关于时空穿梭中的祖父悖论及确切解释

关于时空穿梭中的祖父悖论及确切解释
关于时空穿梭中的祖父悖论及确切解释

关于时空穿梭中的祖父悖论及确切解释
时间旅行,人们长久的梦――失落的梦想1945背景介绍（3）小说中虚构的人物林昭从未来回到了1945年改变了历史（当然到现在为止在小说里还没直接的指出）.而时间旅行可以说是这几十年来科幻界（包括一些科学家）的终极梦想,无数的小说都是从这方面入手的.同时人们也创造了很多的理论.那么让我们分别从科学和杜纂的角度来看看这个问题吧.1．科学理论首先让我们来看一个新闻,事情发生在2002年4月,标题是“任意穿梭过去未来?美国教授今秋启动时光机器”.美国康涅狄格大学物理学教授马利特10岁时承受丧父之痛,他的父亲是一名烟民并死于心脏病.因此他一直希望能发明出一部时光机,回到过去提醒父亲“吸烟危害健康”.马利特便醉心研究黑洞、虫孔和其它跟时间有关的理论,最近甚至着手制造一部时光机.47年后,马利特认为自己已找出时光旅行的秘密.他正在制造一部时光机,用来将物体传送到将来或过去,他声称这部机器可以将一个原子以至一个人的任何东西传送.他希望在秋天能造出时光机的原型,然后着手进行实验.马利特计划在实验中,用时光机传送一个亚原子粒子.他认为激光束光环可以扭曲环内的空间,引力会迫使中子侧向一边旋转.马利特说若增加能量,另一个中子将会出现,这粒中子是第一粒中子由未来前来探访过去的自己.时空穿梭理论上可行.看来似乎有些荒诞.但导致了这些科学家如此疯狂的正是爱因斯坦的相对论给他们提供了理论上的支持.爱因斯坦在相对论中指出,在我们的宇宙之中,时间与空间是相互交迭的,当物体的质量与速度不断增加,其存在的时间和空间也将随之变化.以前一些实验,亦证明了它的真确性,其中科学家利用一个粒子加速器把粒子加速到接近光速,便发现这些粒子要比在实验室放着的其它粒子衰减的慢.在爱因斯坦的相对论中提到了一种新的空间结构--四维空间,它在我们传统的三维世界之上又增加了一维,传统的三维空间论里,我们可以给任何物质以一个相对参照系内的坐标,以表明它的空间位置.这是我们可以理解和接受的,就象理解长宽高一样.但是在此之上再加一维,我们恐怕难以理解和接受.而爱因斯坦也没有就此事留下足以让人充分肯定的说明和“样板工程”,而相反,他给我们留下了足够的想象和探索的空间.在爱因斯坦的相对论里,光速是一个非常重要的元素,质能转换的公式,和尺缩钟慢以及时光倒流理论等等,光速及其等量数值都有身影在其中.“当我们以接近光速的速度移动时,我们的标尺将会缩短、时钟将会变慢”爱因斯坦在相对论里为我们描述“当我们以光速移动时,时间将不再流动；而我们开始以超越光速的速度移动时,时光将会倒流!”2．时空理论的发展史自从威尔斯提出“时间机器”的设想以来,许多科幻作家都对超时间旅行这一题材感兴趣.当然,除了威尔斯的启发之外,还有很多因素促进了这类科幻作品在本世纪的繁荣.首先,爱因斯坦所提出的相对论根本改变了传统的时间观念,使人们意识到时间的非线性,懂得时间可以压缩和延伸.天体物理学、物质结构学等领域的一系列重要发现,也推动着人类时间观念的变革.英国物理学家泰勒指出：“宏观和微观的时间概念是迥然不同的”；另一位物理学家弗里特乔夫·凯普拉的解说更简单——时间“在宇宙不同的部分,流速不同”.据说,在黑洞附近的瞬间,可能相当于地球上的万古永世.由于我们居住的星球和宇宙其它地方存在不同的规律,可能还有复数的“时间”.这些见解,和科幻作品中对多时轨的描写有密切关系.“时光倒流”,这种科学上被认为不可能出现、作为论据以否定物体可被加速到比光运动得还快的现象,则为科幻作家所津津乐道.第一本时间旅行的小说,大概是马克吐温（1835~1910）写的《一个在亚瑟王廷的康州美国人》（AConniticutYankeeintheCourtofKingArthur,1889）,故事是一个人在被击昏后,醒来时已在古代英格兰,还遇上了亚瑟王、梅林等人.这故事十分有名,造成类似的“回到过去”式故事风潮不断,至今不少电视剧在没题材时都会搬来再用,旧的比如MacGuyver（马盖先）,新的如EarlyEdition（未卜先知、拯救未来）,都干过这种事.当时,“前往未来”式的故事不受注目,直到H.G.