解讀祖父悖論（祖父悖論如何破解）

2023-07-10 09:32:56 3

有句老話叫做」天底下沒有後悔藥可以吃「，告訴我們已經發生的事情是無法改變的。一般來說，這似乎不應該是一件值得思考的問題，但因為相對論的出現，人們對時空穿越的可行性又起了莫大的興趣。

在上篇文章一個可穿越時空的蟲洞是如何誕生的？（四）中，我們介紹了一個理論上可實現時空穿越的蟲洞，在此類蟲洞中，我們不但可以穿越到遙遠未來，而且還能回到過去，然而卻有一個問題擺在我們面前：

如果一位穿越者回到了過去，找到了還處於年幼時期的祖父，並親手殺死了他，此時悖論出現，如果說穿越者的祖父在其年幼時即被殺死，那麼這位穿越者又是從哪來的呢？

這就是所謂的祖父悖論，然而一個再明顯不過的道理告訴我們：先有父親再有兒子。如果祖父幼年時就喪命，那麼他的兒子，也就是穿越者的父親就註定不可能存在，如果父親不存在，那麼穿越者自然也不可能來到世上，然而目前的現實卻是穿越者的的確確是存在的，並且利用可以穿越時空的蟲洞來到了過去。

很顯然這個中間過程肯定出現了什麼問題，不過我們可以先確定一點：那就是祖父、父親、穿越者，這三個人的關係是不變的，也就是先有祖父，再有父親，最後有穿越者，這個先後順序不可顛倒，也就是因果性不能被破壞。

既然因果性不能被破壞，那麼剩下的可能或許就只有兩種了：一是可以時空穿越的蟲洞不存在，二是穿越者可以回到過去，但卻無法做出能影響歷史的行為。

實際上這兩者解釋都有物理學家思考過，並且用術語來講，一個叫做不允許閉合類時線存在，一個叫做自洽性原理，下面我們就來簡單的介紹下這兩種解釋。

所謂不允許閉合類時線存在，那麼什麼叫做閉合類時線呢？

在此前的文章中，我們介紹過世界線的概念，也就是物體在時空當中運動的軌跡（注意是時空，而不是空間），如果用二維直角坐標表示，就如下圖所示，坐標橫軸代表空間，坐標豎軸代表時間。

而世界線還分為三種，分別是類時線、類光線、類空線，其中我們宇宙中的各種物體所對應的世界線絕大多數都為類時線，只有類似於光子之類無靜止質量的物體才對應類光線，而類空線則因為違背因果律，而被視為不存在，沒有物體能對應類空線，或者說沒有物體的速度能超過光速。

現在我們已經解釋了何為類時線，那麼閉合類時線的閉合又是什麼意思呢？

打個比方，單純的考慮空間，一輛汽車從起點出發，出去轉了一圈之後又回到了起點，那麼我們就可以說汽車走的路程是閉合的，以此類推，如果物體能夠在時間上也能回到起點，那麼我們就可以稱它的世界線為閉合類時線，如此看來，閉合類時線實際上只是穿越時空的另一種表述方式。

然而以霍金為首的一眾物理學家認為：閉合類時線是不能夠存在的，他們通過計算發現，如果閉合類時線存在，那麼該世界線所存在的時空區域與正常時空區域會存在一個視界相互連接，然而宇宙中的其它物理規律會破壞視界，視界一旦被破壞，那麼閉合類時曲線就沒法存在，也就是說穿越時空回到過去是不可行的。

那麼什麼是自洽性原理呢？

首先這個原理是前蘇聯物理學家諾維科夫在八十年代提出的，也就是在索恩提出利用蟲洞進行時間旅行這個概念後。簡單來說，這個原理是為了調和因果律和時空穿越二者間的矛盾：讓因果律不被破壞的同時，也不阻止閉合類時線的存在。

舉個例子：

一位穿越者在2月1號中午12點進入蟲洞入口，隨後在2月1號中午11點50從蟲洞出來，然後找到那時的自己，並勸說其不要在12點進入蟲洞，並一直監視其至12點。如果事情一直按照這樣的過程進行，那麼勢必會出現因果性被破壞的情況，那該如何是好呢？

解決辦法就是自洽性原理，對於剛才的例子來說，當這位穿越者回到過去後，會很自然的出現一些事情去阻止他和過去的自己見面（至於是什麼事情這就不得而知了），但這些事情無疑會讓這位穿越者無法順利的在12點之前找到過去的自己，這樣一來因果性就沒有被破壞，並且時空穿越也得以進行。

由此看來，關於閉合類時線的存在與否，物理學們也沒有產生統一的意見（支持閉合類時線不存在的物理學家比較多），目前看來，關於這個問題的爭議，有很大可能會在量子引力中得到答案，但略有遺憾的是量子引力理論至今仍沒有完成。

實際上，霍金就時間旅行一事，還特地進行了一次「實驗」。2009年6月28號，霍金舉辦了一場時間旅行者聚會，在這次聚會前他並沒有告知任何人，這是為了防止有人提前知道後會來「搗亂」；然後在聚會結束後再向未來人發出請帖（請帖的內容，會標註聚會的時間和地點，還給出了經緯度），至於聚會的結果，顯而易見的是沒有一人前來赴宴。