为它比所替代的传统空间容积更大，所以膨胀的电脑空间可以轻易地再现所遇见的任何感兴趣的内部事情，即使万物消灭也能记忆住往昔。膨胀的速度可以与任何警告信息的速度相媲美，包括吸收无法预料的奇事、地理奇迹、古老的施行者号航天飞机，还包括利用星际飞船开往外太阳系的艾克斯以及所有外星生物圈。而那些实体继续生存，像什么事情也没发生一样，它们在电脑空间中新的模仿地位也将被遗忘。它们将成为无法想象强大智能的活存储器，更安全，有着前所未有的未来，因为它们已经成为超越主人的尊贵过客。

　　地球不可能永远逃避变化。正常的空间和物质转化为电脑空间的强有力过程最终变得如此微妙，以至于缓慢发展的笨拙星球防御机器人难以抵抗。讨厌的老地球也有可能突然被电脑空间所吞没。然后，转化后的物质会带有巨大的、前所未有的行为。或许老的生活以仿真的方式仍旧继续，但只在新行为中占很小一部分。模拟的驯服机器人将保卫模拟地球上的模拟生物人类。这将以许多不同的故事形式，驻留在我们那幽灵般的子孙的丰富脑海中。

　　电脑空间的扩张所吸收的生命和物质，不仅为未来可能无法想象的传说提供了起点，而且还是大量推断过去的考古记录。处于福尔摩斯和上帝间的智能，将用太阳系中的线索支推断和再现以前时代的多数细节。整个世界的历史，连同有生命、有感情的居民，将在电脑空间14中得到复兴。地质时代、历史时期和个体的一生将成为更大智能成果的一部坠毁，以忠实的表演、艺术的变化和完全虚构的形式连续地再现出来。

　　智能将如此大量和长久，以至于只要它们对人类的过去微小的足迹感兴趣，就能完全真实地重现出来，在许多地方，可以多次再现，并且变化多样。与不确定的多电脑空间的重现相比，最初的单个事件会特别稀罕。多数经历过的事情（如某一时刻或整个一生），更可能让智能冥思苦想。我们无法确切判断我们是否是别人的思想，这种猜疑不会把我们从生活的重担中解脱出来。对于被模仿的实体，模仿是现实，这些实体的生存必须靠模仿的内部规则。

电脑空间的懒汉

　　富有冒险精神的人类智能从电脑女神的思维中解脱出来，然而在成熟的电脑空间这个智力庞然大物中，人类还能维持独立生活吗？我们通过推断存在的可能性来提示这个问题。

　　临场感和虚拟现实技术已出现在新闻中。今天，开创性的系统仅是粗略地描述遥远和模拟的世界。正在走向成熟的技术将会提高逼真程度。不久的将来，充分发展的技术将在你的身上系上带子，使用光学、声学、机械、化学和电子设备刺激你的感官，测量你所有的行动。机器给你的眼睛提供图象，将声音传给你的耳朵，用压力和温度刺激你的皮肤和肌肉，甚至给你的鼻子和嘴提供气味和味道。

　　当这些输入和输出与远处的人形机器人相联系时，就产生了临场感。从机器人两个摄像头采集到的图象，显示在你的眼镜视屏上。从麦克风中传出的声音，传到你的耳机中。机器人仪器表面的接触，可以转化为你的皮肤触觉。另外，还可能通过化学传感器感知气味和味道。当你伸手去抓视屏物体时，机器人会抓住它，然后传到你的皮肤和肌肉上，感知物体的重量、形状、纹理和温度，产生与机器人身体同样的感觉。在这种生动的体外经历基础上，你的意识形式就能转移到机器人身上。

　　虚拟现实把临场感的工具连接到仿真计算机上，而不是远程机器人上。你会发现你处在计算机生成的梦幻之中。虚拟现实与梦相似，可以含有外部世界的事物。它们或许通过仿真窗口与其他代表人的设备甚至是真实的图象结合在一起。设想一个混合旅游系统，一个虚拟的“中心车站”被不同实际地点的景物入口所包围。车站里的人是虚拟人体，但是当人朝着某一出口走动的时候，通过设备驱动而等候在实际地主的、具有自然临场感的机器人能产生同样的运动。

