序言
有朝一日人類有沒有可能穿牆而過？或造出速度比光還快的太空船？讀出別人心裡頭在想什麼？將自己隱形？用念力移動物體？讓自己的身體在瞬間移動到外太空？上面這些問題，我從小就很感興趣。而且，跟很多物理學家一樣，我在成長的過程中也常常感到好奇，像時光旅行、光砲、力場、平行宇宙這些東西究竟可不可能存在？透過種種魔術、奇幻故事和科幻小說，我的想像力得到了充分的發展，我也對這些「不可能的事物」開始了我長達一生的愛戀。從科學的角度看，這些故事只是幻想，在現實世界根本不可能存在。長大成人，意味著拋棄這類幻想。大人說，在現實世界，我們必須放棄這些不可能實現的幻想，追求實際。但我有我自己的看法。如果要保持對這些不可能事物的愛好，我只能透過物理學的領域進行探索。要是對高等物理學沒有深厚的素養，我將永遠只能用臆測的態度面對這些未來性的科技，卻永遠不曉得這些東西會不會實現。所以，要實現夢想，我應該要投身於高等數學和理論物理學。後來，我也的確這麼做了。如今，我不時會收到科幻小說家或劇作家的來信，請我針對他們的故事提供意見，並藉此探索物理定律的極限。
「不可能」是相對的
貫串本書的核心問題之一是，一個在今天「不可能」存在的東西，數百年後甚至數百萬年後是否仍然不可能呢？
回顧過去這個世紀，人類在科學上獲得了長足的進展，其中又以量子理論和廣義相對論最為可觀，既然如此，我們應該能粗略估計，前面提到的某些神奇科技，在未來的什麼時候或許有可能實現。
隨著日益先進的理論（如弦論）的陸續問世，某些一向被認為屬於科幻世界的觀念，如時光旅行和平行宇宙，如今已經得到物理學家的重新評估。想想看，我們今天在日常生活中用到的許多科技，對一百五十年前的科學家而言不也是無稽之談嗎？凡爾納在一八六三年創作了一部小說：《二十世紀的巴黎》（Paris in the 20th Century），之後卻束之高閣；一個多世紀後，這部小說才被凡爾納的曾孫重新發掘而得以在一九九四年重見天日。書中，凡爾納對一九六○年時的巴黎提出了大膽預言，還想像出許多在十九世紀被認為不可能存在的科技，如傳真機、全球性的溝通網絡、用玻璃帷幕做成的摩天大樓、以石油驅動的汽車，以及懸浮在地面上的高速列車。凡爾納的預言如此精準，並不令人感到意外，因為，他周遭有許多科學家朋友，在長期的耳濡目染之下，他對科學的基本原理有深刻的認識，所以預測才如此神準。
遺憾的是，十九世紀某些最偉大的科學家，立場卻完全相反，他們宣稱，前面提到的那些科技，全都無望實現。以維多利亞時代聲譽最卓著的物理學家凱爾文爵士（Lord Kelvin；他死後葬在西敏寺，與牛頓為鄰）為例，他宣稱，像飛機這樣「比空氣還重」的機器，絕對飛不起來。他還認為，X光是個騙局，無線電的發展則前途黯淡。發現電子核的拉塞福爵士（Lord Rutherford），則認為原子彈絕對製造不出來，還斥之為無稽之談。十九世紀的化學家普遍認為，傳說中的「點金石」（philosopher’s stone），在科學上是不可能的，花再多力氣去尋找都是枉然。根據十九世紀的化學理論，化學元素基本上是無法改變的。但是就今天的科學技術而言，要用原子擊碎器將鉛原子變成黃金，在理論上是可能的。想想看，二十世紀初的人要是見到今天的電視、電腦和網際網路，會不嘖嘖稱奇嗎？時間再拉近一點。沒多久以前，黑洞也被認為是科幻小說的產物。愛因斯坦自己在一九三九年就寫過一篇文章，「證明」黑洞不可能形成。然而，透過今天的哈伯太空望遠鏡或錢德拉X射線望遠鏡（Chandra X-ray telescope），我們卻看到了數以千計的黑洞存在於太空當中。
以上種種技術在十九和二十世紀初之所以被認為不可能，原因在於相關的物理定律和科學原理尚未被發掘出來。而今，許多原本不可能的技術已經成為真實，可見，在過去這近百年來，人類對科學的認識加深了多少（尤其在原子層次）。
預測未來
預測，尤其是預測數百年或數千年後的世界，一向是很危險的。物理學家尼爾斯．波爾（Niels Bohr）有句名言：「預測很難，預測未來更難。」但凡爾納的時代跟今天這個時代有個很重要的基本差異。如今，我們對物理學的基本定律都已經有了大致的認識。從質子的內部到擴張中的宇宙，種種橫跨四十三個數量級的物理現象，其基本定律都已經被物理學家所掌握。因此，今天的物理學家可以相當有把握地說，未來的科技大概會是什麼模樣，也更能分辨哪些科技有可能發展出來，而哪些科技則完全不可能實現。
因此，我在本書將所謂的不可能分成三類。第一類是那些尚未發展出來，但並未違反已知物理定律的科技。這些科技可望在本世紀或下個世紀就發展出來，雖然形式可能有所修正。包括瞬間移動、反物質引擎、某種形式的心電感應、念力移物、隱形，都被我歸屬在這一類。第二類不可能，則是那些我們對其背後的原理原則仍不甚明瞭的科技。這些科技就算真的發展出來，恐怕也要再等上數千年甚至數百萬年。這一類科技包括時光機器、超時空旅行和穿越蟲洞。至於最後一類，也就是第三類，指的則是違反已知物理定律的科技。叫人吃驚的是，屬於這一類的東西並不多。然而，這一類技術要是真的實現，人類對物理學的認識恐怕要徹底翻轉。
我認為，上述的分類很重要，因為，科幻小說中雖然有許多科技都被科學家駁斥為不可能，但他們口中的不可能，其實只是針對我們這個原始的文明而言。舉例來說，大部分的科學家都認為，我們的地球不可能有外星人來造訪，因為，星球與星球間的距離實在是太漫長、太遙遠了。誠然，就人類現有的科技水準而言，星際旅行確實是不可能的任務，但對一個發展程度遠超過我們幾千年甚至幾百萬年的文明而言，情況就不同了。基於這個緣故，將「不可能」加以分級是非常重要的。畢竟，在我們看來不可能的科技，對其他文明而言或許並非不可能。因此，當我們在討論什麼事情可能或不可能的時候，別忘了，在宇宙中的某個地方，或許有一個科技水準超越我們好幾千年甚至好幾百萬年的文明存在。
我在研究上的最終目標是，完成愛因斯坦未完成的夢想，創建出一套「萬有理論」，一套「究竟的理論」（final theory），讓目前科學上最困難的一些「不可能」的問題，如時光旅行辦不辦得到，黑洞的中心有些什麼，大霹靂以前發生了什麼事，終能得到解答。我和「不可能」一生的愛戀，如今仍在持續當中；我很好奇，這些不可能之事，在多少年以後，有哪些會成為人類日常生活的一部分？
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