简介这个问题目前科学界还没有定论。史蒂芬·霍金写的《时间简史》里对此做过专门的讨论，建议去仔细看看这本书，顺带学一学相对论和量子论，这样更有利于理解。霍金认为即使真的超过光速，也不可能真正穿越时空，时间倒流只是一个假象，超光速事件将引起时间和空间一系列量子力学上的反应，最终使得穿越时空无法实现。当然，也有的科学家对此持不同意见，而且穿越时空的办法并不止超光速一种。至于历史的轨迹问题也在《时间简史》中有过详细的论述，同样有好几种不同说法，不过总的来说，历史是以随机性即不确定性为主的，并非一切都固定无误。
爱因斯坦的相对论与穿越时空相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由爱因斯坦(Albert Einstein)创立，分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论)。相对论的基本假设是光速不变原理，相对性原理和等效原理。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。奠定了经典物理学基础的经典力学，不适用于高速运动的物体和微观条件下的物体。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“同时的相对性”，“四维时空”“弯曲空间”等全新的概念
【狭义相对论】
马赫和休谟的哲学对爱因斯坦影响很大。马赫认为时间和空间的量度与物质运动有关。时空的观念是通过经验形成的。绝对时空无论依据什么经验也不能把握。休谟更具体的说：空间和广延不是别的，而是按一定次序分布的可见的对象充满空间。而时间总是又能够变化的对象的可觉察的变化而发现的。1905年爱因斯坦指出，迈克尔逊和莫雷实验实际上说明关于“以太”的整个概念是多余的，光速是不变的。而牛顿的绝对时空观念是错误的。不存在绝对静止的参照物，时间测量也是随参照系不同而不同的。他用光速不变和相对性原理提出了洛仑兹变换。创立了狭义相对论。
狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论，因此要弄清相对论的内容，要先对相对论的时空观有个大体了解。在数学上有各种多维空间，但目前为止，我们认识的物理世界只是四维，即三维空间加一维时间。现代微观物理学提到的高维空间是另一层意思，只有数学意义，在此不做讨论。
四维时空是构成真实世界的最低维度，我们的世界恰好是四维，至于高维真实空间，至少现在我们还无法感知。我在一个帖子上说过一个例子，一把尺子在三维空间里（不含时间）转动，其长度不变，但旋转它时，它的各坐标值均发生了变化，且坐标之间是有联系的。四维时空的意义就是时间是第四维坐标，它与空间坐标是有联系的，也就是说时空是统一的，不可分割的整体，它们是一种“此消彼长”的关系。
四维时空不仅限于此，由质能关系知，质量和能量实际是一回事，质量（或能量）并不是独立的，而是与运动状态相关的，比如速度越大，质量越大。在四维时空里，质量（或能量）实际是四维动量的第四维分量，动量是描述物质运动的量，因此质量与运动状态有关就是理所当然的了。在四维时空里，动量和能量实现了统一，称为能量动量四矢。另外在四维时空里还定义了四维速度，四维加速度，四维力，电磁场方程组的四维形式等。值得一提的是，电磁场方程组的四维形式更加完美，完全统一了电和磁，电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述。四维时空的物理定律比三维定律要完美的多，这说明我们的世界的确是四维的。可以说至少它比牛顿力学要完美的多。至少由它的完美性，我们不能对它妄加怀疑。
相对论中，时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空，能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量。这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系。在今后论及广义相对论时我们还会看到，时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系。
狭义相对论基本原理
物质在相互作用中作永恒的运动，没有不运动的物质，也没有无物质的运动，由于物质是在相互联系，相互作用中运动的，因此，必须在物质的相互关系中描述运动，而不可能孤立的描述运动。也就是说，运动必须有一个参考物，这个参考物就是参考系。
