第26章
然而，我認爲，任何外星來的或者來自未來的人的造訪應該是更加明顯，或許更加令人不悅。如果他們有意顯靈的話，爲何只對那些被認爲不太可靠的證人進行？如果他們試圖警告我們大難臨頭，這樣做也不是非常有效的。
一種對來自未來的訪客缺席的可能解釋方法是，因爲我們觀察了過去並且發現它並沒有允許從未來旅行返回所需的那類捲曲，所以過去是固定的。另一方面，未來是未知的開放的，所以也可能有所需的曲率。這意味着，任何時間旅行都被侷限於未來。此時此刻，柯克船長和星際航船沒有機會出現。
這也許可以解釋，當今世界爲何還沒被來自未來的遊客所充斥。但是如果人們能夠回到以前並改變歷史，則問題就不能迴避。例如，假定你回到過去並且將你的祖先在他仍爲孩童時殺死。這類佯謬有許多版本，但是它們根本上是等效的：如果一個人可以自由地改變過去，則他就會遇到矛盾。
看來有兩種方法解決由時間旅行導致的佯謬。我把一種稱爲協調歷史方法。它是講，甚至當時空被捲曲得可能旅行到過去時，在時空中所發生的必須是物理定律的協調的解。根據這一觀點，除非歷史表明，你曾經到達過去，並且當時並沒有殺死你的祖先或者沒有任何行爲和你的現狀相沖突，你才能回到過去。況且，當你回到過去，你不能改變歷史記載。那表明你並沒有自由意志爲所欲爲。當然，人們可以說，自由意志反正是虛幻的。如果確實存在一套制約萬物的完整的統一理論，它也應該決定你的行動。但是對於像人類這麼複雜的機體，其制約和決定方式是不可能計算出來的。我們之所以說人們具有意志，乃在於我們不能預言他們未來的行動。然而，如果一個人乘火箭飛船出發並在這之前已經回返，我們就將能預言其未來行爲，因爲那將是歷史記載的一部分。這樣，在這種情形下，時間旅行者沒有自由意志。
解決時間旅行的其他可能的方法是稱爲選擇歷史假想。其思想是，當時間旅行者回到過去，他就進入和歷史記載不同的另外的歷史中去。這樣，他們可以自由地行動，不受和原先的歷史相一致的約束。史蒂芬·斯匹柏十分喜愛影片《迴歸未來》中的創意：瑪提·馬克弗萊能夠返回而且把他雙親戀愛的歷史改得更令人滿意。
選擇歷史假想聽起來，和理查德·費因曼把量子理論表達成歷史求和的方法相類似，這已在第四章和第八章描述過。它是說宇宙不僅僅有一個單獨歷史，它有所有可能的歷史，每一個歷史都有自己的概率。然而，在費因曼的設想和選擇歷史之間似乎存在一個重要的差別。在費因曼求和中，每一個歷史都是由完整的時空和其中的每一件東西組成的。時空可以被捲曲成可能乘火箭旅行到過去。但是火箭要留在同一時空即同一歷史中，因而歷史必須是協調的。這樣，費因曼的歷史求和設想似乎支持協調歷史假想，而不支持選擇歷史假想。
費因曼歷史求和允許在微觀的尺度下旅行到過去。我們在第九章看到，科學定律在cpt聯合對稱下不變。這表明，一個在反時鐘方向自旋並從a運動到b的反粒子還可以被認爲是在時鐘方向自旋並從b運動回a的通常粒子。類似地，一個在時間中向前運動的通常粒子等價於在時間中往後運動的反粒子。正如在本章以及第七章討論過的，“空”的空間充滿了虛的粒子和反粒子對，它們一道出現、分離，然後回到一塊並且相互湮滅。
這樣，人們可以把這對粒子認爲是在時空中沿着一個閉合圖運動的單獨粒子。當對子在時間中向前運動時（從它出現的事件出發到達它湮滅的事件），它被稱爲粒子。但是，當粒子在時間中往回運動時（從對湮滅的事件出發到達它出現的事件），可以說成反粒子在時間中向前運動。
在解釋黑洞何以發射粒子並輻射（見第七章）時認爲，虛的粒子/反粒子對中的一個成員（譬如反粒子）會落到黑洞中去，另一個成員留下來，失去和它湮滅的夥伴。這個被拋棄的粒子也可以落入黑洞，但是它也可以從黑洞的鄰近掙脫。如果這樣的話，對於一位遠處的觀察者，它就作爲從黑洞發射出的粒子而出現。
