01.18 霍金是如何解決“時光倒流”帶來的因果矛盾?

上一期我重點談了穿越到過去的一些方法,從目前的技術來看,我們要想實現時空穿越,只能讓一個黑洞連接一個白洞,讓兩個洞空間上靠近,然後用相對論效應讓其中一個的時間拖慢形成:時間速度差,從而造成一個“蟲洞”,詳細的過程如果沒看上期內容建議先去看看。

從上一期內容分析可以看出要造出一個時間機器穿越到過去,最大難點在於白洞這邊,因為黑洞我們目前已經觀察到對應的實體了,但是白洞目前還停留著理論階段,雖然我們理論預測的確存在“白洞”,但是實際觀察還未發現它,而且構造白洞的材料“奇異物”我們也還一籌莫展,因為白洞必須具有“負質量”才能與黑洞形成對應,黑洞的只進不出和白洞的只出不進,使兩者之間產生“蟲洞”穿越時空。

霍金是如何解決“時光倒流”帶來的因果矛盾?

但是如果我們真的某一天發現了白洞,且製造白洞的材料也準備齊了,是否就可以順利穿越時空回到過去呢?答案是No,因為我在上上期就談過,你要穿越時空回到過去必須要解決“祖父悖論”,如果沒看上上期文章,我再解釋下“祖父悖論”,就是如果你能穿越時空回到過去,把你的祖父殺了,請問會出現啥情況?

這個問題你仔細想想就會出現問題,如果你回到過去殺了祖父,你就不會出生,既然你不存在,你如何能穿越時空回去殺祖父,那麼祖父就活著,既然祖父活著,你就會出生,所以你又可以穿越回去殺祖父了,這就形成“祖父悖論”。

霍金是如何解決“時光倒流”帶來的因果矛盾?

如何解決這個問題呢?目前第一種解釋就是“避開理論”,啥意思呢,當你穿越回去正要殺祖父時,總會出現一些意外讓你沒殺成,比如你槍打偏了,或者你殺錯人了等等,總之你回去後無論如何都殺不成功,一旦殺不成功,就不會出現祖父悖論,因果律也就得以保全。

其實以上的說法比較接近“羅維科夫自洽原則”,這個原則其實就是說穿越到過去可以,但是不能出現因果矛盾,比如剛剛的祖父被殺就是因果矛盾,這種情況不會出現,但是如果這個人回到過去去殺一個其他人,並且這個行為往後演化與這個人的將來的發展沒有太大關係,那麼這種情況就是可以存在的,所以總結一句話:這個原則就是說因果矛盾不可出現,其餘情況都可以出現。

霍金是如何解決“時光倒流”帶來的因果矛盾?

所以根據這個原則,你想要回到過去改變歷史,是有條件的,凡是違背因果律的事情你都無法改變,比如你想回到過去拯救女友,最後你會發現是你不小心誤殺女友,違背因果律的事情都不可改變。

以上是解決回到過去產生的因果矛盾的第一種解決方案,這種方案相當於讓回到過去的人變得有所限制,凡是違背因果律的事情這個穿越人都做不成功,有沒有其他看起來更加合理的理論解決因果悖論呢?

霍金是如何解決“時光倒流”帶來的因果矛盾?

第二個解決方案就是前面提到的:多重宇宙。這個多重宇宙論我在前面寫量子力學相關文章時提過,大家如果感興趣可以先去看看前面的文章,多重宇宙顧名思義就是說我們的宇宙其實有多個,每時每刻我們的世界都在分裂出新的宇宙,比如高考這個時刻,也許現在的你考上了重點大學,人生走向了一個好的方向,但是在高考這個時刻會分裂出另外一個宇宙,這個宇宙中的你由於沒考好,所以人生過得比較慘淡,而且這樣的宇宙會無限分裂下去,這就是“多重宇宙論”。如下圖所示。

霍金是如何解決“時光倒流”帶來的因果矛盾?

