《四维旅行》以清晰、睿智的语言，激发我们倘徉在那众多的疑惑和悖论中间：时间与空间是我们经验的最基本特征，也是我们经历的最大困惑。时间有起点吗？宇宙之外还有空间吗？当万物停止了运动，时间还会继续吗？空间能空空如也地存在吗？时间旅行可能吗？时间可以倒流吗？空间存在第四维吗？作者R.L.普瓦德万从科学、历史和文学中找来大量的实例，让我们深切感受了寻常的时空观念引发的疑难，鼓励我们为了自己去思考那些问题。

时间与空间观念是我们生活的基本常识，也是我们经历的最大困惑，如：时间旅行可能吗？空间存在第四维吗？R.L.普瓦德万著的这本《四维旅行》从科学、历史和文学中找来大量的实例，让我们深切地感受到传统的时空观念中所存在的问题，并引发我们对此进行深入的思考。

第1章 时间的测量

 格林威治的意外事件

 度量、约定和事实

 时间和自然律

第2章 变化

 作为变化的时间

 没有变化发生的时间？

 皆事有因

第3章 没边的盒子？

 两个世界相遇的地方

 亚里士多德反对虚空

 罐、泵和气压计

 真空的教训

 多余的空间

 两个世界相遇的地方

 亚里士多德反对虚空

 罐、泵和气压计

 真空的教训

 多余的空间

 寻找运动

第4章 曲线和维数

 被取代的欧几里得几何

 可以感知的空间

 一只手

 高于三维？

第5章 时间的开端和结尾

 创世的回音，末日的征兆

 充足理由律的局限

 过去可能是无限的吗？

 大循环

第6章 空间的边缘

 站在边缘的阿基塔

 宇宙之外还有空间吗？

 无限的错觉

第7章 无穷和悖论

 芝诺：乌龟如何打败了阿基里斯

 对芝诺的两个回应：无穷小量和有限论

 汤姆逊的灯

 跃变的难题

 德谟克利特的锥

 空间和时间的原子

第8章 时间会流逝吗？

 流逝之谜

 麦克塔格特对时间非实在的证明

 个回应：现在主义

 第二个回应：B-理论

 为什么只有一个现在？

第9章 像放电影的宇宙

 迈布里奇的马和芝诺的箭

 瞬间没有运动？

 现在没有运动？

 芝诺和现在主义者

第10章 干预历史

 失去的日子

 可改变的过去

 时间旅行者的两难困境

 颠倒的因果关系

第11章 我们之外的时间和空间

 概率和多元宇宙

 分支的空间

 反驳和结果

第12章 时间箭头

 隐藏的路标

 三个箭头，事物为什么会解体

 意识的过去

 时间的种子

 平行的原因

 时间顺序只是局部的吗？

 原因可以和它们的结果同时吗？

 无方向的宇宙中方向的意义

综述

邓恩的梦和其他一些问题

进一步的读物

参考文献

索引

译后记

《绅士杂志》是一本综合了新闻、书评、菜谱、忠告和诗歌的有趣的月刊。1752年9月的那一期刊登了一封很不寻常的信。信的作者讲述了他刚刚经历的一件令人不安的事情：

昨晚我上床睡觉前是9月2号星期三。而今天早上我头一个看见的就是你们报纸的刊头。上面的日期是9月14日星期四。

然后作者解释，直到这件事提醒了他，他才意识到前不久议会最终同意在西印度群岛把老的儒略历换成新的格里历。这个改变需要跳过11天，所以，1752年9月3号到9月13号就没有存在过。通信者继续说明这产生了一些有趣的后果：

我过去常常取笑我认识的一个人，说他每三年才过一次生日，因为他的生日是2月29日：某个晚上他跟我打了一个胸有成竹的赌，说我肯定会在某一年失去一个生日以惩罚我对他的嘲笑。他和我打赌时他喝醉了。但我丝毫没有想到我会活着看到它应验。先生们，我正是出生在9月13号。接着语气变得很苦恼（虽然是在半开玩笑）：