威尔斯写出《时间机器》（TheTimeMachine,1895）,自从1960改编同名电影后,并将主角改为威尔斯本人之后,“威尔斯驾驶时间机器”的点子一直被重复使用,包括电影AfterTime（两世奇人,1979,根据KarlAlexander于1976年同名小说改编）,还有电视剧LoisandClarke:ANewofSuperman（新超人,1993~96）. 在小说中,我们得到了一个关于时间旅行的定义定义.牛顿将时间比谕为“时间之箭”,只有不断前进.那么什么叫时间旅行呢?一般上,是“从当下的时间到达另一个不连续的时间”.《时间机器》的主人翁说：“时间与其他三个向度（长、宽、高）没什么不同,只除了们的意识乃沿著它前进.”（ThereisnodifferencebetweenTIMEandanyofthethreedimensionsofspaceexceptthatourconciousnessmovesalongit.）上,我们每一个人都是时间旅行者,不断往“未来”旅行. 接下来就让我们看看由无数先驱者提出的各种理论吧.3．各种时空理论Relativity（相对论）：爱因斯坦发表的相对论中,假设“光速绝对不变”,即使你的速率逼近光速,你所观测到的光依然以光速进行,你绝对追不上它,因为你的长度变短了,你本身的时间也变慢了.因此,进行光速宇宙旅行会是永不回头的时间旅行,就像电影“人猿行星”（PlanetoftheApes,1968.最近有重拍版）一般,太空人光速旅行了一段日子,地球却已过了数千年.TheBigCrunch（大崩坠）：宇宙自大霹雳创生之后,不断膨胀,如果宇宙是封闭的（密度大于临界密度）,根据广义相对论,膨胀将停止,并开始收缩,时空逆转,于是一切发生过的事都会像倒带一般重来一遍?答案是不可能,因为“时间之箭”虽然回头,但一切条件经已不同.BlackHole（黑洞）：根据相对论,宇宙中应有一种天体,连最高速的光线也无法自它的重力场逃脱.黑洞的超高重力导致了空间扭曲,它的出口可能是“白洞”,之间以“虫洞”（wormhole）连系,而出口之外可能是宇宙的另一处,也可能是另一个“子宇宙”.小说“接触”（Contact,1985,电影“接触未来”1997）便是利用虫洞进行宇宙旅行.如果黑洞中时间也扭曲了呢?于是,以黑洞进行时间旅行也不无可能.QuantumTheory（量子理论）∶理论中,粒子有可能在有限机率下发生“穿隧效应”（Tunneleffect）或称“量子跳跃”（Quantumleap）,因而穿透不可渗透的障碍物.利用这个理论,美国电视影集QuantumLeap（1989~1993,不输不知道怎么翻译）让主角身体的粒子“穿隧”的机率增加,终于发生了时间旅行.RelativeTime（相对时间）orTheUniversalTimeFactor（宇宙时间系数）∶时间单位是咱们人类划定分割的,对宇宙而言并没意义.当你命令时间机器“回去五月八日上午十一时正”,它会搞不懂,除非你要它倒数“回去一万五千八百六十七秒”以前如此你需要一部能够分隔“时间”（这里指一个空间向度）的超级电脑,否则就只好眼睁睁看它运算过热而烧毁.如果要去未来呢?“前往六千秒后!”很好,当电脑带你去到那个未来,你会发觉你的手表也正好走了六千秒.TheAbsoluteDensityoftheUniverse（宇宙绝对密度）orTheBucketFactor水桶系数）∶整个宇宙有一个密度,和谐而平稳.当你去到另一个时间,两个时间的宇宙都同时发生密度变化,现代宇宙少了一点,另一个宇宙多了一点,于是乎,发生失衡,轰! 这是主要的集中理论,当然对错与否,你是否认为是种伪科学,就智者见智了.4．因果律时间旅行故事最吸引人的是“因果律”,一旦时间旅行发生,因果律必定被扰乱.例如你回到太古时代,杀了一尾鱼,而它正好在演化树上是人类祖先,于是,现代社会中有一整批人消失了.时间旅行对因果会发生什么影响呢?理论有四：理论A-Fate事实(CircularCausation循环因果)：你企图回到过去拯救一个人的命,却发觉那人仍是无可避免的死了,甚至更糟的是,你回到过去的此一行为正是导致他死亡的原因!这个理论是四个理论中较合理的.理论B-AlternateUniverse平行宇宙：回到过去,去救了一个人的命,结果回到现代时,发现其实一切都没改变!