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《时间机器》第一次提出了“时间旅行”的概念，堪称科幻小说中的经典力作。其雏形，是威尔斯1888年在《科学流派杂志》上发表的故事，名为《顽固的亚尔古英雄》。1894年威尔斯将其改写为名为《时间旅行者》（The Time Traveller）的小说，连载于《全国观察者》；1895年以《时间机器》（The Time Machine）的名字成书出版，引起轰动，几个月内销量就超过了六千本，从而奠定了他作为科幻小说作家的声誉，开创了时间旅行题材的先河。由于朋友威廉·亨利是《全国观察者》的编辑，威尔斯和另外一些作家被叫作“亨利的年轻人”。
威尔斯在小说中探讨了阶级不平等、进化、科学与社会的关系等主题。借助小说中的时间机器，威尔斯带领读者进入了数十万年后的未来乃至地球的末日。从此以后，关于“第四维”的概念及“时间旅行”这个题材被人们广泛认知。
小说的开头平淡无奇，一群人聚集在伦敦郊区南肯辛顿泰晤士河畔的一所宅子里对时间旅行和第四维高谈阔论。但是，时空的转换给小说赋予了神奇的色彩。小说主人公时间旅行者讲述了他乘坐时间机器拜访未来时惊心动魄的遭遇。他发明了一种能在时间维度上任意纵横驰骋的机器，并乘着时间机器穿越时空，抵达公元802701年。由于丢失了时间机器，他不得不在未来待了约有一周，其间经历了许多不可思议的事情，也与一位埃洛伊女性薇娜产生了一段感情。他最初对于未来世界的印象极其美好：“埃洛伊人生活舒适悠闲。空中蚊蝇不生，地上杂草不长，到处都是甜美的水果和美丽的鲜花，艳丽的蝴蝶四处翩翩起舞。预防医学的理想已经实现，疾病已经根除。”他原以为未来会是一个人类梦寐以求的大同社会，却发现实际与他原来的想象大相径庭。此时的人类分化为两个人种，地上居民埃洛伊人和地下居民莫洛克人。埃洛伊人终日欢乐嬉戏，不知生活疾苦为何物，过分安逸的生活使他们的体力、智慧退化萎缩。莫洛克人相貌丑陋、野蛮粗鲁、惧怕光亮，只能生活在地面以下，他们把埃洛伊人豢养起来当作食物。时间旅行者历尽千难万险，夺回了时间机器，逃离了那个年代，飞到了几千万年后，迎接他的又是一幕幕荒芜而又凄凉的景象。最后，他终于回到自己生活的年代，将自己旅行的经历一一告诉了朋友们，却并未得到他们的全心信任。为追寻未来的真相，不久以后，时间旅行者又一次踏上了漫漫的时间之旅。这一次，他却再也没有回来。留给我们的是一个永恒的不解之谜。
作为进化论的支持者，以及妇女投票权和工人权利的忠诚拥护者，威尔斯深受其所处时代的影响。
在19世纪80年代到90年代，英国的人口飞速增长，在1851年到1901年间几乎翻了一番。随着工业化、民主化、城市化的突飞猛进，促使古老的生产方式、生活方式、思维方式发生了变化，成千上万的人从农村和小城镇移居到城市之中。到19世纪末，大不列颠社会成为世界上最城市化的社会：十个英国人中有九个住在城市里。由于经济实力和社会地位上的差别，最富有的居民居住在比城里要宽敞和清洁得多的郊区。城市的外围是中产阶级的居住区，城市的内环是手艺人的居住区，城市的中心则是工人居住的成排房屋，生活条件极其恶劣。人与人之间的阶级结构也发生了剧烈的变化，整个社会日益分裂并简化为资产阶级与无产阶级两个基本群体，贫富差距日益明显，社会矛盾日益严峻。威尔斯从当时的社会状况中得到了启发，对八十多万年后的未来文明做了一番描绘。当时间旅行者最初与埃洛伊人相遇的时候，他以为社会已经进入共产主义阶段。然而，当他对未来世界有了更深刻的认识后，他意识到19世纪的阶级斗争仍在持续进行，并在埃洛伊人和莫洛克人的关系上得到了体现。