伽利略曾经指出，运动的船与静止的船上的运动不可区分，也就是说，当你在封闭的船舱里，与外界完全隔绝，那么即使你拥有最发达的头脑，最先进的仪器，也无从感知你的船是匀速运动，还是静止。更无从感知速度的大小，因为没有参考。比如，我们不知道我们整个宇宙的整体运动状态，因为宇宙是封闭的。爱因斯坦将其引用，作为狭义相对论的第一个基本原理：狭义相对性原理。其内容是：惯性系之间完全等价，不可区分。
著名的麦克尔逊•莫雷实验彻底否定了光的以太学说，得出了光与参考系无关的结论。也就是说，无论你站在地上，还是站在飞奔的火车上，测得的光速都是一样的。这就是狭义相对论的第二个基本原理，光速不变原理。
由这两条基本原理可以直接推导出相对论的坐标变换式，速度变换式等所有的狭义相对论内容。比如速度变幻，与传统的法则相矛盾，但实践证明是正确的，比如一辆火车速度是10m/s，一个人在车上相对车的速度也是10m/s，地面上的人看到车上的人的速度不是20m/s，而是(20-10^(-15))m/s左右。在通常情况下，这种相对论效应完全可以忽略，但在接近光速时，这种效应明显增大，比如，火车速度是0。99倍光速，人的速度也是0。99倍光速，那么地面观测者的结论不是1。98倍光速，而是0。999949倍光速。车上的人看到后面的射来的光也没有变慢，对他来说也是光速。因此，从这个意义上说，光速是不可超越的，因为无论在那个参考系，光速都是不变的。速度变换已经被粒子物理学的无数实验证明，是无可挑剔的。正因为光的这一独特性质，因此被选为四维时空的唯一标尺。
狭义相对论效应
根据狭义相对性原理，惯性系是完全等价的，因此，在同一个惯性系中，存在统一的时间，称为同时性，而相对论证明，在不同的惯性系中，却没有统一的同时性，也就是两个事件(时空点)在一个关性系内同时，在另一个惯性系内就可能不同时，这就是同时的相对性，在惯性系中，同一物理过程的时间进程是完全相同的，如果用同一物理过程来度量时间，就可在整个惯性系中得到统一的时间。在今后的广义相对论中可以知道，非惯性系中，时空是不均匀的，也就是说，在同一非惯性系中，没有统一的时间，因此不能建立统一的同时性。
相对论导出了不同惯性系之间时间进度的关系，发现运动的惯性系时间进度慢，这就是所谓的钟慢效应。可以通俗的理解为，运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了。
尺子的长度就是在一惯性系中"同时"得到的两个端点的坐标值的差。由于"同时"的相对性，不同惯性系中测量的长度也不同。相对论证明，在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，这就是所谓的尺缩效应，当速度接近光速时，尺子缩成一个点。
由以上陈述可知，钟慢和尺缩的原理就是时间进度有相对性。也就是说，时间进度与参考系有关。这就从根本上否定了牛顿的绝对时空观，相对论认为，绝对时间是不存在的，然而时间仍是个客观量。比如在下期将讨论的双生子理想实验中，哥哥乘飞船回来后是15岁，弟弟可能已经是45岁了，说明时间是相对的，但哥哥的确是活了15年，弟弟也的确认为自己活了45年，这是与参考系无关的，时间又是"绝对的"。这说明，不论物体运动状态如何，它本身所经历的时间是一个客观量，是绝对的，这称为固有时。也就是说，无论你以什么形式运动，你都认为你喝咖啡的速度很正常，你的生活规律都没有被打乱，但别人可能看到你喝咖啡用了100年，而从放下杯子到寿终正寝只用了一秒钟。
时钟佯谬或双生子佯谬
相对论诞生后，曾经有一个令人极感兴趣的疑难问题---双生子佯谬。一对双生子A和B，A在地球上，B乘火箭去做星际旅行，经过漫长岁月返回地球。爱因斯坦由相对论断言，二人经历的时间不同，重逢时B将比A年轻。许多人有疑问，认为A看B在运动，B看A也在运动，为什么不能是A比B年轻呢?由于地球可近似为惯性系，B要经历加速与减速过程，是变加速运动参考系，真正讨论起来非常复杂，因此这个爱因斯坦早已讨论清楚的问题被许多人误认为相对论是自相矛盾的理论。如果用时空图和世界线的概念讨论此问题就简便多了，只是要用到许多数学知识和公式。在此只是用语言来描述一种最简单的情形。不过只用语言无法更详细说明细节，有兴趣的请参考一些相对论书籍。我们的结论是，无论在那个参考系中，B都比A年轻。
