讓我們先來看一個著名的“祖母悖論”。大意是說：如果我們透過時空隧道回到了過去，遇見了我們的祖母，而我們又不幸的害死了祖母，那麼既然祖母在年輕的時候就死了，未來的我又從哪裡來？既然沒有了我，我又怎麼會回到過去害死祖母？這樣便產生了一個悖論。這個悖論是建立在愛因斯坦的廣義相對論的基礎上。廣義相對論認為我們的宇宙是平行相通的，可以透過孔洞回到過去。正如所設想的一樣，如果回到過去成立，就必然產生上述的悖論。在愛因斯坦的狹義相對論中，我們又被告知時間和空間是彼此聯絡的，由於光速恆定，所有運動，甚至時間本身都必須與之相對應，由此時間也是相對的。於是，人們為解釋上述悖論，提出“平行宇宙”的概念，這就是霍金的“平行空間理論”。霍金解釋，時間旅行者回到過去改變歷史後，時間線便出現分杈，分杈的時間線展開的是另一段歷史。然而，如果我們能夠回到過去，就可能破壞因果規律。於是，祖母悖論也被這樣解釋：由於時間與空間相關，因此祖母被害，世界因歷史的改變被一分為二，從而產生時空的分枝，那麼在這個空間裡的我就不存在了，但另一個空間的祖母仍然存在，也便還有我存在。

既然人類回到過去理論上成立，“時間機器”、“時間旅行”便成為科幻作品中被廣泛採用的題材。“時間機器”最早出現在1895年威爾斯的小說《時間機器》裡，那時的設想只是作者的幻想，直到狹義相對論與廣義相對論相繼問世，這一設想開始有了一定的物理學根據，類似題材的科幻電影也因此有了科學的依據。正因為有了科學為依託，在科學與幻想間才會有一個一個無比耐人尋味的故事。如科幻喜劇《回到未來》，主人翁馬丁和布朗博乘坐時間機器在過去與未來間穿梭，並與那個時空的人產生互動行為，從而引起時空的分枝，創造出與原時空不同的結局。在這部影片裡，導演就把世界因歷史改變產生分枝從而導致的因果關係表現得淋漓盡致，也因此讓這部系列影片成為經典。

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