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你能否回到过去杀死你的祖父母?

在经典好莱坞电影《回到未来》中,布朗博士把一辆轿车改装成了时间机器,而高中生马蒂乘坐这辆轿车一下子回到了30年前。那么,你想不想也拥有一台时间机器,回到过去或前往未来?不过,我们得提醒你,时间旅行常常会产生很多悖论,即那些自相矛盾的事情。乘坐时间机器之前,你先了解一下这种问题,当然,这些问题都非常绕。

祖父悖论:你能否回到过去杀死你的祖父母?

祖父悖论讲述了这样一件怪事:假设你回到过去,在自己父亲出生前把自己的祖父母杀死;因为你祖父母死了,就不会有你父亲;没有了你父亲,你就不会出生;这样,就没有人把你祖父母杀死,你就会出生,长大后的你会回到过去把你祖父母杀死……于是矛盾出现了。

类似的情节在电影《回到未来》中也出现过。回到30年前的马蒂在不经意地干预了父亲追求母亲的过程,让母亲转而爱上了自己。但是,如果马蒂阻止了他父母相爱,那么他就不会出生,那么也就没有人能回到过去阻止马蒂的父母相爱……这就成了无解的悖论。

有一种办法可以轻松消除掉祖父悖论,那就是引入平行世界。一些理论认为,除了我们的世界之外,宇宙中还有无数个平行世界,每个世界都有上演着不同的故事。比如,这个世界中的你可能正在购物,另一个世界中的你可能正在读书。假如你回到的过去只是某个平行世界中的过去,那么悖论会瞬间消失:你回到过去杀死的是平行世界中的祖父母,不是你真正的祖父母。

循环悖论:笔记本的内容最初来自哪里?

在这个悖论中,一件物品或一段信息从未来穿越到过去,成为了它过去的自己。美国科幻作家罗伯特·海因莱因在他的短篇小说《他的自力更生》中,就展示过这种悖论。在小说中,这件物品是一个笔记本,由主人公鲍勃在遥远的未来找到的。鲍勃找到后回到过去,利用里面的信息成为了一个仁慈的独裁者。数年后,他的笔记本已变得破旧,他重新抄写出了一个新的笔记本,并把旧的丢掉了。到故事的结尾时,鲍勃才发现,从过去穿越过来的年轻的鲍勃拿走的笔记本,就是他新抄的笔记本!那么,这个笔记本的内容最初来自哪里?似乎这是无解的。

循环悖论也出现在电影《回到未来》中。马蒂回到了过去,并在一场舞会上演唱了一首查克·贝里的歌曲。恰巧在那时,贝里的表兄在舞会上听到了这种歌曲,于是他给贝里打电话,好让对方听见。根据听到的歌曲,贝里后来演唱并发行了这首歌,这就可以让未来的马蒂听到,马蒂就能回到过去演唱这首歌,好让过去的贝里能听到。但问题是,这首歌最初是谁写的呢?

台球悖论:台球能否进入虫洞?

玩台球需要把台球打进洞里,但如果台球进入的是虫洞,那就会有个悖论等着你。不过,我们先来谈谈虫洞是什么。

虫洞是一种连接时空上两个点的狭窄隧道,是广义相对论预言的一个产物。有时,虫洞会成为太空旅行的快捷通道:你从一个洞口进入后,可以很快从另一个洞口出来,但你可能抵达了几万光年之外。有时,虫洞会成为时间机器:你从一个洞口进入后,从另一个洞口出来,你可能会在出发的前几天抵达目的地。现在,想象一个两个洞口相邻的虫洞,一个台球从一个洞口进入,但它却在几分钟之前从另一个洞口出来,此时就可以设计出一个悖论:从洞口出来的台球可以撞到原来的它,使原来的它无法进入虫洞,这样就没有从另一个洞口出来的台球能撞到它,这样它就会进入虫洞……

除了上面的情况,事情也可能会这样发生:如果原来的台球在新台球的撞击下进入虫洞,那么这个台球会从另一个洞口出来后成为新台球,然后会撞到原来的台球,使原来的台球能进入虫洞。此时是没有任何矛盾的,一些科学家们认为,只要没有产生任何悖论,那么时间旅行是有可能发生的。也许,如果你能成功地回到过去,那么当你试图杀死你祖父母时,事情总是会出错:拿把枪射击,子弹会射偏;用毒酒毒死他们,毒酒反而会被别人喝掉;等等。

双生子佯谬:兄弟俩为何衰老速度不一样?