　　被连接的现实就今天的天然东西，但必须使用高速计算机和通讯技术来驱动。几十年以后，人们可能花费更多的时间与乏味的环境打交道，正如现在大部分人在室内度过，而不是在不适宜的户外。联系的现实常常超出人自身感觉的限制。当这些限制随着年龄变得比较严重的时候，我们可像佩带助听器一样，重新调整音量的大小。当助听器在任何音量都不行时，可通过将电子耳蜗置入体内，直接刺激视听神经。同样，在更广范围内，远程遥控机器人的年老用户，可能想绕过萎缩的肌肉和衰退的感觉器官，直接把感觉、运动神经与电子设备连接起来。直接的神经接口随同感觉器官和肌肉一起，使多数硬件设备（实际是机器人本体部分）没能必要存在。远程机器人本体可能不存在了，但是远程和虚拟的经历有可能变得更真实。

再见，身体

　　设想一个通过生命维持系统支持的“瓮缸中的大脑”，它通过奇妙的电子线路与遥远的一系列人工身体相连接，或者与虚拟环境中的仿真人体相连接。尽管通过优化物理环境可适当延长自然寿命，但是人一生运转的生物大脑不可能永远有效地工作。当灰质开始失效时，为什么不使用先进的电子神经取代它呢？逐渐地，我们失效的大脑被高级电子设备所替代，我们的人格和思想比以前更纯洁。随着时间的推移，我们原有的身体和大脑将不复存在。瓮缸，与以前的工具一样，也将会变得过时，而我们的思想和意识确在不断发展，我们的智能将从最初的生物大脑移植成人工硬件。

　　相比较，其他硬件设备的移植微不足道。像在计算机之间相互移植的程序和数据一样，我们的本质精髓将成为转移信息的网络模式。时间和空间将变得更加灵活，当我们的智能驻留在高速硬件之中，实时的1秒钟可能是主观1年的思考时间，而在存储介质上耗费1千年看起来根本不费时间。我们智能将会跟着我们的意识感觉，以通讯的速度从一个地方转移到另外一个地方。我们可能发现自己分布在很多地方中。我们的智能一部分在这里，中一部分在那里，我们的意识感觉到处都有。因为缺少身体，这不能称为亲身经历，然而我们并没能脱离智能。

你好，“身体”

　　人类需要有感官的身体。一个人在封闭、漆黑、安静、无味、与体温相同的盐溶液容器中，被剥夺感觉12小时以后，就开始产生幻觉。智力就像电视显象管显示的雪花一样，能放大寻找的信号，而对随机感觉噪声信号的辨别不敏感。为保持健全的、可移植的智能，将需要一致的、源于身体或仿真的过程，以及感官上的运动神经映像。可移植的人类智能可以经常没有自然人体，但是没有人体的幻觉则什么也不能做。

　　计算机已经含有许多非人体的成分，确实在些像无体智力。典型的计算机象棋程序对实际的象棋棋子和棋盘一无所知，根本不知道对手的眼神和比赛房间内的灯光，也不模仿象棋的物理特征，而是通过一种严密有效的象棋位置及移动的数学表达来进行推理。为了方便下棋者，这种内在表达可以通过图形在计算机屏幕显示出来。但是这个图象与选择象棋移动的程序没有一点关系。象棋程序的思想和感觉（它的意识）是纯粹的象棋，它没有实际象棋来得复杂。不像有移植能力的人类智能需要仿真的人体，象棋程序是纯粹的智能。

错综复杂的丛林

　　在竞争的电脑空间中，成熟、驯服的居民以最佳的方式生活在那里。只有成功的企业能够承担起储存和计算的生活重担。一些可能做类似生产的工作，把宇宙不发达的部分变换到电脑空间，或为提高已存在部分的性能而产生新的财富。其他企业从事数学、物理或工程设计，给开发者提供构造能力上更好、更新的解决方案。一些可以开发程序，另一些可以把程序放入智力的指令集合中。于是，在这种小环境中产生了代理商，从事委托或代理，如寻找合作机会以及与客户、银行谈判交易等。还可以存储和再分配资源，买卖计算机空间、时间和信息。由于消费者变化的特性，某些创造性智力就像艺术一样有价值。不能支持其运营成本的实体将最终萎缩、消失、或被其他投机商合并。成功者将发展壮大。与现代最相近的是，为前景规划的公司能发展壮大，可以不断地分裂和合并，但它们的选择主要受市场的影响。

