
祖父悖論是一種自相矛盾的情況時間旅行不可能的場景說明的場景是一個人回到及時殺死祖父的情況(誰再也不能繼續生產父母,因此這會讓您和您的祖先殺死祖先的事件在哪裡?)。根據斯坦福大學哲學百科全書。但是,在現代物理學的框架內,有一些方法可以避免悖論而不完全分配時間旅行。
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祖父悖論解釋說
假設您有一台可以讓您回到過去的時間機。當您在那裡時,您不小心殺死了一位祖父母或任何其他直接祖先,然後才有任何後代。這將改變一系列未來的事件,包括您自己的出生,這將不再發生。但是,如果您將來不出生,那麼過去就無法殺死您的祖先,因此悖論。根據1920年代和1930年代的科幻雜誌,這種情況變得很流行。科幻歷史詞典,到1950年,“祖父悖論”這個名字就牢固地建立了。
實際上,您甚至不需要殺死任何人。您可以改變歷史記錄的其他許多方法會導致您未來的不存在。也許最著名的例子是電影《回到未來》,其中時空旅行的主角在父母結婚之前就無意中開了一個楔子 - 然後必須瘋狂地努力將他們再次團結在一起。
祖父悖論可能嗎?
從科幻小說轉變為科學事實,一個非常有資格談論時間旅行現實的人是史蒂芬·霍金(Stephen Hawking),可以說是最近最傑出的物理學家。 1999年,他進行了演講在“時空和時間扭曲”上,顯示瞭如何愛因斯坦的理論一般相對論通過彎曲可能使時間旅行成為可能時空回到自己。
一種理論上的可能性,可以允許時間旅行(因此,以某種方式殺死關鍵祖先的能力)是一種特殊的蟲洞。一般相對論最引人注目的後果之一,蟲洞通常被描述為一個空間中的一個點和另一個點之間的捷徑。但是,正如霍金在他的演講中解釋的那樣,蟲洞可能會循環回到更早的時間點 - 從技術上講,這種情況被稱為“封閉時間式曲線”(CTC)。
但是,如果物理學允許向後旅行,祖父悖論是否仍然引起問題?在這種情況下,霍金提出了兩種可能的方法來繞過悖論。首先,他稱之為“一致的歷史”模型,在過去,現在和未來的整個時間都進行了嚴格的預測。這樣,如果您已經在自己的歷史上到達那裡,您只能回到更早的時間點。根據有時所說的“封鎖宇宙”模型,人們可以前往過去,但這樣做不會改變它。澳大利亞廣播公司。藉此觀點,祖父悖論永遠不會出現。另一方面,有了Hawking的第二種選擇,情況更加微妙。
祖父悖論和平行世界
及時旅行的第二種方法調用量子物理學,事件可能會有幾種可能發生的可能結果。
如斯坦福大學哲學百科全書,對量子理論的“許多世界”解釋將所有這些各種結果視為不同的“平行”時間表。從這種觀點來看,如果Time Traveler在他們的祖父壽命足夠長以生孩子的時間表中,那麼祖父悖論就可以解決,然後 - 然後 - 回去殺死他們的前輩 - 繼續沿著平行的時間賽道,他們永遠不會出生。 ((斯坦福百科全書更詳細地了解了為什麼您不能隨意在平行時間表之間來回跳動。
在1985年製作的電影時,對祖父悖論的“平行世界”的解釋只是哲學上的猜想。然而,在1991年,物理學家戴維·德意志(David Deutsch)將其牢牢地紮根新科學家當時報告了。德意志表明,儘管平行時間表通常無法彼此相互作用,但當蟲洞曲線恢復自身時,情況在封閉時曲線(CTC)附近發生變化。正如科幻作家所想像的那樣,在這裡,不同的時間表也能夠跨越 - 因此,當CTC循環回到過去時,這是不同時間表的過去。如果證明了這一點,那麼您確實可以殺死一個嬰兒祖父母,而無需在此過程中消除自己。在這種情況下,您的祖父永遠不會僅在一個平行世界中存在。您,祖父殺手,只有在另一個中存在。
祖父悖論解決了嗎?