为使问题简化，只讨论这种情形，火箭经过极短时间加速到亚光速，飞行一段时间后，用极短时间掉头，又飞行一段时间，用极短时间减速与地球相遇。这样处理的目的是略去加速和减速造成的影响。在地球参考系中很好讨论，火箭始终是动钟，重逢时B比A年轻。在火箭参考系内，地球在匀速过程中是动钟，时间进程比火箭内慢，但最关键的地方是火箭掉头的过程。在掉头过程中，地球由火箭后方很远的地方经过极短的时间划过半个圆周，到达火箭的前方很远的地方。这是一个"超光速"过程。只是这种超光速与相对论并不矛盾，这种"超光速"并不能传递任何信息，不是真正意义上的超光速。如果没有这个掉头过程，火箭与地球就不能相遇，由于不同的参考系没有统一的时间，因此无法比较他们的年龄，只有在他们相遇时才可以比较。火箭掉头后，B不能直接接受A的信息，因为信息传递需要时间。B看到的实际过程是在掉头过程中，地球的时间进度猛地加快了。在B看来，A现实比B年轻，接着在掉头时迅速衰老，返航时，A又比自己衰老的慢了。重逢时，自己仍比A年轻。也就是说，相对论不存在逻辑上的矛盾。
【广义相对论】
相对论问世，人们看到的结论就是：四维弯曲时空，有限无边宇宙，引力波，引力透镜，大爆炸宇宙学说，以及二十一世纪的主旋律--黑洞等等。这一切来的都太突然，让人们觉得相对论神秘莫测，因此在相对论问世头几年，一些人扬言"全世界只有十二个人懂相对论"。甚至有人说"全世界只有两个半人懂相对论"。更有甚者将相对论与"通灵术"，"招魂术"之类相提并论。其实相对论并不神秘，它是最脚踏实地的理论，是经历了千百次实践检验的真理，更不是高不可攀的。
相对论应用的几何学并不是普通的欧几里得几何，而是黎曼几何。相信很多人都知道非欧几何，它分为罗氏几何与黎氏几何两种。黎曼从更高的角度统一了三种几何，称为黎曼几何。在非欧几何里，有很多奇怪的结论。三角形内角和不是180度，圆周率也不是3。14等等。因此在刚出台时，倍受嘲讽，被认为是最无用的理论。直到在球面几何中发现了它的应用才受到重视。
空间如果不存在物质，时空是平直的，用欧氏几何就足够了。比如在狭义相对论中应用的，就是四维伪欧几里得空间。加一个伪字是因为时间坐标前面还有个虚数单位i。当空间存在物质时，物质与时空相互作用，使时空发生了弯曲，这是就要用非欧几何。
相对论预言了引力波的存在，发现了引力场与引力波都是以光速传播的，否定了万有引力定律的超距作用。当光线由恒星发出，遇到大质量天体，光线会重新汇聚，也就是说，我们可以观测到被天体挡住的恒星。一般情况下，看到的是个环，被称为爱因斯坦环。爱因斯坦将场方程应用到宇宙时，发现宇宙不是稳定的，它要么膨胀要么收缩。当时宇宙学认为，宇宙是无限的，静止的，恒星也是无限的。于是他不惜修改场方程，加入了一个宇宙项，得到一个稳定解，提出有限无边宇宙模型。不久哈勃发现著名的哈勃定律，提出了宇宙膨胀学说。爱因斯坦为此后悔不已，放弃了宇宙项，称这是他一生最大的错误。在以后的研究中，物理学家们惊奇的发现，宇宙何止是在膨胀，简直是在爆炸。极早期的宇宙分布在极小的尺度内，宇宙学家们需要研究粒子物理的内容来提出更全面的宇宙演化模型，而粒子物理学家需要宇宙学家们的观测结果和理论来丰富和发展粒子物理。这样，物理学中研究最大和最小的两个目前最活跃的分支：粒子物理学和宇宙学竟这样相互结合起来。就像高中物理序言中说的那样，如同一头怪蟒咬住了自己的尾巴。值得一提的是，虽然爱因斯坦的静态宇宙被抛弃了，但它的有限无边宇宙模型却是宇宙未来三种可能的命运之一，而且是最有希望的。近年来宇宙项又被重新重视起来了。黑洞问题将在今后的文章中讨论。黑洞与大爆炸虽然是相对论的预言，它们的内容却已经超出了相对论的限制，与量子力学，热力学结合的相当紧密。今后的理论有希望在这里找到突破口。
广义相对论基本原理
由于惯性系无法定义，爱因斯坦将相对性原理推广到非惯性系，提出了广义相对论的第一个原理：广义相对性原理。其内容是，所有参考系在描述自然定律时都是等效的。这与狭义相对性原理有很大区别。在不同参考系中，一切物理定律完全等价，没有任何描述上的区别。但在一切参考系中，这是不可能的，只能说不同参考系可以同样有效的描述自然律。这就需要我们寻找一种更好的描述方法来适应这种要求。通过狭义相对论，很容易证明旋转圆盘的圆周率大于3.14。因此，普通参考系应该用黎曼几何来描述。第二个原理是光速不变原理：光速在任意参考系内都是不变的。它等效于在四维时空中光的时空点是不动的。当时空是平直的，在三维空间中光以光速直线运动，当时空弯曲时，在三维空间中光沿着弯曲的空间运动。可以说引力可使光线偏折，但不可加速光子。第三个原理是最著名的等效原理。质量有两种，惯性质量是用来度量物体惯性大小的，起初由牛顿第二定律定义。引力质量度量物体引力荷的大小，起初由牛顿的万有引力定律定义。它们是互不相干的两个定律。