但是我必须向你坦白很重要的一件事。先生，这五个星期以来我一直向最可爱的她哀求做一次爱。她很长时间好像只是在嘲笑我，虽然我的财产也就是她的财产。最后，先生，她定下了9月10号那一天，并且为这件事给了我1万英镑的保证金。我已经咨询过我的律师。他现在正和我共进早餐：他说不可能放在下一年，因为已经是定在了1752年的这天。所以，我的1万英镑现在也值不上10个便士。先生，一个很好的事例，Mackmaticians（原文如此）和制定历书的人一起使得一个男人被他的妻子欺骗了，在他拥有她之前：真是一种新式的离婚。

另一封信，是写给约翰逊(Samuel Johnson)的期刊《随笔》（1751年3月26日）的，作者看见了日历的改变带来的可能发生的趣事：

我认为新的日历是一件令人高兴的事情；因为我的妈妈说当我16岁的时候我就可以去宫廷了，并且如果他们能经常设法一下子就跳过11天，那么还差的11个月也就会很快结束。奇怪的是，在对付时间的种种阴谋诡计中，以前他们怎么就没想到用议会的法案来去掉它呢。亲爱的先生，如果你可以投票或者有兴趣，让他们一次就减去11个月吧，那么我就和某些已婚的夫人一样大……确实没有什么东西像混乱的一年时间一样使我感到高兴，那时我就不用这个小时固定要写字，下一个小时固定要做针线活，或者这一天在家里等着舞蹈教师，下一天又要等音乐教师；而是玩遍所有的球类运动，敲遍所有的鼓；不用做什么，不用解释什么，只是尽情地玩，出门也不用说去什么地方，回家也不用考虑有规定时间或者家里的规矩。

我是，先生您卑贱的仆人普罗普安蒂亚不是每个人都能用这么轻松的心情来对待这种变化。欧洲的其他一些国家根据格利高里（Pope Gregory，新日历正是以他的名字命名的）的推荐，比这早170年就采用了新日历。要不是坎特伯雷(Canterbury)大主教反对的话（他竭力抵制天主教徒的所有影响），在伊丽莎白女王的支持下英格兰也会在同一时间使用新日历。当新日历最后被采用时，就像1582年曾在法兰克福发生过的一样，伦敦和布里斯托尔（英国西部的港口）发生了骚乱。其他地方的示威要温和些。

一些人在这些剧变中确实丢了生命。这些示威者好像有一种共同的感受，感到发生了一些根本的、不受欢迎的变化。它不仅是某一日子的名字从9月3日变成了9月14日，而是有11天被去掉了。现在会是在错误的时间庆祝圣徒节吗？人们被公然骗去了工资吗？他们的生命缩短了吗？不管它是只对一个惯常的日期系统的一种修正，还是对历史（的确也是对时间本身）的一种真实干预，对于这种改变实际上等于什么，确实有着越来越多的困惑。如果我们倾向于认为这些事件只是局限于一个头脑简单的年代，那么我们应该记得就在最近的20世纪下半叶，美国中西部的一群农民反对采用夏令时，因为他们认为多了一个小时的日照时间会把草晒死。

当然，我们不能通过改变日历或者时钟来影响时间。但我们能通过其他方法来干预它吗？

P169-172

小时候我家里有一部七卷本的，20世纪30年代早期出版的儿童小百科全书——《纽恩图文知识库》。这几本书是我母亲的，它们伴我度过童年的许多时光。每卷书的后面都有一篇令我特别着迷的文章，一页页地翻过去就可以看见牡蛎、青蛙、犬蔷薇、蜜蜂（特别可怕）和许多别的生物的内部构造图。修道士培根的故事出现在讲述著名的科学家和发明家的那卷里。书里说培根花费了多年的心血用黄铜制造了一个人头。据他讲，这个人头立刻就说了些精彩的话。然后他一直盯着人头等啊等，等着它再说话。但培根等累了，于是就派了一个修道士守着它，并吩咐人头一说话就马上喊他。过了有那么一会儿功夫，铜人头的嘴唇开始嚅动，说了句“时间正在进行。”想到这句话意义不大不值得去喊培根，这个修道士就没动，等着看人头还会说什么。半小时之后，人头又说“时间正在过去。 ”修道士还是坐着没动。又半小时之后，人头说了第三句也是最后一句话：“时间完了”。然后它自己撞到地板上摔成了碎片。修道士立刻把这个不幸的消息告诉了培根。培根得知人头在他不在的时候开口说了话并且已经毁掉了的消息，非常懊丧。后来他又做了很多铜人头，但再也没有一个会说话的。

