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真正的峡谷相对论——从相对论探究英雄联盟艾克R技能及其他时空穿越技能可行性~
英雄联盟中，艾克的R技能可以打破时间线，回溯到一个更加有利的时间点上，即回到过去，那我们今天就从狭义相对论及广义相对论的角度讨论艾克R技能的可行性。另，英雄联盟中还有其他一些涉及空间或时间穿越的技能，在这里我们可以一并探究，具体列举如下：
瑞兹： 曲境折跃快捷键：R
被动部分：【超负荷】对带有【涌动】效果的目标造成更多伤害。
施放时，瑞兹会创造一个传送门来通向一个附近的位置。在若干秒后，站在传送门附近的友军会被传送至目标位置。
萨科： 幻像快捷键：R
萨科在身边制造一个自己的幻像，幻像能够攻击周围的敌人（对防御塔造成较少伤害）。在死亡时爆炸，它会爆炸，生成三个小型惊吓魔盒并对附近的敌人造成伤害。
孙悟空： 真假猴王快捷键：W
孙悟空变为隐形状态并朝着一个方向突进，同时留下一个会攻击附近敌人的分身。
慎： 秘奥义！慈悲度魂落快捷键：R
慎为目标友方英雄提供一层吸收伤害的护盾，然后很快传送到目标身旁。
艾克： 时空断裂快捷键：R
艾克打破他的时间线，变得不可被选取并回溯到一个更加有利的时间点上。他会回到几秒前的位置，并治疗这几秒内所受的伤势。在完成传送后，传送终点区域附近的敌人都会受到巨量伤害。
卡牌： 命运快捷键：R
崔斯特为他的敌人算卜命运，短时间内显示所有敌方英雄的位置，并可使用传送，让他在引导1.5秒后传送至目标位置。
众所周知，在牛顿的绝对时空观中，时间和空间是两个独立的观念，彼此之间没有联系，分别具有绝对性。绝对时空观认为时间与空间的度量与惯性参照系的运动状态无关。很明显，在这样的时空观下，时间穿越只是一种幻想，不具有理论基础。
狭义相对论与通往未来
但是阿尔伯特·爱因斯坦在1905年发表的题为《论动体的电动力学》一文中提出的区别于牛顿时空观的新的平直时空理论狭义相对论对时空观产生了一次重大变革，在狭义相对论中，时间和空间与参照系的选择密切相关，而不再是绝对的概念。狭义相对论的时空观认为同时是相对的。即在一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中不一定是同时的。以狭义相对论的两个基本公理狭义相对性原理及光速不变原理，我们可以较为简单地推导出洛伦兹变换公式，由洛伦兹变换我们可以推导出两个著名的公式，其中之一即为在运动参照系中时间的流逝会变慢，这是著名的时间延缓效应，它的存在已经被大量物理实验所证实。狭义相对论所带来的这种新结果，为时间旅行开启了第一种具有理论依据的可能性：那就是面向未来的时间旅行成为了可能。
上式即为钟慢效应的变换式，我们可以有一个比较通俗的理解，假设一个人在一列运动的火车中，双手各拿一个镜子一上一下，让一束光在两个镜子之间来回运动，这时以火车为参照系，光线运动距离小于以地面为参照系，但光速不变，所以此时在地面系观察运动的火车中的时间变慢，即动钟变慢。其中Δt‘为固有时，我们可以看出，按照狭义相对论，如果想要穿越时间去到未来，那么需要以接近光速高速飞行，想要去到越遥远的未来所需要达到的速度就越高。那么如果艾克向到达4秒后的世界只需要以99%的光速飞行1.6s，当他回到召唤师峡谷时，此时峡谷上的时间已过去了5.6s，艾克刚好到达4秒后的时间点。
当然，单纯的公式推导大家可能比较枯燥难以理解，我们还可以通过作时间图，通过世界线我们可以直观地看出狭义相对论中是如何去往未来的。
