北京時(shí)間7月22日消息，據(jù)國外媒體報(bào)道，在小說家和劇作家們的筆下，時(shí)空旅行似乎很容易實(shí)現(xiàn)，信手拈來。但對于物理學(xué)家而言，時(shí)空旅行并非只是一種為故事情節(jié)設(shè)計(jì)需要而存在的東西，而是愛因斯坦在廣義相對論中做出的嚴(yán)肅預(yù)測。最近，來自麻省理工學(xué)院的希斯·羅埃德(Seth Lloyd)教授領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)小組在其7月15日發(fā)布的研究報(bào)告中，提出了應(yīng)對時(shí)空旅行可能導(dǎo)致的悖論和矛盾事件的解決方案。這一特殊的時(shí)空旅行方式可以解決目前存在的大部分由于時(shí)空旅行引發(fā)的悖論現(xiàn)象。

 

任何時(shí)空旅行理論都必須面對“祖父佯謬”，即假設(shè)一位旅行者時(shí)空旅行回到過去，并殺死了他的祖父，但這一行為本身將危及他的自身存在，因?yàn)闆]有他的祖父就不會(huì)有他；而如果根本就沒有他，那么殺死他祖父的殺手又會(huì)是誰？

 

上世紀(jì)90年代初，牛津大學(xué)的物理學(xué)家大衛(wèi)·杜齊(David Deutsch)設(shè)計(jì)過一個(gè)模型，試圖解決這一矛盾。其主要思想是：一個(gè)人可以記得他曾經(jīng)殺死了他的祖父，但其實(shí)他根本從未這樣做過。“這個(gè)理論中包含太多詭異的論點(diǎn)，并不符合我們想象中的時(shí)空旅行的定義，”羅埃德說。

 

與此相反，羅埃德更加傾向于采用一種新的時(shí)空旅行模型，在這一模型下，任何佯謬或沖突被徹底禁止。這一發(fā)布于arXiv.org網(wǎng)站的模型理論被稱作“后選擇模型”，即允許人回溯過去時(shí)空，但禁止一切可能在未來導(dǎo)致佯謬產(chǎn)生的行為。這一理論避開了傳統(tǒng)理論中時(shí)空旅行者的旅途最后發(fā)展成和他自己本身的存在發(fā)生矛盾的情況。羅埃德說：“在我們關(guān)于時(shí)空旅行的模型版本中，可能導(dǎo)致矛盾產(chǎn)生的因素都得到了嚴(yán)密控制。”

 

但這樣的做法也有其后果。它會(huì)導(dǎo)致雖然幾率很小但仍可能發(fā)生的某些小概率事件發(fā)生的頻率上升。“如果你在過去的時(shí)空造成了非常小的改變，也許并不會(huì)出現(xiàn)矛盾或佯謬現(xiàn)象。這看起來不錯(cuò)，但這意味著你非常接近造成佯謬的地步，當(dāng)初非常小的改變將會(huì)被無限放大。”查爾斯·伯耐(Charles Bennett)說。他來自紐約IBM華生研究中心。

 

打個(gè)比方，子彈制作人如果得知他所制作的某一發(fā)子彈將來會(huì)被用來殺死一位時(shí)空旅行者的祖父的話，他一定會(huì)想方設(shè)法把它做成一發(fā)次品彈，或者想辦法讓槍在那一刻卡殼。或者任何其他方法，反正要讓子彈在最后一刻沒法擊中目標(biāo)。那么在這樣一種假設(shè)之下，旅行者的祖父就成了一個(gè)“很難除掉的家伙”。

 

但來自加拿大滑鐵盧周界研究所的物理學(xué)家丹尼爾·戈茨曼(Daniel Gottesman)表示基于這一假設(shè)的情況依然非常危險(xiǎn)。“事情是這樣的，當(dāng)我們用某種方式改變一些過去的物理狀況，那么將發(fā)生一些詭異的現(xiàn)象，這幾乎是不能避免的，”他說。“我們在做的是時(shí)空旅行，也許你應(yīng)該做好遇見詭異現(xiàn)象的心理準(zhǔn)備。”

 

在另一篇5月間登載于arXiv.org網(wǎng)站的論文中，羅埃德和他的小組展示了一項(xiàng)采用光子進(jìn)行基于“后選擇模型”的實(shí)驗(yàn)。盡管他們最終未能將這個(gè)光子送回過去，但成功將其置于量子狀態(tài)。這和一種時(shí)空旅行中可能遭遇的現(xiàn)象非常相似。當(dāng)光子越來越接近“自相矛盾”狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)的成功率卻出現(xiàn)了不斷下降的趨勢。這或許和時(shí)空旅行的情況非常相似，它阻止了矛盾現(xiàn)象的出現(xiàn)。

 

此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)旨在模擬穿越時(shí)空的奇特路徑：封閉時(shí)間狀曲線(CTCs)，它們可以攜帶任何東西一起回到過去再送回現(xiàn)在。愛因斯坦方程預(yù)測一個(gè)處于封閉時(shí)間狀曲線上的旅行者將最終回到他出發(fā)前的起點(diǎn)。盡管在理論上存在，但是迄今在自然界并未發(fā)現(xiàn)此類現(xiàn)象。一些物理學(xué)家認(rèn)為這樣的神秘怪圈(指封閉時(shí)間狀曲線)也許存在于一些奇異地點(diǎn)，在這些地方時(shí)空性質(zhì)非常不同。比如黑洞深處。

 

“舍去它那奇怪的預(yù)測不說，這一新的模型確實(shí)構(gòu)成了一個(gè)漂亮、不存在矛盾性的和諧圈子，”來自南加州大學(xué)的理論物理學(xué)家托德·伯恩(Todd Brun)說。“這些論文非常有意思。”

 

今天去判斷究竟哪種時(shí)空旅行方法最好的不過是紙上談兵，或者個(gè)人喜好。直到有人在自然界發(fā)現(xiàn)封閉時(shí)間狀曲線，或者造出時(shí)間機(jī)器。在此之前誰也不知道答案。伯恩說：“我不認(rèn)為在最近的將來能得到驗(yàn)證。這只是一些想法，而且非常有趣。”