百科全书这一部分的撰写者明智地提醒读者，这个故事只是一个传说。但即使不是真的，这也表明了和培根同时代的人以及后来的人对他的尊敬。我幸好没注意到这个提醒，而被这个我认为是千真万确的故事迷住了。它使我相信时间的秘密正是打开生命之门的钥匙，而且这些秘密的知识可能是危险的，甚至不能为人类的心智所知晓。我就这样迷上了时间，虽然我不知道该到哪里去寻找启迪。几年后，我又重新点燃了对时间的兴趣，那是有一次我的父亲突然很凑巧地提到邓恩（J. W. Dunne）的《时间实验》。这本书在1927年第一次出版的时候就非常畅销，还影响了普里斯特利的时间剧。父亲说这本书讲的是关于时钟表盘的一个梦。这个梦看起来好像表明了人能看见未来，但后来证明这是错误的（邓恩对这个梦的描述附在本书的后面）。我不知道用什么来反驳我父亲头脑里的想法。但是，在这之后的某个时间，当我找到这本书时，我既对书中梦的描述激动万分，又对我无法理解邓恩用来解释这些梦的理论而感到沮丧——这个理论的奇特之处现在仍然给我留有深刻的印象。

我开始思索有关时间的哲学问题，是在我成为一名研究生后。我记得当第一次接触到麦克塔格特（McTaggart）对时间非实在性的证明时，我感受到的强烈震撼。它使我相信：第一，过去、现在和将来在实在中没有绝对的区别；第二，这说明把我们自己看作在时间里移动的观察者根本是错误的。时间和自我之间的密切联系，确实是本书所讨论的哲学悖论对我们有如此大的魔力的一个来源。许许多多的哲学问题都受时空观点的影响。可以毫不夸张地说，这两者居于形而上学  这本书脱胎于我多年来在利兹大学所做的名为“空间、时间和无限”的系列演讲。写这本书的目的主要是想向读者介绍一些有关空间和时间的经典悖论和问题。而这些正是我们开始思考这两个难以捉摸的概念的地方。介绍时空的理论反而是次要的目的。虽然我在书中也提供了一些理论的注解，我也相信它们对形成这些问题的初步思想有所帮助。但我还是想把这一点说清楚。问题本身才是激发独立思想的来源。如果读者对这些问题就像我曾经那样的激动，急切感到需要寻找这些问题的答案，那么，我的目的就算达到了。我勾勒了一些可能的答案。但我不是福音书的作者，我愿意鼓励大家带着深深的怀疑精神来对待我尝试的结果。为了进一步激发独立的思想，我在每一章的结尾都为读者提出了几个问题，在书的最后也有一个问题集。绝大部分章节都要比一篇期刊文章所能容忍的要散乱、自由。但是，在我认为一条思路弄错了的地方，我就照直说。并且在我对一个争论有自己的视角的地方，我就去追寻它。因为本书是以康德的问题“空间和时间是什么”开头的，所以，读者自然期待能有某种答案。然而，最后的综述部分应该看成是本书表达的一些重要思想的总结，而不是一个明确的结论。这在一本介绍性的读物中是不太合适的。那些希望找到基础理论更全面、对这个主题更少入门式的介绍或者对某个观点更少折中式辩论的读物的人将在本书所附的“进一步的读物”中得到一些建议。