“量子理论”中,每一个可能的机率都可能产生另一个含有那个机率的宇宙,于是有许多“平行宇宙”.当你回到过去救了那人的命,你只不过创造了另一个平行宇宙,在那个宇宙中那人是活下来了,可是在你的宇宙中他本来就还是死的.但在最近李连杰的电影theone里似乎不是这么定义平行空间的,在其他宇宙的“我”死了能量由其他的“我”平分.关于平行空间,大家由兴趣的话可以去找找苏毅平的小说看.（一套有无数多本的,自成体系,叫网状时间理论）理论C-Success成功：回到过去,而且杀了你的曾祖父.你真的成功杀了他吗?如果你成功了,你就不可能出生,因此也不可能回去杀了他,因此他就不会死,因此你会出生...?这是一个矛盾的理论,也是其中最不合理的.理论D-ObserverEffect观察者效应：回到过去,并且成功改变了历史,但只有时间旅行者本身知道历史改变前后有什么不同.这个矛盾是在于,旅行者本身为什么不受影响?在这种情形下,当他回到已经改变后的现代,他可能成了一个陌生人.比如他回到过去杀了曾祖父,回到现代时,发现没有任何能证明他自身存在于这个世界上的纪录.现在让我们集合一些事实（其实就是些电影）来分析一下：电影Terminator（1984,“终结者”）中,未来巨型电脑“天网”（Skynet）派机器人来现代,为的是杀死人类义军领袖的母亲,同时该领袖也派了部下来拯救母亲,没想到该部下与他母亲发生关系,怀孕了他这是理论A,不但没改变历史,反而完成了历史.在第二部（1991）中,前一部的机器人留下的手臂,引起高科技公司研究的兴趣,开发了“天网”的雏型.这也是理论A天网不但促成了反对它的人诞生,也造成了它自己的诞生.但是,故事最后,那只手臂被毁了!这马上成了理论C,手臂毁了,因此不会有天网诞生,也不会有人类义军,所以也不会有人派人来现代拯救母亲,那义军领袖也不会出生可是他们全都还存在!而且知道发生了什么事!所以,这也是理论D?因果法则或许成为内在限制,然而,人类想像力的无远弗届却也是你我的特权.我们可以将此种“替人生作弊”的电影类型(无论剧中人物是否回到过去)加进时空理论的玄想,或许勉强可发现一扇较为合理的窗口.假设时空并非单一,有几种“预先”的可能.如果你选了A,展现在你眼前的将是A的人生；如果你选了B,B世界将立刻蹦现.这原是人类自由选择后的必然后果,每一次的“选择”都会在生命中展现某种“关键性”的作用；然而加进时空元素后,所有“必然性”的过去历史都在瞬间化为“可能性”,只要回到过去改变了一些重要事件,时空的连锁异变会从A历史转换为B历史,而且普遍于所有人,因为整组“记忆”在瞬间从A记忆转为B记忆；且这种记忆又预设了B的“真实”发生,因为关键人物亦可回到B历史的过去,甚至加以干涉.然而即使如此,逻辑矛盾似乎仍然存在.问题在于：过去中的“某一点”在那一点上究竟是往A亦或往B?因为同一点可能会被“未来”的某个力量干预,那么到底在“当时”的真相为何?其实,若依上述的非单一时空理论,我们可以这么说：不管当时的历史往A或往B,反正一定是往“某个方向”,而这个方向却非必然,因为人可以回到过去加以“干预”；而一旦干预成功,历史虽会转换跑道,却仍往“某个方向”进行,且这个方向表现在受影响者的记忆中.5．一些推荐看了上面的东西,是不是觉得有点晕了.晕的还在后面了.事实上这几十年间有很多作家在因果律方面做了很多的艺术尝试,这里做一些推荐.（1）改写历史在美国作家罗伯特·西尔弗伯格的科幻小说《绝不通融》里,二十八世纪时空保卫局的首脑马勒毫不留情地将数千名时间偷渡者送到月球上去禁闭,以防止他们所携带的病菌作乱,因为这一时代已经消灭了疾病,人们也相应丧失了对于任何病菌的抵抗力.当时人们还不能够进行双向时空旅行,可是,有一天马勒却意外地发现一个偷渡者使用的是双向时间装置.他好奇地摆弄这个装置,结果被送到过去一个可怕的时代.他好不容易才利用同一装置回到二十八世纪,却被时空保卫局的自动追踪器盯上了,被送往局长室,而坐在局长位置上的正是马勒,这个“绝不通融”的人自然会把任何偷渡者送往月球.可这个轮回究竟是怎么开头的呢?成了偷渡者的马勒百思不得其解.（2）自我定位读读美国作家罗伯特·海因莱恩发表于一九五九年的科幻小说《“你们这些回魂尸——”》是有益的.