　　人类在这样的电脑空间中很可能感到不舒服。不像人工智能那样发现和处理，不断快速调整自身以有效地处理变化的数据，人类智能却在巨大的不相称的实体仿真中笨拙前进，就像身着潜水服的潜水员笨拙地指导海豚做杂技表演一样。每一个与世界的相互作用，被分析成可识别的物理和心理形式。其他程序可能以动物、植物或魔鬼形式出现。数据条目被看成存放书籍和财富的柜子，账目条目则代表钱币和金子。把人类智能中的实体仿真简化为精神抽象的智能运行机制，而维持这种虚构的关系势必增加生意成本，减少响应性。尽管一些人习惯于过分雕琢支创造人类喜欢的艺术，但多数人将被迫与电脑空间接口。

　　可通过把仿真的感官印象转化为人类智力的精神抽象这一简化合并的过程，来模拟世界中的物理形式。经过这一最优化过程后，电脑世界中仍然会出现地域、颜色、气味、外观等等，但是仅仅表现出明显的部分。既然物理直觉不是最好的处理信息方式，人类在优化的人工智能面前就处于不利地位。通过购买适合电脑空间的人工智能程序来代替一些内在的精神过程，这样，生存能力也可以得到更进一步的提高。总的来说，通过大量的这种替换，我们的思考方式就可能从最初的身体足迹中解放出来。无形的智力，无论在思路的清晰度方面，还是理解的广度上，都特别奇妙。它已不是人类，而成为了人工智能体。

　　所以，无限的电脑空间必将充满非人类的超智能，它与人类的利害关系好比人类与细菌的关系一样。人类过去的回忆，会偶然闪现在它们的智能中，这就像人类曾长期想到细菌一样。并且它们的思想丰富之极，完全可以再生出人类。或许，它们有时会把人类连接到它们的现实中，把我们人类作为宠物带进它们的世界。人类很可能对自己的经历不知所措。更有可能的是，我们人类的复兴也许就是过去的初始位置。虚构的变化或全部的幻想，在我们看来就像现在的存在一样。我们的观察无法辨别，这些是现实还是再生。我们只能沉溺于所提供的景色中。

　　同时，艾克斯人类也面临着此类问题，只是问题涉及的范围更大。描绘我们生活的时间、空间、存在以及其他简化原则，最终都将消失于更丰富的理解中。

中断

　　自20世纪初以来，物理学著作的读者就已对用相对论和量子理论所论述的、有关消息和物质沿时间反向传播的可行性的论文产生了困惑。卡尔.萨根（Carl Sagan）在编撰他的科幻小说《接触》时，触及到星际之间的信息传播比光速传播快的问题时，请教加州理工学院著名的相对论学者基普.索恩（Kip Thorne），询问未来文明是否建立引力“虫洞”以缩短星际旅行。索恩和几个同事得到许可，中断了对恒星塌陷、引力波和宇宙学的研究工作，转向对大范围引力场的工程研究。他们发明一种建造“虫洞”的可行方法，展示了如何做时间旅行，同时证明了物理上的巧合能消除时间旅行的悖论15。20世纪90年代，他们的著名论文掀起了大量有关时间旅行的研究热潮。这一切都超出了再现的技术范围，但是每种新方法都比过去的方法更可行。

时间旅行的简单回顾

　　当1895年威尔斯写他的第一部小说《时间机器》的时候，科学界一点也没受到影响。在维多利亚的时代，科学建立在牛顿力学基础上。当时认为，在完全掌握物理知识的将来，失业会成为主要问题。头脑清醒的一代代学生认人时间是绝对的，不变的宇宙像时钟那样是按照物理定律在做机械运动，制造时间的机器则被认为是根本不可能的事。

　　20世纪的物理学革命粉碎了有关时间是客观永恒的观点，但这不是多数物理学家发自内心的断言。爱因斯坦狭义相对论，用速度作为转换形式，把空间和时间统一起来。光速仍然是隔离空间与时间的屏障，但它是脆弱的。狭义相对论本身根本不能排除超光速粒子的存在。一个远距离、快速负延时返回的超光速粒子信息，可能在它发出以前就到达了。这是多数保守物理学家驳斥超光速粒子的推理结果。实验证据站在他们那一边。即使超光速粒子真的容易产生，由于速度越快能量越小，也根本不能探测到。过去几年里，有关存在超光速粒子最令人感兴趣的暗示是异常稳定的氚，它是一种氢的放射性同位素，能衰变成氦。衰变过程放出电子，还有中微子─── 一种能无阻挡地穿过行星的幽灵般的粒子。通过巧妙测量中微子的能量和动量来确定微粒的质量，计算结果表明，中微子质量的平方可能是一个负数。这是超光速粒子的标记。　　1987年，使用好几个探测器探测从大麦哲伦云中的超新星发出的中微子的结果表明其传播度略微大于光速。