把它叫做“佯谬”,因为它看上去是一个悖论,但实际上不是。这与爱因斯坦的狭义相对论有关。狭义相对论告诉我们,移动的时钟(包括生物钟)运行得更慢。这种现象被称为时间膨胀,许多实验已经证明了这一点。例如,科学家发现,把具有一定寿命的粒子加速到接近光速时,它们会“活得更长”。类似地,如果一对双胞胎兄弟中的一个乘宇宙飞船进行太空旅行,那么他会衰老得更慢,当旅行者回到地球后,他会发现自己比留在地球上的兄弟更年轻。

等一下。既然狭义相对论认为所有观察者的地位是等价的,那么我们也可以说旅行者是静止的,地球以及留在地球上的兄弟以一定的速度离开并返回,那么留在地球的兄弟不应该更年轻吗?事实上,这两位兄弟的地位并不等价。旅行者要想回家,他的飞船需要减速,然后掉头加速开往地球,此时的旅行者会在掉头过程中感受到一种惯性力,但留在地球上的兄弟感受不到这种力。所以说,兄弟俩的地位并不一样,不能换位思考。

从旅行者的角度来看,地球上的时间会过得更快。在宇宙飞船上呆了一年之后,他可能会回来发现,在地球上已经过去了100年或更久。所以说,这也是一种时间旅行,而且是完全可行的,但不是回到过去,而是更快地前往未来。

如何建造时间机器?

爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论,给了我们建造时间机器的理论基础。要想更快地前往未来,只需高速旅行即可。那么该如何回到过去呢?下面,我们列举了4种可能的方案。

方案1:超越光速

狭义相对论告诉我们,运动得比光还快,你就可以回到过去。比如,你以超光速从地球前往火星,那么你抵达火星的时间,可能是从地球出发时的几天之前。普通物质都无法超光速,但一些科学家提出了一种假想粒子,叫做“快子”,其运动速度始终都会大于光速。如果快子真的存在,也许我们可以把身体的原子转变成快子,进行超光速旅行,然后在目的地转换成原子并组装成原来的我们。

方案2:让宇宙转起来

1949年,爱因斯坦的同事库尔特·哥德尔发现,根据广义相对论,只要让宇宙能自转,那么宇宙某些地方就如同时间机器:在那个地方绕一圈,你会在昨天回到原地;再转一圈,你会在前天回到原地。可惜的是,现实中的宇宙并没有自转,而是处于不断膨胀之中。

方案3:利用宇宙弦

宇宙诞生自一场大爆炸,刚诞生时的宇宙是炽热的,随着它不断膨胀,宇宙很快冷却下来。水结成冰时,冰块里面会形成一些裂缝。同样,科学家认为宇宙在冷却时,时空也许会形成一些裂缝,这就是宇宙弦。宇宙弦看起来如同有点儿像蜘蛛丝,但远比原子还细,而且一厘米宇宙弦的质量比整座喜马拉雅山的质量还要大。科学家认为,宇宙弦会影响周围的时空,如果在附近旅行的话,你就有机会回到过去。

方案4:穿越虫洞

正如前文所述,我们可以通过穿越虫洞回到过去。不过,虫洞是不稳定的,会在眨眼间突然关闭,要想稳定存在,必须用一种能产生斥力的能量把它撑开。科学家通过计算发现,为了撑开一个能让人通过的虫洞,所需的能量相当于银河系中所有恒星在其整个生命周期中辐射出的总能量。科学家还不知道怎么找到这么多能产生斥力的能量。

小贴士

时间旅行者必掌握的几个名词

时空

将三维空间(长、宽、高)与时间合在一起,就形成了四维的时空。物质(如恒星、行星等)会弯曲它附近的时空。

狭义相对论

爱因斯坦于1905年提出的理论,它基于这样的假设:在静止和匀速的参考系中,所有观察者观察到的物理定律都是相同的,而真空中的光速对所有观察者也都是相同的。

广义相对论

爱因斯坦于1915年提出的理论,它建立在狭义相对论基础之上,并考虑了引力效应,并提出引力是时空弯曲导致的。

虫洞

一种理论上的穿越时空的隧道。

快子

一种运动速度比光速还快的假想粒子。

宇宙弦

假想的时空“裂缝”,是宇宙在诞生时产生的。

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