作者设想一九九三年位于美国洛基地下城的时空劳工总部的一个工作人员(“我”),利用美国制造的座标变换器来到一九七○年的纽约,结识了一个写忏悔故事的人,他二十五岁,本来是个双性人,当姑娘时的名字叫珍妮,未婚而有孕,生下的女婴被谎称为其叔的人偷走了,自己却动了手术变成男性.“我”答应帮助“未婚妈妈”找到玩弄过并抛弃了她(他)的男子.于是他们来到一九六四年的时空,“我”从医院的育婴室里偷走了婴儿,将她送到一九四五年的一家孤儿院.然后,“我”又到一九六三年的时空里找到了那个玩弄珍妮的男子,将他送到一九八五年的洛基地下城,要那儿的军士招募他参加工作.最后,“我”回到一九九三年的总部休息,说明“我知道我是从什么地方来的了”——原来,“我”就是珍妮!不仅如此,“我”也是一九四五年那家孤儿院里的婴儿、一九六三年那个未婚而受孕的姑娘、一九七○年那位写忏悔故事的男子.更有甚者,“我”同时是窃走婴儿的“叔叔”,是玩弄了珍妮的男子,是被押送到一九八五年的洛基的那个家伙.因此,在角色的意义上,我既是母亲、父亲,又是儿子、女儿.这些矛盾纠葛,都是在“我”所扮演的不同角色之间发生的.荒谬固然荒谬,但是,“我知道我是从什么地方来的了——可是你们是从什么地方来的呢,你们这些回魂尸?”加了着重点的引文,是作者借主人公之口的发问,答案自然是要由读者来作出的.（3）互相作用在时间中旅行的人,很可能会遇到以往的自己、将来的自己,作为第三者观看甚至干预以往的自己同周边环境的互动,或者作为第三者窥见甚至干预将来的自己和其环境的相互作用.而这样做本身是否会影响到现在的自己呢?美国作家罗恩·克拉特的《逆时旅行寻根记》则描写莎蕾·坦布鲁克小姐租用时间机器人“螺蛳壳”,带上男友蒂姆,回到过去的时空里探宝.当他们发现了藏宝的地点之后,再回到现在的时空里来探寻.这些作品都肯定不同时代的自我相互影响的可能性.以上分析中所说的“自己”,也可以替换为“他”,换言之,我们同样可以进入过去或未来的时代旁观甚至参与当时的人们的生活,这样做本身会不会改变当事人的命运呢?诸如此类的问题,对于在高度理性的教育下成长起来、充满务实精神的人来说,自然不成问题,因为它们目前根本不存在；但是,二十世纪高科技以及科幻小说所熏陶出来的新一代人,熟悉这类问题并且对它们津津乐道,就没有什么好奇怪了.（4）时空漏洞南斯拉夫作家戈兰·赫德克的科幻推理小说《戒指》却是别具匠心的.作者回避了时间旅行的具体手段,却利用时间旅行的可能性构想了这样的情节：主人公“我”作为科学家,不仅拥有并能驾驶时间机器,而且利用新技术五分钟内就在计算机帮助下学会了古荷兰语,回到十七世纪,在调味品与黄金等值的阿姆斯特丹,以一品脱的干胡椒就换得了一枚钻石戒指,将它带回二十世纪.“我”不愿在寻找新的珠宝商这件事上费心思,于是总是去找同一位珠宝商,只不过每次都比前一次提早一小时,这样,对“我”来说,这位珠宝商自然是熟悉的老交情,而对珠宝商本人来说,来买戒指的“我”每次都是新顾客.而且,“我”每次来,都是买同一种(准确地说,是同一个)戒指,而同一个戒指居然可以售出多次!回到二十世纪之后,“我”同时销出了九十四个一模一样的钻石戒指,发了大财,而对此大感怀疑的检察官即使得知真相,也对“我”无可奈何.通过时间旅行来从事“投机”买卖,算是致富新方吧!6．结论时间旅行至今还没显露其现实可能性.尽管如此,提出这一观念是了不起的.总的说来,人类虽然还缺乏超时间旅行的实践,但却已经在幻想中畅游时间的长河,由此而产生的科幻作品就其内容而言是丰富多彩的.当然,从幻想到现实之间,毕竟还有很大距离.从哲学的角度看,超时间旅行的最大难题在于下述时移法则：任何旅行通常都需要一个主体(旅行者),而我们已知的任何主体都是一个过程(因为生命本身就有过程性).换言之,旅行者本身存在于时空之中,并随着时空的改变而改变,如果旅行者超越自然时间的节拍而向未来世界运动,必然立即以相应的加速度趋于衰老,并在超过一定界限后死亡；如果旅行者逆转时间的方向而向过去世界运动,那么,必然立即以相应的速度变得幼小,甚至进入诞生前的状态.这样,旅行者就不再是原来意义上的主体,也就无法完成相应的旅行.从威尔斯提出关于“时间机器”的设想以来,人们并没有在制造这种机器方面取得任何实质性进展.与此相应,科幻作家们在自己的作品中对此往往也语焉不详.事实上,这类机器本身同样摆脱不了时移法则的制约.