埃洛伊人
19世纪英国统治阶级的后裔，生活在公元802701年。个头矮小，像孩子一样终日玩乐，懒洋洋地打发时间。他们是素食主义者，夜晚在大宫殿里惶惶然挤成一团就寝，以防御莫洛克人的捕食。虽然最初被时间旅行者激发了好奇心，但他们很快失去了对他的兴趣，除了薇娜—— 一个时间旅行者从河中救起的几乎被溺死的埃洛伊女人。
布兰克
某著名日报的编辑，时间旅行者的座上稀客。当被告知上一周的时间机器实验时，他极度怀疑。当时间旅行者出现在晚宴上时，他打趣道：“难道未来没有衣刷吗？”他对时间旅行者所讲的在未来的经历也十分怀疑，评论说：“真遗憾，你不是个小说家！”
楚兹
第二次晚宴的座上客，是一位留着山羊胡子、内向腼腆的男子。
达什
新闻工作者，参加了第二次晚宴，对自己的报道比对时间旅行者的经历更为感兴趣。
地方长官
地方长官出现在第一次晚宴中。他从未听说过第四维，即时间维度，总的说来，对科学所知甚少。
菲尔比
他被描述为“长着一头红发，喜欢与人争辩”。他是个理性主义者，不相信时间旅行者所说的时间旅行。他并非特别聪明。希尔叶说要是让菲尔比来展示时间机器，并且用时间旅行者的话来进行解释的话，“就算是杀猪的屠夫都能明白菲尔比的想法”。
莫洛克人
在公元802701年，莫洛克人生活在地下。他们是19世纪英国劳工阶级的后裔。他们长得像猿猴，浑身灰白，长着一对奇异的暗红色的大眼睛，头上和背上长有浅黄色的毛，对光和火非常畏惧。他们依赖捕食埃洛伊人为生，把埃洛伊人作为食物的来源。他们偷了时间机器，并一直追捕时间旅行者。但最终时间旅行者从他们手中夺回了时间机器，并乘坐时间机器逃了出去。
年轻人
年轻人只出现在第一次晚宴中，参与了对于时间旅行的讨论。
时间旅行者
我们主要是通过他所讲的故事来了解他的。一个有一定社会地位，却对社会有清醒认知的发明家、科学家，居住在里士满。他发明了时间机器，从而能在时间维度里旅行。他的眼睛是灰色的，炯炯有神，平日里面色苍白，但激动时就会面红耳赤。他受过良好的教育，了解生物进化论和共产主义，还很诙谐，爱开玩笑。希尔叶说他“不仅仅是有几分异想天开的怪念头”。
薇娜
薇娜是个埃洛伊女人，在河里沐浴时由于抽筋险些被淹死，时间旅行者在其他埃洛伊人袖手旁观的情况下将她救了起来。她陪伴着时间旅行者一起寻找时间机器，时间旅行者从她那里得到了不少关于未来世界的信息，他俩亲密无间。在时间旅行者回到他所生活的年代的前一天晚上，她死于时间旅行者为抵挡莫洛克人而点燃的大火中。
医生
两次参加晚宴的三位客人之一，另外两位是希尔叶和心理学家。在久候主人时间旅行者不至时，他建议大家按时间旅行者留言指示的那样按时就餐，并代为履行了主人的职责，可见他与时间旅行者私交甚笃。但他并不相信时间旅行者的实验，认为时间旅行者耍了花招。他也同样不相信时间旅行者的故事，认为那是时间旅行者在劳累过度下产生的胡思乱想。
希尔叶
希尔叶是本书的叙述者，是唯一对时间旅行者的故事坚信不疑的人。小说的主要内容是时间旅行者所讲述的故事，其中还穿插了希尔叶直接对读者抒发的感想。时间旅行者对于人类的未来持悲观态度，而希尔叶始终对未来充满希望，他说即使时间旅行者的故事是真实的，人类最终走向灭亡，“我们还得若无其事地活下去”。
心理学家