上图为一张时空图，即把时间轴和空间轴画在一起的坐标图，只考虑x轴和t轴，时空图简化为一个直角坐标图，但是时空图和空间坐标图有本质的不同，时空图上的一个点表示一个事件，相对于坐标原点静止的一个空间点，在时空图上将变成一条直线。在时空图里，你能非常自然地感觉到时间和空间被统一起来了，因为时空图里的时间轴和空间轴有着完全的平等的地位。在时空图里，一个粒子现在在哪，你找到它的空间坐标（x，y，z），记下现在的时间t，那么你就得到了它的时空信息（x，y，z，t），那这个时空信息就对应时空图里的一个点，这就叫时空点。同样的，你再记下它下一个时刻t1的位置（x1，y1，z1），那么它又对应了坐标系的另一个点（x1，y1，z1，t1）。所以，一个粒子在任一时刻的时间、空间信息就都对应了时空图里的一个点。那么，如果考察这个粒子的全部历史，你就可以得到一系列的这种时空点，这些点在时空图里就会形成一条线，这条能代表粒子全部历史的线就叫粒子的世界线。可能大家已经看出来了，我上图中所做的等时空间隔曲线即为闵可夫斯基空间中光锥在一个截面上的投影。
时空图上的A（x1,t1）B（x2,t2）两个点，表示t1时刻在x1位置发生了事件A，t2时刻在x2位置发生了事件B，线段AB表示A和B之间的时空间隔。时空间隔在相对论中通过方程Δs2=c∧2Δt∧2-Δx∧2来定义（只考虑x轴），是一个洛伦兹变换不变量，反应了事件A和事件B之间因果关系的强弱。大家可能奇怪为什么时空距离的方程和我们常识中空间的距离不一样，出现了负号，这是由于在闵可夫斯基时空的度规中时间分量的负号来源于狭义相对论的两个前提之一——光速不变。
考虑一个最典型的情境，两个互相作匀速直线运动的惯性系，为了方便，当两个原点重合令t=t'=0，此时从原点发出一束光。由于在两个参照系中光速均为c，所以我们有：x²+y²+z²=(ct)²，x'²+y'²+z'²=(ct')²。其中(t,x,y,z)和(t',x',y',z')分别为光在两个参照系中所到达的位置，显然地我们发现：x²+y²+z²-(ct)²=0=x'²+y'²+z'²-(ct')²，这进而引导我们去找到一种类似于欧几里得空间中的距离的不变量，即ds²=-(cdt)²+dx²+dy²+dz²。保持这种不变量的所有变换（除去平移）组成一个群，称为洛伦兹群，这些变换称为洛伦兹变换。洛伦兹变换表现为闵氏时空中的一种旋转操作。因此可以看出，时间分量的负号体现了时间分量与空间分量的不对等，最终的来源是光速不变。
为方便读图，我们以秒作为时间轴的单位，以光秒作为空间轴的单位，那么光速c=1，光的世界线在时空图上就是x=t和x=-t这两条直线，恰好是每个象限的平分线，以光的两条世界线为分界线，我们可以得到一个光锥区域，即如下图所示的蓝色区域，这是狭义相对论的几何表达，感兴趣的JR可以具体看一下闵可夫斯基空间，将能够更轻松地理解光速不变及钟慢尺缩效应。位于光锥内部的事件点A，与坐标原点时空间隔的平方s∧2=t∧2-x∧2＞0，从原点发出的光信号，可以在事件A发生前到达事件点A的空间位置，所以事件A和坐标原点可以有因果联系，这样的时空间隔叫做类时间隔。位于光锥外部的事件点B，与坐标原点时空间隔的平方s∧2=t∧2-x∧2＜0，从原点发出的光信号，不能在事件B发生前到达事件点B的空间位置，所以事件B和坐标原点不可能有因果联系，这样的时空间隔叫做类空间隔。而位于光的世界线上的事件点，与坐标原点时空间隔的平方s∧2=t∧2-x∧2=0，从原点发出的光信号，会恰好在该事件发生时到达该事件点的空间位置，这样的时空间隔叫做类光间隔。
现在让我们来用前面的时空图解释艾克如果以99%的光速飞行，再回到召唤师峡谷之后为什么会到达4秒之后。图中x轴与t轴即为以召唤师峡谷为参照系建立的时空图，我们假设艾克匀速飞到点F处，那么以艾克为参照系建立时空图，艾克飞行了一段时间，只是时间轴上的位置在变，空间轴上的位置一直是0，令 x'=(x-ut)/√￣（1-u∧2/c∧2）中的x’=0，即可得出艾克坐标系的时间轴即是召唤师峡谷坐标系中x=ut这条直线，恰好是艾克的世界线。同理，令t'=(t-ux/c∧2)/√￣（1-u∧2/c∧2）中的t’=0，即可得出艾克坐标系的x’轴即是召唤师峡谷坐标系中t=ux/c∧2这条直线。令c=1，则x’轴与t’轴关于光的世界线对称。把两个坐标系画在同一张时空图上，可以方便的进行坐标变换。