惯性质量不等于电荷，甚至目前为止没有任何关系。那么惯性质量与引力质量(引力荷)在牛顿力学中不应该有任何关系。然而通过当代最精密的试验也无法发现它们之间的区别，惯性质量与引力质量严格成比例(选择适当系数可使它们严格相等)。广义相对论将惯性质量与引力质量完全相等作为等效原理的内容。惯性质量联系着惯性力，引力质量与引力相联系。这样，非惯性系与引力之间也建立了联系。那么在引力场中的任意一点都可以引入一个很小的自由降落参考系。由于惯性质量与引力质量相等，在此参考系内既不受惯性力也不受引力，可以使用狭义相对论的一切理论。初始条件相同时，等质量不等电荷的质点在同一电场中有不同的轨道，但是所有质点在同一引力场中只有唯一的轨道。等效原理使爱因斯坦认识到，引力场很可能不是时空中的外来场，而是一种几何场，是时空本身的一种性质。由于物质的存在，原本平直的时空变成了弯曲的黎曼时空。在广义相对论建立之初，曾有第四条原理，惯性定律：不受力(除去引力，因为引力不是真正的力)的物体做惯性运动。在黎曼时空中，就是沿着测地线运动。测地线是直线的推广，是两点间最短(或最长)的线，是唯一的。比如，球面的测地线是过球心的平面与球面截得的大圆的弧。但广义相对论的场方程建立后，这一定律可由场方程导出，于是惯性定律变成了惯性定理。值得一提的是，伽利略曾认为匀速圆周运动才是惯性运动，匀速直线运动总会闭合为一个圆。这样提出是为了解释行星运动。他自然被牛顿力学批的体无完肤，然而相对论又将它复活了，行星做的的确是惯性运动，只是不是标准的匀速圆周而已。
蚂蚁与蜜蜂的几何学
设想有一种生活在二维面上的扁平蚂蚁，因为是二维生物，所以没有第三维感觉。如果蚂蚁生活在大平面上，就从实践中创立欧氏几何。如果它生活在一个球面上，就会创立一种三角和大于180度，圆周率小于3。14的球面几何学。但是，如果蚂蚁生活在一个很大的球面上，当它的"科学"还不够发达，活动范围还不够大，它不足以发现球面的弯曲，它生活的小块球面近似于平面，因此它将先创立欧氏几何学。当它的"科学技术"发展起来时，它会发现三角和大于180度，圆周率小于3。14等"实验事实"。如果蚂蚁够聪明，它会得到结论，它们的宇宙是一个弯曲的二维空间，当它把自己的"宇宙"测量遍了时，会得出结论，它们的宇宙是封闭的(绕一圈还会回到原地)，有限的，而且由于"空间"(曲面)的弯曲程度(曲率)处处相同，它们会将宇宙与自己的宇宙中的圆类比起来，认为宇宙是"圆形的"。由于没有第三维感觉，所以它无法想象，它们的宇宙是怎样弯曲成一个球的，更无法想象它们这个"无边无际"的宇宙是存在于一个三维平直空间中的有限面积的球面。它们很难回答"宇宙外面是什么"这类问题。因为，它们的宇宙是有限无边的封闭的二维空间，很难形成"外面"这一概念。
对于蚂蚁必须借助"发达的科技"才能发现的抽象的事实，一只蜜蜂却可以很容易凭直观形象的描述出来。因为蜜蜂是三维空间的生物，对于嵌在三维空间的二维曲面是"一目了然"的，也很容易形成球面的概念。蚂蚁凭借自己的"科学技术"得到了同样的结论，却很不形象，是严格数学化的。
由此可见，并不是只有高维空间的生物才能发现低维空间的情况，聪明的蚂蚁一样可以发现球面的弯曲，并最终建立起完善的球面几何学，其认识深度并不比蜜蜂差多少。
黎曼几何是一个庞大的几何公理体系，专门用于研究弯曲空间的各种性质。球面几何只是它极小的一个分支。它不仅可用于研究球面，椭圆面，双曲面等二维曲面，还可用于高维弯曲空间的研究。它是广义相对论最重要的数学工具。黎曼在建立黎曼几何时曾预言，真实的宇宙可能是弯曲的，物质的存在就是空间弯曲的原因。这实际上就是广义相对论的核心内容。只是当时黎曼没有像爱因斯坦那样丰富的物理学知识，因此无法建立广义相对论。
(一)直到今天，人们仍然坚持这样的观点：时间的性质是一维的长度，时间的单位应该用“小时”或“秒”来表示，事实真是如此吗？在这里我先大胆地提出几点疑问：如果时间真是一维的长度，它为什么不能用标准尺来衡量却要用标准钟才能计算？既然时间是长度，它为什么不能用长度单位米来表示而非要用“小时”和“秒”来表示？“小时”和“秒”也是长度单位吗？如果是长度单位它们与米是什么关系？两者能换算吗？反之,如果不是长度单位干吗要用它们来表示时间长度？相信这些问题是没有人提出过的，也是极难回答的，至少不能说它们是幼稚的问题，回答不上来的问题一定不是幼稚的。
可以肯定地说，我们今天使用的时间概念是含混不清的，其中存在着许多明显的矛盾，应该说这完全是我们理论自身的矛盾，与时间本身无关。