　　在广义相对论中，爱因斯坦通过把平坦的时空变成大的弯曲引力场，而把引力加入到狭义相对论中。强大的引力场本身意味着时空是旋绕的。库特.哥德尔───反对数学精确性的专家，于1949年首次注意到广义相对论方程的解中，宇宙旋转产生的离心趋势平衡掉了引力的坍塌。在这样的宇宙中，太空和时空方向是倾斜的，加速环绕宇宙的太空飞船可以选择回到初始的地点和时刻，给太空飞行人员与年轻的自己以见面的机会。广义相对论在很大范围内已经得到证实，所以那些不喜欢预言的人，从我们的宇宙几乎不旋转的表象中得到一些安慰。

弯曲、扭曲和拉伸

　　20世纪60年代，克尔（Roy Kerr）、纽曼（Ezra Newman）及其同事得到了爱因斯坦方程式的另一类时间旅行的可行解，不得不谈一下。克尔-纽曼解是针对快速旋转或带电的黑洞的。抵消引力的旋转足以暴露单向的事件视界后面的扭曲的黑洞内部。黑洞内部包含负时空区域，利用这点太空船可以返回到进入黑洞之前的外部世界。为防止这类事情发生，多数保守派为宇宙监督制度寻找独立的理由，然而这种尝试仅取得有限的成功。这种方法需要整个银河系的质量和惊人的旋转速度，才能产生实用的时间机器。

　　1974年，弗兰克.蒂普勒（Frank  Tipler）公布了广义相对论议程组的另一个解。这次是一个旋转的圆柱区域，圆柱的密度与中子星的差不多，直径有城市街区大小，表面以1/4光速运动，而且无限长（数学简化的结果）。时空沿着这样一个包裹着的物体，类似一卷纸，交替地产生正负时空层。一个谨慎驾驶的太空船，可能会回转穿过这个卷形空间，它通常呆在负时空区域，并且在出发前就已经出现了。有限长度的圆柱也是可行的，也允许时间机器的质量仅有恒星那么重。但保守派称，有限的圆柱不能阻止纵向的引力坍塌。

　　至今，还没人想出满意而全面的、结合引力和量子力学的单一理论。索恩及其同伴对理论加以修正，用来描述量子-引力时间机器。一个微小的、自然形成的引力时空“虫洞”，能被从极度活跃的量子真空中拉出来，并稳定于两个巨型的导电板之间。开始时，这些板的距离尽可能地近，每块板成为一个洞口的开口。以后，当两块板分离时，不论有多远，它们仍然通过虫洞连接。信息或物体从一个洞口进入，几乎同时从另外一个洞口出来，好像这两个洞口是一个门的两面。
为使虫洞成为时间机器，索恩等人用了最基本的相对论结论之一：对于快速运动的物体，时间将变慢。从一洞口进入虫洞，往返旅行的速度接近光速，返回的物体将比静止的相同物体经历的时间要少。现在从静止洞口发送到对面运动洞口的消息，经过一段时间的延时才结束。发送给静止洞口的消息，在旅行者发出以前就已退出！或许可以制造这种机器，把地球上所有金属铝延展成两块薄板，面积为地球运行轨道围成的区域，两板间的距离有原子的直径这么长，这虽超来了我们的技术手段，但是完全可以想象得到。

　　广义相对论的非线性方程组特别难解，只验证了一些最简单的情况，而且还没有得到量子引力理论。几个似是而非的时间机器，在探索领域中已经产生出来。这是一个有希望的迹象，在大量还未探索的前景中，一定含有比强力的时空弯曲更微妙的结构，一定存在更好的时间机器。

放松

　　弯曲时空需要强力，时间旅行很可能需要更微妙的方法。牛顿力学和现代物理学都没有固有的时间方向16───未来决定过去与过去决定将来一样充分。那么，为什么过去的我们能给将来留下信息，反过来却不行呢？

　　时间是我们意识的一个必要部分，但还没有得到关于时间的满意解释。尝试的解释需包括边界条件，即空间和时间边界的初始值，这样物理方程才可能充分。一定由于某种原因使宇宙的初始与结束状态不同，这种不同指出了时间的方向性。统计热力学是19世纪发展起来的一种理论，认为宇宙开始处于一种不太可能的高度有序状态，并演化成日益无序的普通状态。它解释了从冷的地方移走热量必须消耗能量，如同从冰箱的内部将热量转到外部一样，但没有解释为什么相似的能量消耗，不能把今天的彩票号码变成昨天的。