我再次强调这只是一本空间和时间的哲学入门书。整本书关心的是我们通常的时空观点所导致的概念性的问题和困难。书中我不得不介绍了最低限度的物理知识，因为在讨论这些问题时如果不提及一些物理知识将是很难走远的。但要强调的是，这不是一本通俗的科学读物，也不是关于时空物理的基本原理的入门读物。比如我没有讨论狭义或广义相对论。我认为对经典的悖论和问题的概念性分析对思考时空的物理来说是重要的入门训练。同样，想寻找有关时空物理学基本原理的人可以在后面的“进一步的读物”中找到建议。但是对这一点我还应该特别提及丹顿(Barry Dainton)的出色著作《时间和空间》。这本书在我的书终稿的时候就已经发行了。丹顿的书把我们这里讨论的一些问题更深入了几个层次。

熟悉这些文献的人将非常清楚我的方法所受的影响。我要向下面这些人表示衷心的感谢，他们的著作对我有着特别重要的影响，也是我灵感的源泉：Bas van Fraassen，Graham Nedich，Bill Newton-Smith，Hugh Mellor，Huw Price~D Richard Sorabji。

和许多朋友、同事的谈话交流也有助于我对空间、时间和相关问题的思考。这里，我要感谢James Bradley(从他口中我第一次知道格林威治事件)，JeremyButterfield，PeterClark，HeatherDyke，Steven French，JonathanLowe。HughMellor（他给我的帮助实在太多了） Mark Nelson，Sharon Ney，Nathan Oaklander，Peter Simons，Quentin Smith和已故的Murray MacBeath。

多年来还有一个永不衰竭的灵感源泉来自我有幸指导的利兹大学的本科生和研究生。在活跃的讨论时间和空间的辅导课上我度过了许多快乐时光。有很多次我发现自己把背靠在墙上试图来捍卫那些遭到有力反驳的观点。我受了他们中间太多人的恩惠以至不可能给出一个详尽的名单，但需要特别提到的人有：Andrew Bennett，Catherine Cour-Palais(nee Sale)，Claudia Courtis，Louisa Dale，Jim Eccles， Nikk Effingham，Nathan Emmerich，Heather Fotheringham，Martin Gough，Nick Jones，Danni Lamb，Kathryn Le Grice(nee Davies)， Olaus Mcleod，Danielle Matthews，Stephen Mumford，Rebecca Roache，Jason Sender，Chris Taylor，Alice Temple，Sean Walton， Tom Williams。我以最诚挚的心意将本书献给这些人。献给我以前的和现在的所有学生。

时间和空间是人们最真切的生活体验和最习以为常的概念。我们自身始终处于一定的时间和空间里。我们谈论某个事件时，首先要明确它什么时间发生在什么地点；确定某个物体时，也需要说出它什么时间处于什么位置。我们从自己生命的变化意识到时间是朝一个方向流逝的。我们感觉到时间和空间好像是无穷无尽的，既没有开端又没有结尾。本书的作者正是从人们日常的时间和空间的经验出发，用不那么深奥的语言和许多饶有趣味的事例，通过展示时间和空间引起的各种各样的问题和悖论来引导读者去发现时间和空间的不平凡之处。

作者在书中提出了很多问题。时间本质上是一种变化吗？空间是独立于它里面的物体吗？时间和空间是无限的并可以无限分割吗？时间和空间是实在的吗？它们是唯一的吗？现在时刻是唯一的吗？我们可以回到过去吗？时间箭头能够反转吗？等等。但书中没有给出任何一个问题的明确答案，而且也不可能给出答案。作者只是想通过亚里士多德、莱布尼茨、康德和麦克塔格特等哲学家对这些问题的回答来引发读者的思考，并做出自己的解释。实际上，关于时间和空间的许多问题很直观，但是不好回答。比如，我们可以在不同时间位于同一个位置吗？初看起来似乎可以。只要我们坐着一动不动。不就是在同一个位置经历了不同的时间吗？可是，地球以近似周期性的方式绕太阳运动，太阳的位置也绕银河系中心在变。所以，只要不存在绝对的、静止的空间，我们就无法在不同时间位于同一个位置。那么，存在绝对的、静止的空间吗？我们移动一个实心的物体时，这个物体挤开空气之后所占据的东西就是绝对空间吗？如果没有绝对的空间。那空间是相对的从而依赖于它里面的物体吗？如果我们把一块橡皮拧弯，那么橡皮的空间也弯曲了吗？又比如。没有变化，时间还存在吗？没有“我”，时间还存在吗？我的时间和其他人的时间一样吗？昨日之我还存在吗？昨日之我和今日之我是同一个“我”吗？这些问题难于回答的原因在于我们根本不知道时间和空间是什么东西，虽然我们能感觉到它们，知道它们具有一些特定的性质。有的人认为时间和空间是物质的容器，是独立于物质的实在，也有的人认为它们不过是物质存在的形式。或者是由物质衍生的东西。有的人认为时间和空间是我们认识身外世界的媒介。也有的人认为它们只是我们意识构造的产物。然而，这些观点不是导致本书中提到的那些悖论，就是和我们对时空的直观感觉相抵触。