有史以来，由于人们对于时间概念的错误理解，必然导致今天一切有关的物理学理论都不能算做正确的科学理论，虽然现有的这些物理学理论也能在一定程度上解释宇宙的局部，似乎解释的也很正确，但终归不可能建立起一个完整的、大统一的宇宙科学理论，纠其原因就在于我们并不真正了解“时间”。
事实上宇宙是极其简单的，因此解释宇宙的科学理论也必然是极其简单的而不是相反，它大大地超乎了我们所有人的想象。如果你把宇宙想象的越复杂、越神秘，你就越无法把握宇宙；假如你把宇宙想象的很简单，你就会惊奇的发现，宇宙原来是透明的，除了量和量的分布以外什么也没有，那时你会瞠目结舌。
破解宇宙之迷的前提在于破解时间之迷，破解时间之迷的前提在于破除传统的“时间观念”，它既是一层窗户纸，也是一道铜墙铁壁，如果你具备了超越爱因斯坦的想象力，这层窗户纸将一捅即破，你相信吗？现在就让我们来破解时间之迷。
(二)在真实的宇宙中，时间的形象并不是我们想象的那样是“一维的长度”，而应该是“三维的体积”。时间的单位既不能用“秒”来表示也不能用“米”来表示，而应该用“立方米”表示。人们通常所说的“小时”和“秒”以及“天”和“年”并不代表时间单位而只代表“角度”单位。在真实的宇宙中，时间的真正形象并不是角度，而是存在于角度中的“角体积”。现在我们就来专门讨论这个问题，首先从时钟谈起：
我们知道，不同时钟上的表盘面积大小各不相同，但所有时钟表盘面积中存在的角度却完全相等，都是三百六十度。当时针在盘面上转动了一周时，我们说时针走过了十二小时的时间，同时也可以说时针转动了三百六十度角，这说明表盘上的十二小时单位正好等于三百六十度角，而表盘上的一小时单位也正好等于三十度角。由此看来，小时的概念并非长度单位，而实际上代表着角度单位，小时和角度两者之间是可以换算的。换句话说，所谓一小时实际上就是表盘上三十度角的代名词；反之，表盘上三十度角也正好相当于一小时。
一定有人会问：既然你说“小时”不是时间单位而只能做为角度单位，那么我们通常所说的一小时时间又是什么意思呢？我们仍以时钟为例进行说明。
在表盘上，如果时针转动了三十度角我们就会说时针走过了一小时时间，这就好比表盘上的一条半径扫过了三十度夹角中的角面积；如果时针转动了三百六十度角，就等于这条半径扫过了表盘周角中的圆面积。我们说：无论是三十度夹角中的角面积还是三百六十度周角中的圆面积就是体现在“时钟”里的时间，换句话说：在“时钟”里，时间的形象直观地体现为面积单位，所谓“一小时时间”就是表盘上三十度夹角中的角面积，“十二小时时间”就是表盘上周角中的圆面积。
现在我们知道了，在“时钟”里小时的概念原来是指角度单位，而所谓的时间不过是体现在角度中的面积，因此，我们再也不应该说：时间有多长？而只能问：时间有多大？时间的单位既不能用秒来表示，也不应该用米表示，最多只能用平方米表示。
(三)说到这里你感觉吃惊吗？请不要急于反驳我。一切时钟上的表盘面积和刻度都是不动的，它代表着静止的时间，一切时钟上的表针都是运动的，它们代表着运动的物体，这说明物体只能在静止的时间中走动。当某个时钟上的表针停止转动时，我们不能说时钟里的“时间”停止了，因为代表时间面积的表盘和刻度本来就是不动的，我们只能说运动的表针在时间中停止了。这个意思是说——时间本身是从来不动的，时间是静止的。
在“时钟”里，时针就象运动的物体，只能在时间面积中通过，时间是物体运动扫过的面积而不是走过的距离长度，在所有的表盘上都不能体现出时间线段的长短，而只能体现出时间面积的大小。一定有人不同意这种看法，认为如果把表盘上的时针看成是由无数个质点组成的半径，这样每一个质点掠过的弧线就是一条时间线段，它就可以用长度单位米来表示，时间还会体现为长度。我们承认，所有面积最终都是由线段叠加而成的，但是任何线段即使再细也会具有一定的宽度，从本质上讲仍然可以被看成是一个面积单位。同理，在表盘上移动的质点即使再小也应该被视为一段半径，它在转动中所留下的痕迹必然是由长度和宽度构成的面积，所以我们说：在表盘上时间的形象只能体现为面积，而不是长度。单一的长度单位不能唯一地确定面积的大小。
通过以上的分析肯定会给人一种错觉，似乎时间真的就是面积单位，其实这种理解也是不对的。事实上,我们在前面所说的“时间”不过都是时钟里的时间而非真正意义上的时间。真正意义上的时间既不是长度单位，也不是面积单位，而只能是体积单位。
我们知道，所有时钟最早都是根据地球的自转原理而设定的，地球才是真正的标准钟。一切时钟都应该被看成是地球钟的投影，时间在这个投影平面上只能表现出面积的特征，而在地球钟里，时间的真正形象必然体现为体积