然而，人們對於黑洞輻射的機制可有不同的卻是等價的圖像。人們可以把虛對中的那個落入黑洞的成員（譬如反粒子）看成從黑洞出來的在時間中往回運動的粒子。當它到達虛粒子反粒子對一道出現的那一點，它被引力場散射成從黑洞逃脫的在時間中向前運動的粒子。相反地，如果是虛對中的粒子成員落入黑洞，人們可以把它認爲是從黑洞出來的在時間中往回運動的反粒子。這樣，黑洞輻射表明，量子理論在微觀尺度上允許在時間中的往回運動，而且這種時間旅行能產生可觀測的效應。
因此產生這樣的問題：量子理論在宏觀尺度上允許人們可以利用的時間旅行嗎？初看起來應該是可以的。費因曼歷史求和的設想是指對所有的歷史進行的。這樣，它應包括被捲曲成允許旅行到過去的時空。那麼，爲什麼我們並沒有受到歷史的騷擾？例如，假定有人回到過去，並把原子彈祕密提供給納粹？
如果我稱作時序防衛猜測成立的話，這些問題便可以避免。它是講，物理學定律防止宏觀物體將信息傳遞到過去。它正如宇宙監督猜測一樣，還未被證明，但是有理由相信它是成立的。
相信時序防衛有效的原因是，當時空被捲曲得可以旅行到過去時，在時空中的閉圈上運動的虛粒子，在時間前進的方向以等於或者低於光速的速度運動時，就會變成實粒子。由於這些粒子可以任意多次地繞着圈子運動，它們通過路途中的每一點許多次。這樣，它們的能量被一次又一次地計算，使能量密度變得非常大。這也許賦予時空以正的曲率，因而不允許旅行到過去。這些粒子引起正的還是負的曲率，或者由某種虛粒子產生的曲率是否被別種粒子產生的抵消，仍然不清楚。這樣，時間旅行的可能性仍然未決。但是我不準備爲之打賭，我的對手或許具有通曉未來的不公平的優勢。
第十一章物理學的統一
正如在第一章中所解釋的，一下子建立一個包括宇宙中每一件東西的完整的統一理論是非常困難的。取而代之，我們在尋求描述發生在有限範圍的部分理論方面取得了進步。我們忽略了其他效應，或者將它們用一定的數字來近似。（例如，當我們用化學來計算原子間的相互作用時，可以不管原子核內部的結構。）然而，最終人們希望找到一個完整的、協調的、將所有這些部分理論當作它的近似的統一理論。在這理論中不需要選取特定的任意數值去符合事實。尋找這樣的一個理論被稱之爲“物理學的統一”。愛因斯坦用他晚年的大部分時間去尋求一個統一理論，但是沒有成功，因爲儘管已有了引力和電磁力的部份理論，但關於核力還知道得非常少，所以時間還沒成熟。並且，儘管他本人對量子力學的發展起過重要作用，但他拒絕相信它的真實性。看來，不確定性原理還是我們在其中生活的宇宙的一個基本特徵。所以，一個成功的統一理論必須將這個原理合並進去。
正如我將描述的，由於我們對宇宙知道得這麼多，現在找到這樣的一個理論的前景似乎是好得多了。但是我們必須小心，不要過份自信——我們在過去有過錯誤的奢望！例如，在本世紀初，曾經以爲每件東西都可以按照連續物質（諸如彈性和熱導）的性質予以解釋。原子結構和不確定性原理的發現使之徹底破產。然後又有一次，1928年物理學家、諾貝爾獎獲得者馬克斯·玻恩告訴一羣來哥丁根大學的訪問者：“據我們所知，物理學將在6個月之內結束。”他的信心是基於狄拉克新近發現的能夠制約電子的方程。人們認爲質子——這個當時僅知的另一種粒子——服從類似的方程，並且這是理論物理的終結。然而，中子和核力的發現對此又是當頭一棒。講到這些，在謹慎樂觀的基礎上，我仍然相信，我們可能已經接近於探索自然的終極定律的終點。
在前幾章中，我描述了引力的部分理論即廣義相對論和制約弱、強和電磁力的部分理論。這後三種理論可以合併成爲所謂的大統一理論（gut）。這個理論並不令人非常滿意，因爲它沒有包括引力，並且因爲包含譬如不同粒子的相對質量等不能從理論預言，而必須人爲選擇以適合觀測的一些量。要找到一個將引力和其他力相統一的理論，困難在於廣義相對論是一個“經典”理論；也就是說，它沒有將量子力學不確定性原理合併在裏面。另一方面，其他的部分理論以非常基本的形式依賴於量子力學，所以第一步必須將廣義相對論和量子力學結合在一起。正如我們已經看到的，這能產生一些顯著的推論，例如黑洞不是黑的；宇宙沒有任何奇點並且是完全自足的、沒有邊界的。
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