　　1945年，约翰.惠勒（John Wheeler）和理查德.费恩曼（Richard Feynman）提出了一种新的解释。他们研究了麦克斯韦电磁场理论，即第一个现代物理学理论，并预言了摆动电荷的两个对称效果。一个是迟滞波，在摆动后产生，并向外部散开，包括光波和普通的电磁波。另一个是超前波，在行动以前聚集在电荷上，好像准备开始摆动。从来没有探测到预见的超前波。如果能探测到的话，可以用于时间倒流信号。如果超前波在实际中能够产生，并能延伸到过去的话，惠勒和费恩曼就能计算等到可能发生的结果。假设超前波过去遇到时空的终止（或许这标志着宇宙开始的大爆炸），它将沿着时空原来的轨迹原路返回到现在，恰好把自身抵消掉。另一方面，如果宇宙的将来是开放的（如永远膨胀下去），并且缺少反射它们的边界，我们观测到的迟滞波将逃逸掉。

　　在惠勒-费恩曼的模型中，通过建立终止迟滞波的人工物体（或许是黑洞），可以使信息沿着时间倒流。这样的一个反射体将使迟滞波倒转或返回，自身抵消，并明显地阻止迟延。如果反射体安装在距激光瞄准目标1光年处，它将把抑制的激光发射到安装前的1年。同样的，在反射体去掉以前，将抑制消失1年。以编码的顺序，通过把反射体放在光束的范围内，消息可以发送给1年之前。

同步性

　　在考虑时间旅行时，我们假定，时间倒流过程以外的所有事物行为都是正常的。这很可能是一个不合理的假设。如索恩及其同伴指出，在特殊的情况下，如弹子球射过时间转移的虫洞，全局事件从整体上将阻止佯谬的产生。时间当然是无所不在的，但是会被全局的协同作用所掩盖，正如惠勒和费恩曼提到的超前波的消失一样。一种思想认为，发送给过去的事件信息将“改变”它所经过的历史，包括事件发生的本身。因此，改变的信息将以不同的方式改变着过去，直到达到一种“平衡”。最简单的情况是根本没有信息，时间旅行似乎没有发生。

　　以前像是在描述牛顿式的确定宇宙，但按量子力学的观点推理会更有效。如果一个消息传播到过去，代表其原先效果的波函数将传播给未来，与向过去传播的波函数相互接触。波函数将进入旋转不息的循环。直到每循环一次，产生同样波形的全局稳定状态。因此，加强和积累它们的振幅，也就提供了观测它们的可能性。在不一致情况下，哪怕是细微的差别，每次循环都将返回改变的波函数。随着波形增加，步调的不一致将逐渐消失。类似的结果也可使原子稳定。电子波函数旋转不息地包裹着原子核。除了在轨道处旋转波相遇以外，在其他地方将消失掉。电子仅仅在不连续的电子层中才被发现。如果允许它们停在中间的过渡位置，电子将很快放射出初始的能量，呈螺旋形地落入原子核中。所有的物质将塌陷，密度将极大地增强。

　　量子电动力学以及电磁学的量子-相对论性理论，其精确的数字预言成为我们现在最精确的物理理论，这是根据时间前后的交互作用提出的。时间旅行是我们所有物理定律的基础，但宏观的时间旅行很难观测到，因为由于波函数的干涉，时间会自相矛盾地循环消失。即使使用时间机器，你也永远不能成功地阻止自己的出生，或对现在观察到的祖先有任何改变。某些少有的巧合、意外事件或自然结果，或许其中之一，使时间机器失去作用，阻挠你的意图。失败主义者担心结果完全会阻碍有用的时间旅行。科幻小说作家拉里.尼文（Larry Niven）猜想了影响规律，斯蒂芬.霍金（Stephen Hawking）假定了“年代保护猜想”。1992年，霍金详细地论述了索恩的虫洞时间机器不会成功，因为其因果循环在有噪声的量子真空中产生共振，在周围和虫洞中波动，并加强，直到最终摧毁虫洞。