(四)地球自转一周同样等于走过三百六十度角，但地球转动一周并不等于走过了十二小时单位，而是被规定为二十四小时单位，这样地球钟上的一小时单位就应该等于球体中的十五度夹角。这就是说：在地球钟里，一小时就是十五度夹角的代名词。与时钟不同，地球钟上的一小时单位里的“时间”并不是两条半径夹角之间的角面积，而是垂直于地轴上的两扇半圆面积夹角之间的角体积，这就象我们把一个西瓜均匀地切割成二十四块，每一块西瓜的形状就类似于一小时单位中角体积的形状。如果把二十四块角体积看成是一个整体，它就是地球钟周角中存在的球体积，这个球体积就是地球钟自转运动所占据的时间体积，它的大小可根据地球半径长度和球体积公式求出。地球自转运动所占据的时间体积与地球质量所占据的空间体积重合、相等。在这里“时间与空间”终于统一了，它们统一于三维体积。
在地球钟里，时间的形象既不是质点掠过的弧线距离，也不是旋转半径扫过的面积，而是旋转平面扫过的体积。时间的单位既不能用米来表示，也不能用平方米来表示，而只能用立方米来表示。
曾经有人形象地把时间比喻成时间管道或时间隧道，这简直是天才的比喻，既然是隧道就必然要用体积来表示，不过任何时间管道都不可能是直管，而是一个封闭的曲管。这是由于一切物体的运动都是在一定的范围内旋转，就象时针和地球钟那样在角度中进行一样，无论是一个原子、太阳系还是整个宇宙。
在太阳系中，地球的公转轨道就是一个典型的时间管道，当然，这个时间管道的样子是在我们的思维中想象出来的，它是地球围绕太阳公转一圈所扫过的体积，该体积的大小等于地球的最大切面与管道的平均周长的乘积。在太阳系中，所有行星都在自己的时间管道中围绕太阳中心旋转，由于不同行星的管道的截面积大小和平均周长各不相同，因此，我们说每个行星运动所实际占据的时间体积大小不同，并且它们都不处在同一个时间体积中。所有行星公转一周都叫做走过了一年的时间或三百六十度，这说明一年的单位实际上代表太阳系中的三百六十度角，在地球年中存在的时间管道体积与木星年中的时间管道体积肯定是不同的，应该说木星旋转运动所占据的“年角度”中的时间体积明显地比地球运动所占据的“年角度”中的时间体积要大，这好比说木星质量占据的空间体积要比地球质量所占据的空间体积要大一样，并且它们同样也不处在同一个空间体积中。
(五)在地球钟上，一切物体都可以被看成是在自己的时间管道中象时针一样围绕着地轴旋转，任何单个物体或质点的时间管道截面与管道周长的乘积就是该物体旋转运动所占据的时间体积。地球上所有物体或质点的时间管道体积累计的总和构成了地球整体自转运动所占据的总时间体积，这个时间体积的形状也是一个典型的以地轴为中心的时间管道。地球是一个球体的时钟，也是普通时钟的原型。地球上每一个单个物体的运动都不处在同一个时间管道体积中，或者说不具有同时性，但它们又都同处在一个更大的时间管道体积中，这就是地球的总时间管道体积，它的大小与地球质量所占据的空间体积大小相等、重合。
就宇宙整体而言，它是一个最大的标准钟，在宇宙钟里存在着各种不同层次、大小不等的时钟，包括银河系钟、太阳系钟，地球钟和原子钟、光子钟等。宇宙中一切物体的运动就象永不停止的表针一样确定着自己在时间体积中的位置和坐标，我们今天所感觉到的所谓时间的快慢，实际上并不是时间本身的快慢而是地球自转和公转运动的快慢，它与地球的动量和速度直接有关。要想知道最后的答案，我们必须按顺序讨论。
(六)宇宙中一切物体的运动都是在“时间体积中”进行的而非随时间运动；一般说运动的总是物体，而不动的总是时间，运动与时间不可分。时间的本质是三维的体积，时间量的单位用立方米表示。
宇宙中时间完整地隐藏在空间中，与空间体积重合、相等，因此我们很难发现它的存在，误以为时间是看不见摸不着的，并且是无法把握的。宇宙中时间与空间是对称统一的，两者重叠在一起形成了三维时空。三维时空观比所谓的四维时空观更简单、更易懂，并且能够直观地描述，因此更具有合理性。
宇宙中时间是静止的而非均匀的流逝，一切物体都是在时间中而非在空间中持续地运动。一切物体运动相对不动的时间而言都是绝对的，时间没有长短只有大小，时间没有快慢之说，因此时间也就无始无终。
宇宙中不存在直线匀速运动，一切物体都在自己的时间管道中循环，这使得时间的特征同空间一样不可避免地表现为弯曲的圆形结构。宇宙是一个旋转的球体，类似于原子、地球和太阳系。
必须强调指出：只有承认了时间的三维性质，才有可能最终解释宇宙，否则我们只能永远在旧理论中徘徊。