心理学家出现在两次聚会中，他认为历史学家会觉得时间旅行极为有用，评论说人们可以回到过去，去核实关于黑斯廷斯战役的权威记载。时间旅行者选择让他按下时间机器模型的启动杆开始了实验。
第一章
故事一开头，时间旅行者的朋友和熟人正在他的家中参加晚宴，其中有医生、心理学家、年轻人、地方长官、菲尔比和小说的叙述者希尔叶。时间旅行者说，所有事物不仅存在于三维空间之中，而且也存于时间之中，引发了客人们与他的争论。他们断言时间不是一个维度，因为人们不能像在三维空间里那样在时间里自由移动。时间旅行者拿来时间机器的模型做实验。他让心理学家按下了启动杆，机器消失了，据他的说法，机器进入了时间旅行。接着，时间旅行者领着宾客们参观了真正的时间机器，宣称他计划亲自进行时间旅行。
第二章
一周以后，希尔叶、医生和心理学家再次来到时间旅行者的家中参加晚宴。在这里，他们遇到了三位新客人：布兰克、达什和楚兹。他们久候主人不至，自行开饭，正吃得热闹时，时间旅行者突然回来了。他形容憔悴，清瘦了许多，浑身上下脏兮兮的。梳洗了一番后，时间旅行者狼吞虎咽地据案大嚼。他承诺详述他的离奇经历，信誓旦旦地说他在未来度过了八天时光。客人们对此疑虑重重，认为他“是个聪明得过了头的人，以至于难以令人信服”。
第三章
在这一章里，时间旅行者讲述了他在未来的故事。他先是对时间旅行作了一番描述，“那是令人极其难受的”，“在一分钟或者更短的时间内，一年就过去了”，沧海桑田，物换星移，难以捉摸的朦胧世界在他眼前掠过。他最终决定着陆，结果遇上一场下得很大的冰雹，透过雾蒙蒙的风雨，隐约可见白色大理石雕出的斯芬克斯巨像。他突然一阵惊恐，跑回时间机器旁，想要离开。就在此时，一群小人迎了上来。当他看到小人个头矮小——或许才四英尺高、体态纤弱时，重拾自信。
第四章
这是公元802701年，时间旅行者发现小人们的智力水平跟五岁孩童差不多。小人们把他带进了一座大宫殿。时间旅行者发现小人们是素食主义者，以水果为食。他试图学习小人们的语言，却发现他们非常懒惰。本章还描写了时间旅行者对于未来世界的第一印象和一些猜测。
第五章
这是整本小说中最长的一章。时间旅行者发现时间机器丢失了，开始四处寻找。他猜测时间机器就在白色斯芬克斯像的基座里。然而，他打不开铜门，也得不到埃洛伊人的帮助。在探索泰晤士河谷的途中，他发现一些很深的圆井，推测是大型通风系统的一部分。不过后面证明这种假想是错误的。
他偶然救起了溺水的薇娜，开始了与她的友谊，并从她那里得到了许多关于未来世界的信息。薇娜极度惧怕黑暗，时间旅行者后来得知这与莫洛克人有关，他们总是在夜晚捕食埃洛伊人。
在一次外出寻找遮阴避暑的地方时，他遭遇了莫洛克人，发现这是一种猿猴般的生物。他渐渐地明白了事情的真相：埃洛伊人和莫洛克人都是人类的后裔。所不同的是，他所描写的埃洛伊人是以前的有产者变异的结果，他们成了相貌俊美、举止优雅但弱不禁风，连自卫能力都没有的地上居民；而无产者则变异成了相貌丑陋、野蛮粗鲁、怕见阳光的地下居民，他们凶残、报复心重，统治并奴役着埃洛伊人。这两种人的共同特征是失去了思想的能力，成为靠本能生存的动物。
第六章
时间旅行者发现了一座大型的绿色建筑物，他称之为青瓷宫殿。他晚些时候将重访此地。
在这一章中，他坚持下井探索莫洛克人的地下世界，薇娜对此十分忧虑。但时间旅行者一意孤行，进入了地下的隧道迷宫。当莫洛克人试图袭击他时，他划燃火柴吓退了他们。但逃离莫洛克人的地下巢穴让他用光了所有的火柴。
第七章
