一个简单的科学事实是:在我们的宇宙中,“因果律”是单向的铁律。“子弹”永远在“扣动扳机”之后才命中目标。但“时间旅行”这个概念,却试图公然违抗这第一铁律。
欢迎来到《物理学100大禁忌》系列。
今天,我们讲物理学第三禁忌。这是一个在所有科幻中永恒的王者,一个让“因果律”本身都瑟瑟发抖的禁忌——篡改禁忌。
它源自那个最著名、最无解的时间难题:祖父悖论 (The Grandfather Paradox)。
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你发明了一台时间机器。
出于某种(我们先不管多黑暗的)原因,你决定回到过去,在你父亲(或母亲)出生前,找到你那素未谋面的、年轻的祖父,杀死他。
你找到了他。在一个街角,他正要去约会。
你深吸一口气,然后...成功了。
问题一:你祖父死了,会发生什么?
他没机会遇到你祖母。你的父亲(或母亲)不会出生。
问题二:你父亲没出生,会发生什么?
你,根本就不会出生。
问题三:一个“根本不存在”的你,是如何在几十年前的那个街角,执行这次“刺杀”的?
空气凝固了。
这就是“篡改禁忌”被触发的瞬间。
你的“存在”(这个结果)和你“刺杀”的行为(这个原因),形成了一个完美的逻辑死循环。
一个“结果”,穿越时空,去消灭了它自己的“原因”。
你以为这是在拍电影?不。这是在问:宇宙的“操作系统”(物理定律)在遇到这种“Bug”时,会不会当场崩溃(蓝屏)?
这根本不是什么哲学。这就是“物理学”的底线。
为什么说这是物理学的禁忌?
因为“祖父悖论”触碰了物理学最神圣的基石——因果律 (Causality)。
因果律是物理学大厦的“承重墙”,它规定了时间必须单向流动。而你,正想在这堵承重墙上挖一个“回头门”。
所以,物理学第三禁忌“祖父悖论”的真相是:
宇宙禁止“因果”被倒置。
为了“维护”这个禁忌,物理学(理论上)准备了至少三套“防火墙”方案,一个比一个冷酷。
方案一:“命运剧本” (诺维科夫自洽原则)
你回去了,但你“什么也改变不了”。
你开枪,枪卡壳了。你冲上去,被香蕉皮滑倒。你所有的“努力”,反而就是历史的一部分——你那倒霉的爷爷,正是因为被你(这个疯子)吓到,才一头冲进了你奶奶开的咖啡馆,两人一见钟情。
在这个剧本里,你越反抗,越是命运的“小丑”。
方案二:“平行宇宙” (多世界诠释)
你回去了,你也“成功”了。砰!你爷爷倒下。
但你毫发无损地站着。恭喜,你刚刚“剪切”了现实。
在你扣动扳机的瞬间,宇宙分裂了。你创造了一个没有你的“新宇宙”(宇宙B),而你(来自宇宙A)成了一个回不了家的“时间孤儿”,一个活在没有自己根源的时空里的幽灵。
方案三:“时序保护” (霍金猜想)
这是最绝望的:你根本回不去。
宇宙(物理定律)会“主动”阻止你。霍金认为,当你试图启动一台宏观的时间机器时,强大的“真空涨落”会瞬间摧毁你的机器,或者一个“微型黑洞”会吞噬你。
物理学自带“杀毒软件”,会把“你”这个病毒,在运行前就彻底删除。
这个悖论没有“答案”,它本身就是答案。
它逼迫我们承认:“过去”是不可更改的,或者“过去”根本不对你开放。
你就是那个“果”。你对“因”的任何想法,都可能是宇宙级的危险妄念。
我们刚刚触碰了关于“篡改”历史的禁忌。
搞懂了“破坏”因果有多难,我们该去面对一个更诡异的禁忌了。
如果说“祖父悖论”是关于“删除”历史(一个有因无果的循环),那么第二大禁忌,就是关于“创造”历史(一个无因有果的循环)。
如果一个时间旅行者,把贝多芬的《命运交响曲》乐谱,带回过去亲手交给了贝多芬...
那么,到底是谁写了这首曲子?
参考文献:
- Barjavel, R. (1943).Le Voyageur Imprudent(The Inprudent Traveller).
- Novikov, I. D. (1992). The river of time.Cambridge University Press.
- Hawking, S. W. (1992). Chronology protection conjecture.Physical Review D.
- Deutsch, D. (1991). Quantum mechanics near closed timelike lines.Physical Review D.
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