在基本上了解了时间的三维性质之后，还要继续讨论另外两个相关概念，这就是动量和速度。在宇宙中，任何单个物体运动所占据的时间体积必然直接与该物体的动量和速度有关，它们共同构成了一组相关的变量。在动量、时间体积和速度三者之间存在着确定的比例关系，其中任何一个变量的量值都是由另外两个变量共同决定的，它们密不可分、相互说明、缺一不可。除了动量、时间体积和速度之外，宇宙中还包含着另外一组变量，这就是质量、空间体积和密度，它们三者之间同样存在着确定的比例关系，其中任何一个变量的量值都是由另外两个变量共同决定的，它们密不可分、相互说明、缺一不可。宇宙中的这两组变量是对称统一的，可以对照解释和相互说明。
必须指出：由于人们过去并不真正了解时间，因此对于“动量”和“速度”概念的理解必然也是含混不清的，以至于在对“动量”和“速度”概念的定义中不可避免地存在着错误和矛盾，在此必须予以纠正。现在我们首先讨论动量。
在教科书中，动量被定义为质点的质量与速度的乘积，动量的单位用千克?米/秒表示，毫无疑问，这是不对的。我们说如果动量等于质量与速度的乘积，那么在动量中就必然应该包含着质量并且一定大于质量，这就是说动量应该被看成是由两部分量组成的，这里有一个问题，如果其中一部分量肯定叫质量，那么另一部分量应该叫什么呢？假设这部分量也叫质量，就等于说动量全部是由质量所组成，两者不存在区别，这是不应该的。假设另一部分量叫动量，就等于说动量中既包含质量同时也包含一部分动量，这显然是矛盾的。也许有人说另一部分量叫速度，那么我们为什么不能反过来也把速度叫质量或叫动量呢？还有，如果动量中必然包含质量的话，在质点失去速度的情况下，质点的质量是否仍然属于动量的一部分？这时我们为什么总认为动量在静止的质点中完全消失了？如果我们不能合理的回答这些疑问，还能肯定地认为动量是质量与速度的乘积吗？况且把动量的单位用千克?米/秒表示也是非常牵强的，因为它明显地是做为一个比值出现的，比值不能够代表一个确定量的单位。比如说质量单位是千克，那么与之相对应的动量单位也应是千克而不是别的。可以肯定地说：现有的动量概念是错误的，是不能成立的，它必须要与质量单位相统一。请不要急于反驳我，这决不是耸人听闻，我们没想到的事情还多着呢
(七)一个相对地面保持静止状态的铁球，有人说它的速度为零，因此不具有任何动量；还是这个铁球，有人看见它正在与地面一起围绕着地轴转动，因此说它具有很大的动量。两种不同的解释必然得出两种不同的计算结果，请问：铁球到底有没有动量？不用说，回答当然是肯定的。
长期以来，人们始终坚定地认为：运动永远是相对的，在失去或并存着两个不同参照系的情况下不能断定物体动与不动，从而也就无法确定物体有无动量。在这种错误的思维方式影响下人们必然以为所有物体中都不可能存在着绝对的动量，甚至认为物体中的动量是可有可无、时有时无的。这样一来，人们根据相对运动计算出来的动量自然也是相对的动量，应该说这种认识是非常错误的。
可以肯定地说，在真实的宇宙中确实存在着一个绝对静止的参照系，这就是我们反复强调的时间体积，时间和空间是宇宙中唯一不动的东西，（这个问题以后还要进一步说明，时间和空间只做膨胀和收缩运动，只有大小的变化，它们都是有限的。）一切物体只要存在于时间中就必然是绝对运动的，并且具有绝对的动量。宇宙中动量与质量相同，都是物体中固有的量，而且是绝对存在的量，两者是相对独立的。动量只表示物体运动大小的量，是纯粹运动中的量，也叫做占据时间的量。动量的大小只与物体运动所占时间体积的大小和速度的大小有关，而与质量无关。这就象物体质量的大小只与所占空间体积的大小和密度的大小有关，而与动量无关一样。物体中动量与质量等价、平权、重叠；时间体积与空间体积等价、平权、重叠；速度与密度等价、平权、重叠。
在地球上，一切物体都随地面一起围绕地轴转动，在不受到其它物体动量的作用下始终保持原有的动量不变。一个在地面上静止的铁球永远不会自己滚动，除非有其它物体的动量传递给它，迫使其改变原有的速度而在地面上滚动，然而这时铁球所具有的动量已经不是它应有的真实动量，而是附加了其它物体的动量，一旦所施加的额外动量消失后，铁球就会自发地逐渐恢复到原有的速度和动量状态上来，最终停止在地面上与地球一起转动。
现在我们知道了，任何物体在不受到其它因素的影响下总保持原有的动量不变，这就是说物体的动量是固有的而并非质量与速度的乘积，那么物体中原有的动量大小又是如何确定的呢？确切地说：物体的动量是所占时间体积与速度的乘积，这就相当于物体的质量是所占空间体积与密度的乘积一样。如果我们要想确定某个物体的动量大小必须首先确定物体所占的时间体积大小和速度的大小；这等于说：如果我们要想确定某个物体的质量大小必须首先确定物体所占的空间体积大小和密度的大小一样。然而遗憾的是，现有的教科书中的速度概念本身也是错误的，必须先行予以纠正。