由于被树林所阻，夜晚来临时，薇娜和时间旅行者还没有赶到青瓷宫殿，只能在小山冈上暂歇一宿。时间旅行者沉思着人与宇宙的联系，推测莫洛克人和埃洛伊人之间的关系，他得出结论，地下居民莫洛克人出于习惯和对肉食的需求维持地上居民埃洛伊人的生活。这种想法令他反感，并坚定了他找回时间机器的决心。
在这一章中，时间旅行者提供了他未来旅行的唯一证据，薇娜放在他口袋里的两朵已经凋谢的白花。
第八章
时间旅行者和薇娜到达了青瓷宫殿，发现这是一个巨大的博物馆，有博物学部、古生物部和地质部。时间旅行者找到了一盒没有受潮的火柴和樟脑，还从一台机器上掰下了一根铁棒，准备用这些工具抵御莫洛克人的进攻。
第九章
薇娜和时间旅行者起程前往白色斯芬克斯像，后者坚信时间机器就在那里。半路上他们遭到了莫洛克人的袭击。时间旅行者点燃火柴吓阻他们。搏斗和长途跋涉弄得两人困倦不堪，沉沉睡去。莫洛克人发动了攻击，关键时刻，却落荒而逃。原来是时间旅行者先前放的那把火引发了森林火灾。在混乱中，时间旅行者与薇娜走散了。
第十章
时间旅行者发现白色斯芬克斯像基座下的铜门打开了，时间机器就在里面。自恃有火柴在身的时间旅行者进去之后，莫洛克人关上了门。在与莫洛克人搏斗了一番后，时间旅行者最终成功地启动了机器，进入了时间维度。
第十一章
时间机器降落在一片荒凉的海滩上，地球的景观荒芜而又死寂。时间旅行者发现那里没有人烟，却有白色的蝴蝶在飞舞，还有许多身躯庞大、相貌凶恶的螃蟹在爬行。他重新使机器运行起来，他发现地球在三千多万年以后已成为一个寒冷而寂寞的庞然大物，受到快要熄灭的太阳的微弱照耀。时间旅行者非常恐惧，开动机器掉头返航。
第十二章
时间旅行者回到了他自己生活的年代，他确信他的经历不是梦想，而是千真万确的事实。可他的宾客们都对此表示怀疑，除了希尔叶。他第二天又拜访了时间旅行者，想看看更多的证据。时间旅行者告诉他自己将再次去未来旅行并带回标本和照片。希尔叶目睹了时间旅行者乘坐时间机器离去时的情景，并一心等待他的归来。但三年过去了，时间旅行者一直没有回来。
尾声
希尔叶推测时间旅行者身在何方，提到了时间旅行者对人类发展的悲观看法。希尔叶持不同意见，认为即使未来希望渺茫，人类仍应保持希望。薇娜馈赠于时间旅行者的两朵白花就象征了这样的希望和人世间的温情。
《时间机器》是最能体现威尔斯写作风格的作品之一，将科学幻想与社会批评有机地结合起来，借助于幻想的形象、怪诞的人物、大胆的想象、离奇的情节和夸张的手法来表现威尔斯一贯的批判意识，表达了作者对社会两极分化的忧虑和对人类未来的思考，用幻想和寓言的方式预示社会冲突加剧所可能造成的后果。他的科幻小说创作，也是他试图通过教育和科学技术改造社会的一种尝试和努力。
小说情节生动，许多场面冲突激烈，高潮迭起，富有戏剧性。作者还善于设置悬念，以清晰、睿智的语言，让我们徜徉在那众多的疑惑和悖论中间，不能自拔。例如，在《时间机器》中，未来社会两极分化的人类的各自的特征及相互关系，以及造成这种状态的根源，在小说中都是先以谜面出现，使我们与时间旅行者一同困惑、紧张，一同调查、探究，再逐渐把谜底揭开。这种写作手法扣人心弦，引人入胜，使小说的可读性大大增强。
威尔斯还用象征阐发想法、诠释情感，从而有机地将作品的众多主题编织在一起。例如，青瓷宫殿意味着家园、文明和灭绝的概念。白色斯芬克斯像代表着埃洛伊人和莫洛克人所处社会时期在灭亡边缘徘徊的没落文明。时间机器则象征着维多利亚时期的发展和希望，同时也暗示了科技可能带来的危害。另外，威尔斯用当时别的作家描绘伦敦贫民区穷人的语言描写莫洛克人，暗示了劳动者对剥削者的仇恨。