假设艾克调头飞回召唤师峡谷发生在F点，线段OF表示艾克调头这件事和艾克从召唤师峡谷起飞这件事的时空间隔，OF在t轴上的投影OD表示艾克调头这件事和艾克从召唤师峡谷起飞这件事在地球参照系中的时间间隔，设OD=t1，根据时空间隔的定义OF=√￣（t1∧2-x1∧2）=t1√￣（1-u∧2），因为c=1，所有又可以写作OF=t1√￣（1-u∧2/c∧2）=t1'，这个时间是艾克经历的时间，叫做世界线OF的固有时间，而t1是召唤师峡谷世界线OD的固有时间。
如图所示，艾克在F点调头，在R点回到召唤师峡谷，那么在调头之前的瞬间，艾克认为召唤师峡谷中的英雄处于P时刻，调头之后的瞬间，由于坐标系已经改变，艾克认为召唤师峡谷中的英雄处于Q时刻，那么整个往返过程召唤师峡谷中的英雄经历的时间为世界线OR的固有时间OP+PQ+QR=2OD=2t1，而艾克经历的时间等于世界线OFR的固有时间OF+FR=2t1'， 通过等时空间隔曲线，我们可以将2t1'转换到t轴上，很明显2t1'<2t1，艾克经历的时间更短，所以艾克将穿越到未来。
细心的JR可能已经发现了，上面我们说了这么多，一直都是说到穿越到未来，却没有提到艾克R技能真正的实质，回到过去。这是因为以狭义相对论为理论基础，回到过去并无理论可行性。在狭义相对论的理论框架内，如果要回到过去，那我们只有实现超光速运动才能导致某一参照系内时序被颠倒，即位于光锥外部。但是狭义相对论本身在亚光速与超光速之间设置了一个光速壁垒，没有任何已知的物理过程能够使原本亚光速运动的物体进入超光速运动状态。
广义相对论与回到过去
爱因斯坦在1905年发表了一篇探讨光线在狭义相对论中，重力和加速度对其影响的论文，广义相对论的雏型就此开始形成。1912年，爱因斯坦发表了另外一篇论文，探讨如何将引力场用几何的语言来描述。至此，广义相对论的运动学出现了。到了1915年， 爱因斯坦场方程发表了出来，整个广义相对论的动力学才终于完成。在广义相对论中，时间与空间依赖于物质的分布和运动。受物质运动的影响，在不同时刻、不同地点，未来有可能指向不同的方向。这表明时空在某种意义上就像流体一样会受到物质运动的拖曳，甚至连时间的方向都有可能因拖曳而改变。
由于时间的方向可以被物质的运动所拖曳，那么就可以通过某种物质将时间的未来方向拖曳成过去方向，或者让不同的时间方向首尾相接，形成一条闭合类时曲线，那么我们就能通过这条闭合类时曲线回到过去，也就是艾克的R技能将有理论支撑。
1949 年，著名逻辑学家哥德尔在广义相对论中发现了一个非常奇特的解，描述一个如今被称为“哥德尔宇宙”的宇宙。哥德尔宇宙是一个不断旋转的宇宙。这种宇宙不膨胀，所有的物质都绕着一个对称轴匀速转动，其中也包含了爱因斯坦的宇宙学常数，但不同的是，这里的宇宙学常数小于零，因此产生的是引力，和物质的引力一起抵消了转动产生的离心力。哥德尔宇宙中，物质的旋转对时间方向会产生拖曳作用，离旋转中心越远，拖曳作用就越显著。在足够远的地方，拖曳作用足以形成闭合类时曲线。因此，在哥德尔宇宙中只要让艾克沿某些远离旋转中心的轨道运动，原则上就可以实现回到过去。但如果召唤师峡谷与我们同处一个宇宙，那么他的R技能仍是不可实现的，我们所生活的宇宙并不存在整体的旋转，此外在哥德尔宇宙中宇宙学常数是负的，而我们观测到的宇宙学常数却是正的。
加州理工学院的物理学家索恩与学生莫里斯等人在 1988 年发表的一项有关“可穿越虫洞”的研究中，发现虫洞不仅是空间旅行的通道，而且还可以作为回到过去的时间机器，只要让虫洞的出入口以接近光速的速度作适当的运动，就可以将虫洞转变成时间机器。
1992 年，著名物理学家霍金提出如果能量密度处处非负， 那么试图在任何有限时空区域内建造闭合类时曲线都将会产生时空奇点。但是霍金这一结论的前提是能量密度处处非负，负能量物质的存在不仅在理论上是可能的，而且已经得到了实验的证实，虫洞内部为负能量物质，则可以避免霍金提到的时空奇点的产生。
到这里，我们大概会对艾克回到过去的可能，以及其他例如瑞兹、卡牌等的空间传送技能的可行性持乐观态度，但真的是可行的么？我们只能说在理论层面可行，但实际却并无可能。