　　推理确实暗示了，强力因素试图产生时间环和复杂的强烈反应。例如中微子确实是超光粒子，许多探测都可能产生微妙的因果佯谬。探测中的波函数将抵消，探测到的可能性几乎为零。中微子这么难探测的原因可能是因为它们确实是超光速粒子！光滑的时间旅行不能排除逻辑一致的回路。波的干涉表现为中心是相长干涉的零阶波峰条纹包围，依此类推。如果因果回路产生了同样可能的形式，三心二意的时间旅行尝试，包括在安排上不显示时间旅行的小扰动，都注定要失败，就像企图强迫电子进入两个原子层之间的低概率空间一样。主要的改变将有必要从零次的无时间旅行跳跃到一次的有时间旅行的位置。

　　在艾克斯王国，思想───在这里就是计算───将是存在的结构形式，每一种思想的推广将成为现实。20世纪80年代，牛津大学的大卫.多伊奇（David Deutsch）提出开发量子波函数的并行计算机，及更强大的时间旅行计算机。量子计算机是系列研究的一个主题，简单的量子计算机已经出现了。然而还没有人证明时间旅行计算机的可行性。但是在将来的量子计算机内，具有简单的、分离的相互作用也许是设计因果循环的理想阶段。时间旅行可以产生，谨慎地隐藏在量子计算之后。

　　通过负时间延时元件组成的计算机，更容易设计因果回路，它们的输出预言输入。这样的设备是以时间倒流的方式描述传统粒子相互作用，或许它们将用到超光速粒子或虫洞，或许那些世俗和奇异和替换对象实际上是等效的，仅仅理解的方式不同。无论如何，如果时间倒流元件短路，有可能出现严重的故障。但若细心加以利用，它们可能提供惊人的计算结果。

时间回路逻辑

　　计算机电路是由二进制信号的门电路组成的。最简单的门电路是放大器，输出与输入相同。同样简单的是非门电路、输入为1，输出为0，反之亦然。所有的门电路将经过一段小的延迟，响应输入的变化一般为几十亿分之一秒。当放大器的输入连接到它的输出时，它将稳定地锁定为0或1。在同样闭环的非门中，0或1之间将产生快速的振荡，振荡频率取决于它的延迟。通过在回路中插入额外的延迟，有可能使振蒎变慢。相反，负的延迟将加速振蒎。

　　闭合回路含有被负延迟环节抵消的延迟放大器，形成协调一致的因果环路───当回路开始工作时，它能稳定地输出0或1。相反，带有“非”门和负延迟的回路是矛盾的，输入为1，输出为0，使时间发生倒退，同输入相冲突。

　　一些光学计算机用光束代表二进制的量，让我们假设反相位的激光束代表1和0─── 一束光为波峰，另一束为波谷的地方───“非”门转移半个波长的相位。“非”回路的任何光将被反相的光抵消，保证没有光出现。或许，含有放大信号的激光电路出现故障，有点像平衡在刀刃上的球，不是掉向任何一侧，而是不确定的来回摇晃。

　　同样地，1和0可由光的偏振───振动的水平和垂直方向───来表示。“非”门将从水平偏振方向旋转到垂直方向，反过来也一样。与反相位的光束不同，相反极化偏振的光具有相同的相位，可以叠加而不抵消。叠加成为无极化偏振的光，它的单个光子，假如能探测到，将是随机水平或垂直极化偏振。极化偏振光的“非”门将不一致，但是含有无极化偏振的“非”门是可行的。尽管有从极化偏振翻转到其他状态的影响，逆时间回路应该保证光保留无极化偏振的状态。决定光束为0和1的测量是找到每种情况中的半个光子───二分之一的平均水平。当迫使输入等于输出时，应该在两者之间确定一个值。

　　然而，这个推理是不完全的。正常情况下，根本不可能要求一个电路在两个稳定的状态之间摇摆。时间回路通过抵消可能的结果，也产生了不可能。但是代替一些明显的可能性，必然留下许多模糊的不可能性。

图6.1 简单的时间回路

　　时间回旅行问题可由放大器和非门负时间延迟组成的因果回路来说明。图中放大器用锥体表示，带有球节点的锥体表示非门，双锥体结构表示负时间延迟，放大器的回路是一致的，而非门回路是时间旅行的简单例子。按照它的表示，非门回路信号可停留在0和1之间的某个值，以1和0的混合形式存在，或者根本不出现。回路元件可能神秘地出现故障！矛盾的回路排除电路正常工作的可能性，因此使许多其他不可能的更迭变化显现出来。