小说采用第一人称，以“追述之中套追述”的模式叙事，由两个叙述者分别以各自的回顾性叙述展开。希尔叶提供了故事框架，真正的故事却是由时间旅行者来叙述的。两位叙述者各自的叙述都暗含两个视点，即追忆往事时的视点和被追忆起的正在经历该事件时的视点。
小说逻辑缜密，对未来景物描写细致生动，人物心理刻画细腻深入。其场景描写大多得益于作者的亲身体验。例如，《时间机器》中莫洛克人的地下世界，就是威尔斯根据童年常待的乡绅宅第的地下室厨房，以及他做学徒期间所栖身的简陋的地下室，加以润色而成。
威尔斯借助其广博的自然科学知识，在创作时运用了当时先进的科学技术，特别是现代物理学和生物遗传学、基因改造工程等，由于某些科幻作品堪称杰出的科学预言，他被当时文坛誉为“能预知未来的人”。但威尔斯并不拘泥于这些科学理论，认为自己的作品是充满想象的“科幻传奇”。他还擅长把科学知识通俗化，成功地在“通俗小说”和“哲学思辨”之间建立了联系。因此，小说虽然含有略嫌深奥的科学原理和专业术语，但读来并不晦涩难懂或枯燥乏味，引人入胜的情节激起了普通大众强烈的阅读欲望，又无损于威尔斯在小说整体上闪烁的智慧之光。
威尔斯通过这部作品，也为后世科幻小说立下了某些规范，如不管作品中的科学幻想是否可以实现，作者必须提供一个可以自圆其说、基本还是在科学框架内的依据与逻辑等。他曾经说过，科幻小说的作者所面对的挑战就是“哄骗”读者接受某种看似真实的假设，然后尽量合情合理化所编的故事，避免冗余的荒诞成分。威尔斯在这部小说开头进行了大篇幅的科学哲理讨论，为的是帮助读者“克服不可能心理”。这种“如果某种科学技术得以实现，那么未来将……”的开篇方式本身，也成为科幻小说的一种经典范例。
总的来说，威尔斯开创了“软科幻”的创作道路，成为欧洲科幻小说创作的典范。
《时间机器》用达尔文的进化理论解读了遥远的未来，描述了一颗即将死亡的星球。
——布赖恩·奥尔迪斯（英国著名科幻作家，曾任世界科幻协会主席和英国布克奖评委）
《时间机器》是威尔斯最早获得成功的一本科幻小说，也是他最出色的作品之一，它带给人们的不仅仅是精神文化层面的享受，更多的是对社会问题的深层思考。既有娱乐作用，又有讽刺意义，在介绍科学知识的同时，穿插针砭时弊的功能，用科学幻想暴露了社会及人性的矛盾与黑暗，彻底粉碎了科学与田园牧歌相联系的浪漫梦想。
这部小说是一部“19世纪阶级斗争和人类进化相结合”的伟大著作，“可被当作暴虐的工业化对阶级冲突作用的预言来读，而在19世纪，这种冲突已经是社会问题的火药桶”。有人称威尔斯是达尔文和柏拉图的结合体，柏拉图的理想国思想形成其科幻作品的社会伦理意义，而达尔文的进化论观点则是其科学观的出发点。
评论家往往把《时间机器》与朱尔斯·维恩的冒险小说以及罗伯特·路易斯·史蒂文森的《杰凯尔医生和海德先生》进行比较。经过一个世纪，这部小说赢得“科幻小说经典”的名声。著名的科幻小说作家艾萨克·阿西莫夫对小说大加赞赏，评论说：“威尔斯玩了个花招，以恰如其分的严肃解释不可能的事情，诱导读者快活而又不能自拔地一路读下去。”维·索·普里切特也对这部小说青睐有加，赞美之情溢于言表。他在他的论文《科技罗曼史》中写道：“毫无疑问，《时间机器》是最好的作品之一，它将跻身于伟大的英语小说行列。”