何为虫洞？能让我们穿越时空吗？

爱因斯坦提出相对论，至今已过去了一百多年，这套理论深刻的改变了物理学基础，同时也深刻影响了大众生活。现如今耳熟能详的“光速”、“时空”、“黑洞”、“穿越”等名词，都是受相对论的影响而被大众所熟悉的，今天我们就来谈谈将以上几个名词糅合到一起的“虫洞”，是否科幻作品的穿越真的可以在虫洞中实现呢？

“虫洞”这一名词最早是由物理学家惠勒所命名的，它代表着时空间的连接通道，比如一个宇宙中的不同位置的相互连接，甚至是多个宇宙之间的连接（虽然多重宇宙这一概念并没有被证实，但理论上也并没有否认它的存在，就好像虫洞本身一样，我们至今都没有在宇宙间探测到一个虫洞，但虫洞的概念却早已家喻户晓）。

如果上段所述还不是能够很直观的说明虫洞，那么我们换个说法，想象一个苹果，假如一个微小的生物生活在苹果表面，这个小生物和苹果之间的关系就像我们和宇宙一般，某天这个小生物想要从苹果表面上的一点前往另一面上的一点，很显然，两点之间的路径存在无数条，但无数条路径显然不是小生物想要的答案，那么这个小生物该如何选取一条最优路径呢？

首先，最优路径实际上就是指最短路径，那么这条最短路径该如何选取呢？

说到这，可能很多人会想起那么一条定理，叫做“两点之间直线最短”，然而此时我们发现，小生物所在表面并不是平直的，而是一个弯曲的，那么对于这个最短路径到底该如何确定呢？

为了方便解释，我们假设这个苹果是一个标准的球体，于是这个问题就可以近似的看做飞机从中国出发，横跨太平洋抵达美国，该如何选择路线呢。实际上这个问题早在几何学当中就得到了解决，如果我们将平面上的两点之间直线最短搬到一个球面上，那么球面上两点间的最短路径就是以球心、球面上两点，这三点作一个圆，两点间的圆弧段就是最短路径，我们也可以称之为测地线。

刚才的讨论我们解决了如何找最短路径的问题，但换个角度考虑，这些解决办法都是建立在常规思路上的，我们能否想出一种类似于亚历山大剑砍绳结式的办法呢？

这样一思考，办法就来了，如果我们能够突破苹果表面这个束缚，直接在两点间建立一个欧几里得式的直线不就行了吗？比方说，我们先确定好两点在苹果表面上的位置，然后用一根筷子从一点进入，穿过苹果内部，从另一点出来，建造出一个隧道，这样一来小生物就能够在最短时间内从一点抵达另一点了，那么这个隧道我们就给它起个名字，叫做“虫洞”。

如果将刚才例子进行升级，应用于咱们的宇宙，在不同时空点之间建立一个虫洞，那么我们将会得到时空位移的最优路径。

这里还有一点需要注意，小生物和苹果的例子突出的是虫洞对于空间位移的优越性，但实际上我们一直用的是“时空”这一名词去讲解的虫洞，而时空是时间和空间的集合，也就是说理论上除了空间位移之外，我们还能进行时间上的“位移”，也就是所谓的回到过去或者前往未来。这些在接下来的文章中会进行介绍。

原则上，只要我们抛弃或者忽视一些前提条件，利用相对论我们可以发现一些特殊的虫洞甚至是黑洞，都可以进行时空穿越。但在具体讲述这些之前，我们有必要先对穿越时空这个概念进行一个梳理，或者说是进行一个辟谣，毕竟很多人对于穿越时空的理解是来自科幻作品，然而科幻并不是科学。