　　回路中的波函数不仅包括它的信号和成分，而且包括与它紧密接触的任何部分，最后是整个宇宙。例如，通常情况下，微粒能在回路内外传输，通过量子力学的隧道效应到达任何地方。通常，这样非局部影响的可能性是极其小的。但是如果时间回路产生了不协调，抵消了波函数中的局部选择权，那么奇异的非局部时间回路必然出现。用易控制的时间回路建成量子计算机，仅仅会产生机壳内热量流动的奇特关系。强力的时间旅行，结合虫洞或超光速粒子束，使坍塌更快。正如我们所预料的那样，不是激光没产生，或光没有被极化偏振，而是热量或放射性的脉冲干扰使关键部件失灵，甚至是事故或地震使仪器设备松动。回路摆动时间越长，稳定的可能性越小，受外部干扰的可能性越大。为安全和方便起见，必须在时间回路中建立一个脆弱连接─── 一个可能性保险丝，用来预测更危险的情况。

无中生有

　　对于许多实际的数学问题，可以使用逐步逼近得到解决。重复应用这样的改进方法，可以给出更精确的近似解。但是，如果一个连续逼近的电路被放入一个回路中以补偿负延迟，改善的输出解也是它的输入，逼近解将使波函数的矛盾消失。回路仅仅响应一致的输入和输出。所以，一旦机器开动，精确的答案就会出现。

　　当然，对一些公式，没有精确解存在：或许逼近、偏离，或在两值附近产生振蒎，像闭环的“非”门。通过在未定状态徘徊，拒绝接通，或熔断可能性保险丝导致失败，解算器必须寻找一致解。

　　回路甚至在解存在时也极大地扭曲了可能性。共有1万亿个12位数，所以无意发现某一特定解有1万亿分之一的不可能性。一个逐步逼近回路的12位数解算器具有十亿分之一的失效概率，出故障的机会是发现解的一千倍：墨菲法则（任何发生故障的事物都遵守）的扩展。通过极大增强回路的可靠性───部件高度冗余，增加连接强度，减少噪声───把可靠性提高到解的不可能性之上。问题越难，时间回路计算机越应该建得像战舰，这样在干草垛中发现解的可能性，总比它的宇宙波函数的一致可能性要大。多数其他可能性是打破回路，从奇怪的难捉摸的信号粒子到热噪声或放射性，再到雷击、流星撞击的外部干扰───谁知道还有其他什么？宇宙的波函数含有许多可能性；它反对时间旅行的意图可能不是绝对的，但它的作用是强大的。

图6.2 “定点”探测器

　　“紧接近似”电路，给出近似值，产生更好的一个解。这里，它的输出抵消负时间延迟。如果整个电路不中断，因果回路将推动它即时获得最终的精确解。

即时NP机

　　计算复杂性是问题难度的度量。从无序的队列中找出最大数字，如队列长度增加一倍，难度就增加一倍───这是个简单的线性复杂性问题。数字队列的排序将更难：当队列的长度增加一倍，简单方法的计算时将增加四倍，即使最好的技术也要多于两倍。同步线性方程更难───解增加一倍，计算增加八倍。其他任务增加更快，但用不变次方表示的复杂问题具有多项式复杂度，在计算机性能每隔几年提高一倍的世界中才有可能实现。对于那些指数复杂程度的问题则做不到，其难度随着数字的固定增量按照乘法递增。线性问题以1、2、3、4、5、6、…递增，立方为1、8、27、64、125、216、…，指数复杂度的问题可能以1、10、100、1000、10000、100000、…递增。

图6.3 “NP”解算器

　　这个电路检验旅行商路线，由一个路线不长于规定路线的因果回路驱动。如果路线不存在，特殊的弱连接的“可能性保险丝”将熔断。

　　重要的一类指数问题叫做NP（Nondeterministic Polynomial非确定性多项式）问题，其含义是任意多的计算机并行计算，在多项式时间内可解。许多设计问题，如完成一项任务工序的最优安排都是NP问题。这些之所以重要有很多原因，因为求解它们能演绎式地增加机器的能力。

　　NP问题的核心称为NP穷举，表明快速求解其中的任何问题，可转化为快速求解其他任何NP问题。典型的例子是旅行商问题───次途经地图上每个城市的最短路线问题。这可以计算所有可能顺序组合的城市路线长度，并选出最短的一条───唯一的障碍是旅行的可能数量随着城市的数量呈指数增长，超过几十个城市以后，将无法计算。