伯纳德·贝尔贡齐，一位研究威尔斯的专家，在他的论文《〈时间机器〉：一则讽刺的神话》中评论说小说的浪漫成分多于科学成分，更接近于19世纪美国作家如赫尔曼·梅尔维尔和纳撒尼尔·霍桑的浪漫小说，而不是朱尔斯·维恩的作品。罗伯特·M.菲尔穆斯研究了这本小说对于各种当时空想的讽刺能力，在他的论文《〈时间机器〉中预言的逻辑性》中，他回顾了关于《时间机器》的大量文章，得出在小说末尾时间旅行者再次踏上漫漫时间之旅，“增强了小说完整性”的结论。其他评论家侧重于评论小说的情节和娱乐能力，例如，《赫伯特·乔治·威尔斯》的作者理查德·霍尔·科斯塔，对于威尔斯的写作和生平做了一番研究，将小说称作“惊心动魄的宇宙探险故事”。
威尔斯的科幻作品改变了凡尔纳科幻小说的乐观主义倾向，重新拾回了英国文学中那种对前途的忧虑和不安，但在其悲观的作品中总是伴有希望的闪光。
当然，威尔斯也有其不足之处，他虽然能够看到前途的悲剧性命运，却感到束手无策，无能为力。另外，按史学名家巴赞的话说，威尔斯的小说“只能算故事，人物可信，但没有令人难忘的虽属虚构但近似生活的情景”。
威尔斯奉行的逆行演化理论和他对所处时代多数社会和经济现象的不满，导致了这本小说的悲观基调和苍凉笔触。威尔斯用进化论的观点向人们展示出一幅幅触目惊心的未来画卷，对我们自鸣得意的科技进步及其所带来的美好后果提出了质疑。然而小说中时间旅行者的哲学演说表明，如果人类抓住机会改变现实的话，那么未来不见得会出现不乐观的前景。时至今日，我们仍有机会扭转未来。
《时间机器》曾三次被改编成电影。1960年由现代科幻电影之父乔治·帕尔首次搬上银幕，主要演员有汤姆·赫尔莫、伊薇特·米米亚克斯、塞巴斯蒂安·卡伯特、罗德·泰勒、艾伦·扬、惠特·比斯尔等。
1978年，《时间机器》被再次搬上银幕，由海宁·谢勒拉普导演，约翰·贝克、普里西拉·巴恩斯、杰克· 克鲁申主演。
在20世纪70年代，小说还被改编为电视剧，极受欢迎。
2002年的《时间机器》翻拍自1960年的同名作品，影片由赫伯特·乔治·威尔斯的曾孙西蒙·威尔斯导演，盖·皮尔斯与杰利米·艾恩斯主演。该片的制片沃尔特·帕克斯评论说：“时间返回到20世纪60年代初，《海底两万里》和《地心游记》这类影片引发了我们无穷的幻想，而这些影片的祖师爷就是乔治·帕尔执导的1960年版的《时间机器》。今天，我们拥有的技术使我们可以打造出一个威尔斯曾经想象过但制造不出来的世界，这是相当令人振奋的。当然，这个故事的基本情节——亚历山大身着马甲、系着领带、外套夹克，爬进了那个美丽的手工制造的维多利亚式机器，进入未来世界旅行——时至今日仍然像当初一样给人留下深刻的印象。”
《时间机器》是世界科幻小说史上第一部时间旅行题材的科幻小说。后世的时间旅行作品，无不直接或者间接地受到这部作品的启发，“时间机器”也成为以后多部科幻小说使用的幻想素材，一直为后来不少科幻作品所反复借用，成为时空旅行的主要工具。如电影《比尔和特德历险记》中的电话亭和电视系列片《胡博士》中那个超正方体，或是星际探险小说中的太空飞船，都可看作时间机器。
《时间机器》之后，出现了多部借用原著中的时间旅行者或是时间机器进行再创作的衍生作品。典型的是伊冈·福利得尔创作于1972年的小说《时间机器的回归》，讲述了主人公去到不同的时代，寻找原著中那位未能归来的科学家的故事。电影Time After Time(1979年，1985年），则是一个幼稚的故事，主人公偷走了时间机器逃到1979年，威尔斯追寻而至，被当作一个来自乌托邦的大傻瓜。