需要特别指出的就是，本书用很大篇幅讨论了时间的流逝、时间的方向和“现在”的特殊地位。虽然时间的流逝和方向是密切相关的，但不能把它们混为一谈。时间在流逝并不一定意味着时间从过去流到现在再流向将来，因为从将来到现在再到过去也是一种流逝。为了解释时间的方向，作者提供了三种可能的分析：热力学分析，心理学分析和因果分析。但是，三种分析都不能很好地解释时间的方向。热力学分析不能绝对保证时间箭头始终朝一个方向。心理学分析使得时间的方向依赖于个人的意识，而因果分析导致了时间的方向是局部的。时间的流逝和方向或许可以通过解释另一个问题——“现在”的特殊地位来理解。这里可以借用亚里士多德在《物理学》里所做的阐述来说明这个问题。他说“作为这种分开时间的现在，是彼此不同的，而作为起连结作用的现在，则是永远同一的。就像数学上运动的点画出线的情况那样：从理性看来。点是永远不相同的（因为在分割线的时候，各个分割处的点都是不同的），而作为一个画出这条线的点，则始终是同一的”。可是，亚里士多德没有指出两者的区别：“现在”是时间的一部分。而画线的点不是空间的一部分。所以，“现在”既是时间的不同部分，又是时间的同一部分。而这正是它的特殊地位所在。

翻译本书的过程既是理解作者介绍的时空学说的过程，也是梳理译者自己的时空观的过程。芝诺悖论应该是在小学的课外读物里接触的。虽然书上说是由于时间和空间的连续性造成的，但当时没有能力理解这个解答。牛顿的绝对时空观和爱因斯坦的相对时空观是中学时才知道的。但对水桶实验为什么可以证明绝对空间的存在以及牛顿为什么要用它来证明绝对空间不甚了了。后来到大学时，知道有实无穷和潜无穷的区别。可是也不太清楚怎么一回事。只是隐约感觉到两者有什么区别。现在译完这本书之后，对这些问题才有种豁然开朗的感觉。不知道是不是其他人也有同样的困惑。如果有，本书应该能让大家明白为什么有这样的问题，这些问题背后的深层涵义是什么，这些问题又有些什么样的答案，而不只是简简单单地把这些当作一种硬拷贝过来的知识固化在自己的脑子里。

时间和空间的哲学具有实际的指导意义。它影响着我们的思想。更指导着我们的行为。任何人在同一时间不能处于不同的空间位置应该是波洛神探的破案信条。而对信奉“谁控制了过去谁就控制了现在，谁控制了现在谁就控制了将来”的独裁者来说，只要努力消除了历史记忆，真相也就不复存在。反之，相信“天行有常”的人们坚信。一切真相都将昭然于世。所以。他们愿意忍耐等待。

书中一些引文的翻译没有从已有的中译本中摘用，而是译者自己翻译的。比如，作者引自《纯粹理性批判》和《物理学》的几段文字。人名的翻译则参考了《世界人名翻译大辞典》（新华通讯社译名室编，1993）。译著中的注释都是译者加注的，采用的资料很多是从因特网上搜索而来的。这一点是我们比之网络时代之前的翻译工作者幸运的地方。朋友李泳校读了整篇译稿，指出了其中的不少错误，并提出了很多修改意见。在此对他表示谢意。