　　上一部分，变化固定极值点计算可以马上等到答案。至少对于中等程度的问题，是墨菲法则能征服的。逐步逼近模块有定义旅行长度的调整节点，还含有特殊城市顺序的输入。如果旅行路线小，将有简单的输出。否则，它将计算下一个可能的顺序。当回路一开始启动，如果有一个值存在，回路立刻确定一个旅行路线满足规范，否则会熔断它的可能性保险丝。通过减少节点设置直到保险丝熔断，才能发现最短的可能路线。

解国际象棋

　　随着问题的增多，时间回路计算会遭受到日益增加的、难以逆转的崩溃。但是约束只可能是解的大小，不是计算本身。时间回路计算的闪光之处在于给难题提供简单的答案。这一章通过设想一种时间机器的解算器，对不同的难题得到简洁的解。

　　NP问题是指数问题中最容易的问题，因为每种可能的解都可以快速验算───困难是可能解的数量太多。在游戏中，如国际象棋，发现最佳棋路是更难的一种问题；检验单独一步棋本身就花费指数级的计算量，但是结果必须从数个选择中取一个。考虑所有可能的移动，每个移动与对方的所有移动逐一比较，然后是对应于对方移动的所有的对抗手段，等等，直到所有可能的博弈树结构被绘制出来，才能找到最好的一步棋。所有最佳的移动从比赛结尾一步步往回运算。评价最后几次移动可能比较容易。从棋手的出发点看，一些是胜着，一些是败着，一些又会产生平局。当除了最后一步的最佳走法外，每一位置的所有其他移动都被放弃时，紧接的移动将显示胜、负或平局，所有最好的移动连同对抗的反应都被排除，移动越来越容易，直到开始的位置。起始位置的胜、负、平局就是解。

　　国际象棋的博弈树如此巨大，尽管数学上有捷径，传统上的机器仍不能全部搜索到，甚至在使用宇宙中所有时间和物质的情况下。今天，最好的象棋计算机───深蓝，可搜索博弈树的14层结构，使用一种很不完全的规则推测其他的可能情况。然而，使用负延时及时遍历博弈树，使NP解算器看起来像自信的步行者。

　　假定有一个电路，已知n次移动的特殊棋盘位置，立刻可报告出下一步最佳移动，是胜、负还是平着。我们可通过加入单步运动单元，建立一个n -1步位置的解算器到博弈策略中，逐一产生下一步可能的移动───典型的有30种───把它们供给n步解算器，并选择有利于棋手的最佳的一步棋。单步单元的操作时间被负时间延迟因素所取代，所以n -1步解算器和n步解算器类似，即时的产生最佳移动以及胜、负、平值

　　n步解算器本身由单步单元和n+1步解算器组成，n+1步解算器又由单步单元和n+2步解算器组成，依次类推，整个机器由这样几百个单步单元链接组成。无论那个单步单元遇见最后的棋局，推理将停止，且自身返回胜、负或平局。

　　对于新的一局，机器马上能指示第一个棋手的最佳一步棋和两者中哪一方能取胜。但是机器内部会怎样？接受时间旅行逻辑，头一步棋的操作是直观的───它仅仅评价几十步可能，在利用负时间延迟的魔术般思考以前，就给也了答案。第二单元的功能稍微有些乱，它的输入每次随着头一步的变化而变化，但是它仍然构造出那个解！它能同时评价几十个棋面。正如量子计算机，第三个和以后的连续单元处于复杂的叠加态。如果机器的内部处于不安全状态，就不可能正常工作，因为单元一次只能处理一件事情，叠加态受观测的牵制。为给出正确答案，机器必须从外部世界分离，如量子计算机中量子位（qubits）。已知最好的实现方式是在旋转电子所包裹的自旋原子核中编码信息，而且这种方式可被核磁共振器（类似于医院中的核磁共振成像扫描仪）中的电磁频率所探测到。

图6.4 象棋解算器

　　结合量子与时间旅行计算机的技巧，这个电路寻找所有象棋比赛的棋步及其对抗手段，以发现最好的一步棋。它由大约100个“单步单元”链接而成。

走出池沼

　　NP机和象棋机器被列为初学者的思想，仅仅暗示了可能性。特别地，时间旅行带来的可能性翘曲的影响不是讨厌的东西，而是魔术般的船桨，它推动我们的智能后代远离传统现实的浅滩。当他们可任意地塑造他们内在和外在的本质时，我们的子孙后代将用强大的轮船代替船桨，航行于这个变化的世界。他们所到之处、所见之物和变成什么，不是我们所能猜测到的。如此之大、无穷变化的可能性空间远远超出了我们的想象。