聽起來很令人驚訝,實際上,Deutsch對祖父悖論的解決方案實際上有一些實驗支持。 2014年,昆士蘭州大學的一個團隊研究了一個更簡單的時間旅行場景,這帶來了類似的邏輯悖論。研究人員描述了當年在《期刊》上發表的論文中的作品自然通訊。這個想法是,一個亞原子粒子必須及時回去,以翻轉導致其創造的開關。如果開關沒有翻轉,則粒子將永遠不存在。
德意志理論的一個關鍵特徵是,各種概率必須是自洽的。例如,在昆士蘭州的研究示例中,如果有50:50的機會回到時代,則還必須有50:50的機會首先翻轉開關來創建該粒子。在沒有時間機器的情況下,研究人員建立了一個涉及一對光子的實驗,他們聲稱這在邏輯上等同於單個光子及時傳播以“創建”本身。實驗取得了成功,結果驗證了德意志的自洽理論。
祖父悖論和蝴蝶效應
當您的祖父小時候殺死他是確保您永遠不會出生的必經之路。但是,也有弄亂時間表的微妙可能性。在一個足夠複雜的系統中,即使是最小的變化也可能會產生嚴重的長期後果 - 就像在蝴蝶效應,蝴蝶翅膀的拍打最終可以觸發數千英里外的龍捲風。科幻作家雷·布拉德伯里(Ray Bradbury)在他的1952年故事《雷聲》中製作了時間旅行,可以在網上在線閱讀互聯網檔案。布拉德伯里(Bradbury)的主角回到了時代恐龍,他不小心踩著蝴蝶 - 然後返回現在,發現社會的變化是不受歡迎的。可以很容易地想像,如果社會變化足夠徹底,時間旅行者可能會阻止自己的出生,就像他殺死了祖父母一樣。
但是,使用量子方法對祖父悖論的量子方法確實如此?最近的工作洛斯阿拉莫斯國家實驗室表明歷史的進程比蝴蝶效應所暗示的要具有彈性。研究人員使用了計算機的數量為了模擬過去的時間旅行,故意損壞了一條信息 - 相當於踏上侏羅紀時代蝴蝶的計算。但是,與布拉德伯里(Bradbury)的故事不同,計算機模擬的“現在”中的敲門效果證明相對較小且微不足道。當然,對於可能的旅行者來說,這是個好消息。只要您避免公然愚蠢的行為,就像殺死直接祖先一樣,就可以及時回去而沒有任何矛盾的後果。
其他資源
- 觀看Youtube 視頻關於祖父悖論背後的科學
- 拿十個簡短的課程從布萊恩·克萊格(Brian Clegg)旅行
- 探索數十個虛構的時間旅行悖論科幻百科全書和電視向向
參考書目
科幻歷史詞典。https://sfdictionary.com/view/2178/grandfather-paradox
“量子力學的許多世界解釋”,斯坦福大學哲學百科全書,2021年。https://plato.stanford.edu/entries/qm-manyworlds/
“沒有悖論的時間旅行”,新科學家,1992年。https://www.newscientist.com/article/mg13318143-000-science time-travel-without-the-paradoxes/
澳大利亞廣播公司,2018年,“可能的時間旅行是可能的,但時間傳遞是一種幻想,“障礙宇宙理論是一種障礙。 ”https://www.abc.net.au/news/news/science/2018-09-02/block-universe-theory time-past-past-past-present-future-travel/10178386
“封閉時間曲線的實驗模擬”,自然通信,2014年。https://www.nature.com/articles/ncomms5145
“雷聲的聲音,”雷·布拉德伯里(Ray Bradbury),互聯網檔案館。https://archive.org/details/planet_stories_v06n04_1954-01/page/n5/mode/2up
洛斯阿拉莫斯國家實驗室,2020年,“模擬量子'時光旅行'在量子領域中反駁了蝴蝶效應。”https://www.lanl.gov/discover/news-release-Archive/2020/july/0728-quantum time-travel.php