虫洞一旦成为时间机器，在类时曲线闭合的一刹那， 任何微小的量子涨落都有可能通过那样的虫洞返回过去， 与它本身相叠加。 这种叠加过程可以在零时间内重复无穷多次， 由此产生的自激效应足以在瞬间将时间机器彻底摧毁。如果在虫洞建成的一瞬间，有某种东西x从出入口A出发，进入了出入口B，然后又从出入口B回到了过去，那么它就又回到了出发时刻的出入口A。可是这时，过去的x仍然停留在原处，返回的x将与之前的x叠加，变成了两个x。于是这个过程会循环往复进行，x便无限增殖，这就好像两面镜子互相照一样，最终引发系统的崩溃。对于虫洞来说，这种无限增殖将诱发一种“强力束”，索恩认为如果这种强力束如果是由光生成的话，那么由于受到虫洞壁的妨碍，它将不会无限增殖，这种情况下，时间机器还可以继续存在。但是这种x完全有可能是真空中的能量涨落，也就是说强力束的生成也许是无法避免的，结果就是还没等艾克进去，虫洞就被瞬间摧毁。
20 世纪 90 年代，美国塔夫斯大学的物理学家 Larry Ford 等人对负能量物质进行了研究， 结果发现它的负能量密度会无可避免地受到正能量密度的抵消。并且证明了一个定量的结论，即负能量密度必须满足一个被称为 “量子不等式” (quantum inequality) 的约束条件。 用数学公式来表示，所谓量子不等式是这样一个不等式：∫ ρf(τ)dτ ≥ —C/(Δτ)4，其中 ρ 是负能量密度，f(τ) 是一个对时间自变量 τ 的积分为 1，且特征宽度为 Δτ 的 “抽样函数” (sampling function)，C是一个常数 (通常小于或远小于 1)。这个不等式的物理意义是：负能量密度的数值越大，所能维持的时间就越短。 此外，一个半径为一光年的球对称虫洞喉咙附近的张力大小约为5×1010 N/m2，相当于在每平方米的面积上压上 500 万吨的重物，或大致相当于物质在原子线度上所能承受的张力。这意味着半径为一光年的球对称虫洞喉咙附近的张力如果作用在物质上，将足以破坏原子结构。而倘若虫洞的半径不是一光年，而是更小，则喉咙附近的张力将会更大 (因为张力的大小与虫洞半径的平方成反比)。 倘若虫洞的半径只有一千米，则张力将高达不可思议的 5×1036 N/m2，相当于每平方米的面积上压上 5 亿亿亿亿吨的重物。而构筑一个半径为一光年的虫洞所需的负能量物质的数量就大约相当于太阳质量的十万亿倍。
那我们是否还有其他办法来实现这些时空穿越技能呢，或许有些JR会说虫洞内部张力过大，那我们把艾克拆分成原子再组合起来不就好了？
这确实可以解决虫洞穿越过程中应力过大以及构筑虫洞所需负能量物质数量巨大的问题，但随之而来的则是原子重新组合为艾克的问题。并且如果这种传输可行，那么依据量子力学的基本原理，同一类型的基本粒子彼此间是完全相同的，在传送过程中，组成生命体的基本粒子本身是否直接被传输到目的地其实并不重要，因为这些基本粒子本身并没有任何特殊性，真正需要传输的只是有关生命微观组成的完整信息。
那我们就需要获得组成艾克或慎的生命微观组成的完整信息，而根据不确定性原理及自测不准原理，对一个量子体系的单次测量所能得到的信息往往注定只能是不完整的，所以我们不可能获得生命微观组成的完整信息。
结论：艾克R技能及其他传送类技能，具有理论基础，但从目前人类工程学实施角度并无可能，英雄联盟世界对于量子力学及物理学统一的终极理论的研究远超人类。
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风湿小子
· 广东赞给你了 我人没了
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王云盏
· 内蒙古全看完了 ，写的不错，一些观点和理念和最近中科院做的实验理念相似，帮顶👍🏻
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