當有了多重宇宙論,我們就可以解決穿越時空帶來的因果矛盾問題了,因為當你穿越回去準備殺祖父時,你穿越回去的時空其實不是你所處的這個宇宙對應的時空,而是別的宇宙的時空,所以你能夠殺死祖父,但是你所改變的是別的宇宙的歷史,也就是別的宇宙由於祖父死了,你就不會出生了,別的宇宙就沒有你的存在,但是你所在的這個宇宙依然正常的演化著,你無法做任何更改。

目前來看,多重宇宙論的確巧妙的避開了因果矛盾問題,讓穿越時空回到過去在理論上進了一大步,但是多重宇宙論誠如我前面文章所說,非常難以被證實或者證偽,所以很多物理學家認為這不是科學而是幻想,但是目前還有理論支持多重宇宙假說的,比如之前我提到阿蘭古斯的“暴漲理論”,暗能量理論和絃理論,都指向了多重宇宙論的正確性,大家如果感興趣可以看看前面的文章,有講解這方面的話題。

霍金是如何解決“時光倒流”帶來的因果矛盾?

但是針對時間旅行,有一位物理學的大咖級人物卻認為“大自然是不喜歡時間機器的,不允許時間機器的存在”,這個人就是霍金,霍金曾經提出過一個假說叫“時序保護假說”來說明時間機器的確不存在,怎麼個意思呢?霍金的意思是說假如時間機器存在,那麼就會有一個黑洞和白洞相連,連接的部位就是“蟲洞”,但是我們的真空是有一個效應叫“真空漲落”,關於這個效應其實是根據海森堡的“不確定性原理”提出的,關於這個原理我在前面寫量子力學相關文章中都多次談到,如果感興趣可以先去看看前面的文章,這個原理就是告訴我們“時間不確定性”和“能量不確定性”有一個此消彼長的關係,當你時間確定了,能量就不確定,反之亦然。真空中存在一定的能量,但是能量不夠大,不過當時間確定時,能量不確定度會增大,可能會縮小1000倍,也可能放大1000倍,能量相當於圍繞原來的能量值做上下波動,所以當一個極端的時刻,由於時間很短非常確定,所以能量造成巨大不確定,從而真空出“無中生有”的出現電磁波和能量,這種現象就叫“真空漲落”。

霍金是如何解決“時光倒流”帶來的因果矛盾?

一旦有真空漲落現象出現在“蟲洞”裡面,那麼這個電磁波能量就會從黑洞進去,白洞出來,出來後由於黑洞和白洞必須在空間上靠近一個點,所以出來的電磁波又會再次進到黑洞,然後再次從白洞出來。也許你會好奇,這不就是一股電磁波循環來回在白洞和黑洞穿越嘛,沒啥毛病。可是你別忘記了,一個東西從黑洞進去,從白洞出來,可是穿越了時間回到了過去哦,這個上一期專門講解了,如果沒看建議先去看看,所以當一個電磁波從白洞出來就意味著說它回到了更早的時間,然後再次進入黑洞之後又從白洞出來會再次回到更早的時間,這樣一來電磁波不斷累積,整個宇宙一瞬間就爆炸了,大家都不存了。如下圖所示。而我們目前都活著好好的,宇宙也活的好好的,說明時間機器的確不存在。

霍金是如何解決“時光倒流”帶來的因果矛盾?

以上就是霍金的理論,霍金反對時間機器,認為這不符合大自然的規律,不過還是有不少人針對霍金的時序保護假說存在質疑,霍金的意思就是一旦出現時間機器,那麼肯定就會有未來人穿越到現在,我們就可以看到未來人,但是目前我們一個未來人都沒見過,說明時間機器的確不存在。

但是我們可以這樣考慮,第一未來人有可能已經穿越到現在,只不過他們不讓我們看見,這的確是一種可能。還有一種可能就是未來人穿越到過去是有時間限制的,只能穿越到第一個“時間機器”造出來之後的時間,不能穿越到第一個“時間機器”造出來之前的時間。

霍金是如何解決“時光倒流”帶來的因果矛盾?

換句話說,比如假設我們2020年造出了第一個“時間機器”,那麼之後你就會陸陸續續見到未來人了,未來人就啪啪的出現了,但是未來人只能回到2020年之後的時間,2020年之前的時間對未來人是不可訪問的,所以這也解釋了為啥我們目前還沒看到未來人,因為第一個時間機器還沒造出來,我們所處的這段時間是未來人不可訪問的時間。

霍金是如何解決“時光倒流”帶來的因果矛盾?

目前來看,時間旅行的確會形成很多奇奇怪怪的現象,以人類目前的科學水平,的確很難實現時間逆轉,只能實現時間拖慢,但是人類的好奇心永遠不會止步,一個讓人如此著迷的話題,人類會不斷探索,也許未來某一天時間機器真的造出來,人類對大自然的掌控能力就會有質的飛躍。

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