(八)教科书中的速度概念被定义为质点的位移与所历时间的比值，速度单位用米/秒表示，这是什么意思呢？按照书上的说法，位移是质点运动所走过的距离，用长度单位米表示。很显然，这种说法至少是不严谨的，我们已经知道，任何质点的运动过程必然要扫过一个管道体积，这就是质点动量存在于其中的时间体积，如果我们仅仅把运动看成是质点走过的距离而不是扫过的体积，就会使动量与时间体积相脱离，这就好比说物体在空间中运动、时间在钟表里进行一样。我们知道，在现有的速度概念中的时间单位用“秒”表示已经是错误的观点了，因为“秒”已被证明只能代表角度的单位，这样一来长度单位米与角度单位秒两者之间不可比，我们总不能说十五度角中究竟存在多少米。即使我们把角度单位“秒”看成是角度中存在的面积或体积，这个速度概念的比值也是不能成立的，因为米与平方米或立方米之间也不可比，我们总不能说一定的面积或体积中究竟存在多少米？还有一点是非常重要的，在现有的速度概念中居然没有体现出动量的概念，这是不可思议的事情。相比之下，在现有的密度概念中明确地体现出了质量的概念。总之，我们今天使用的速度概念表达的内容是含混不清的，根据这样的概念不能反映出速度的真正含义。纠其原因仍在于我们根本不懂得什么是“时间”。
现在就让我们来修改这个含混的概念，在速度单位米/秒中，时间单位不能用秒表示，而应该用立方米表示。长度单位米在速度中是多余的概念，应该改为动量。由于原来使用的动量单位——千克?米/秒是错误的，因此必须更换。为了使动量单位与质量单位相统一，我们把动量单位表述为：千克（动量），这样修改后的速度概念应表述为质点的动量与时间体积的比值，速度单位用千克（动量）/米3（时间）表示。新的速度单位与原有的密度单位是非常对称的：千克（动量）/米3（时间）千克（质量）/米3（空间）我们把修改后的动量、时间体积和速度称之为新概念，它们与物理学中的另外一组变量——质量、空间体积和密度之间存在着数学形式上的对称性和统一性，稍加比较之后就会发现其中存在的合理因素。总之，新概念的出现不仅仅是对旧概念本身在内容和美学效果上的改变，从更大的意义上讲，它预示着一场新的物理学革命将在所难免。
同名电影
中文片名：穿越时空
外文片名：Race Through Time
更多外文片名：The Man Who Used to Be Me
编剧：布路斯·纳什
导演：杰夫·沃尔纳夫
国家地区：美国、加拿大
上映发行：2000-7-16
片长：88分钟
主演：
威廉姆·蒂温
罗布·埃斯特斯
劳拉·霍顿
伍迪·杰弗瑞
剧情：
二十三年前的2000年9月19日，治安巡警山姆与同事麦克一起为妻子埃米挑选一枚戒指时，接到克莱尔蒙特大街88号发生一起枪击案的警报。那可是父亲比尔的住宅，当山姆以最快的速度赶到父亲身边时，干了大半辈子警察的父亲已经躺在血泊中，再也没有醒来。因为现场的枪支上留有自己的指纹，山姆被上司勒令交出了警徽和枪械。
二十三年过去了。父亲的死成了山姆心头挥之不去的阴影。为此，山姆一直生活在愧疚和自责当中，尽管已经年近半百的山姆还在一座科技大厦从事保安工作，但他一刻也没有忘记当年许下一定要找到杀害父亲凶手的诺言。
一天晚上值班时，山姆偷偷溜进贝克博士的实验室。在实验室里，山姆看见由贝克、纽厄尔和劳拉共同开发成功的一个实验，可以通过时间旅行项目回到若干年以前，然后在指定的地方实施回收。尽管这个项目还不曾在人类进行过成功的尝试，但为了追查杀害父亲的真凶，山姆决定铤而走险。为此，山姆逼迫贝克启动时间旅行系统，把自己送回到二十三年前。
回到二十三年前的2000年9月，已经是20日了。山姆自称摩根，以私家侦探的身份走进了山姆的家。在和山姆一起调查的过程中，两个人在父亲留下的一个电子日历中查到一个叫洛根的人，并以洛根为线索，将杀害父亲的真凶麦克逼出了幕后。原来，麦克和区检察官洛根利用职务之便收受贿赂，父亲比尔发现以后，招来杀身之祸。
摩根和山姆携手除掉麦克时，摩根在“过去”呆的时间已经超出了预定的八十小时。为了检验时间旅行系统承载人类的性能，贝克博士删改了部分电脑数据。值得庆幸的是纽厄尔博士保留了一个备份。在摩根除掉麦克的那一刻，纽厄尔用修复好的系统，在全球定位系统找到山姆的确切位置后，成功地实施了回收。
精彩视点：
如果时光可以倒转，你想干什么？
本片是美国2000年出品的一部电视电影。影片讲述了一个时光倒转二十三年的故事。故事的主人翁回到二十三年前，和当年的“自己”一起完成了查找真凶、替父报仇的夙愿。如果不是大胆的想象，你根本不可能知道，与恍若隔世的“自己”在一起时的新奇感觉。
