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解释五个关于时间旅行的悖论

Jeffwhen:

在爱因斯坦的相对论中没有对于时间旅行的限制，尽管穿越回到过去这个概念违反了因果性这一最基本的物理规则。跳出了因果关系的条框，自然就会出现许多和时间旅行相关的不连贯现象，以下列举的是一些典型的时间悖论，多年来给予科学家和时间旅行问题爱好者们无数个思索无眠的夜晚。

1、命定悖论 （Predestination Paradox）

 

一个人穿越回到过去的行为最终造成他想要阻止的事情发生，命定悖论就发生了。然后他就陷入了一个“时间因果循环“，即过去发生的事件1影响了事件2（事件2指时间旅行这件事情），而后者有造成了事件1的发生。由于这种循环的存在，使得历史不因时间旅行者的穿越行为而改变。换句话说，任何阻止过去某件事情发生的一切尝试都成为造成这件事情发生的原因，而无法阻止它。这个悖论意味着所有事件都只有一种可能性，发生过的事情注定发生。听起来很复杂？想象你的爱人死于一场肇事逃逸的交通事故，你穿越回去想要阻止她的厄运，你赶去事故现场却发现你就是那个在路上把她撞死的人。所以，你再也不能改变过去，任何这样的尝试最终都可能发现自己陷入了一个时间的循环。
关于命定悖论的电影包括：
+ 《时空罪恶》
+ 《环形使者》
+ 《前目的地》

2、引导悖论（Bootstrap Paradox）

 

引导悖论或者叫本体论悖论（Ontological Paradox）是指一个物体，人或者一组信息被送回过去，造成一个物体没有可溯起源的无限循环，不被创造而存在的悖论。乔治·卢卡斯穿越回去把星球大战电影的剧本给他自己，然后他便可以导演电影出人头地，这就造成了一个引导悖论，因为这个剧本没有被创造过也没有一个来源。或者说一个20岁的男性穿越回到21年之前，遇到一个女人，发生一段恋情，三个月之后在不知道那个女人已经怀孕的情况下回到未来的家里。而女人的孩子长大成为了这个20岁的时间旅行者，后者又穿越回到21年之前，遇到一个女人，无限循环。本体论悖论暗示未来、现在和过去没有明确的定义，这就给科学家定位事物的起源造成了一个明显的问题，通常用于提及过去的字眼都变得毫无意义。

电影里出现引导悖论的电影包括：
+ 《时光倒退七十年》
+ 《比尔和泰德历险记》
+ 终结者系列
+ 时空穿梭

3、祖父悖论（Grandfather Paradox）

 

这种时间悖论产生一个“不连贯的因果循环”。因为如果你穿越回到过去杀死了你的祖父，你就不可能出生并回到过去杀死你的祖父，一个悖论。假设你决定杀死你的祖父，因为他打造了一个毁灭世界的王朝。你想到如果你在他遇到你祖母之前弄死他，整个家族线（包括你）都将消失，这个世界会可以变得更美好。根据理论物理学家们的猜想，可能发生如下情况：
+ 时间线保护假说：你穿越回去，走到他跟前，掏出一把左轮手枪对准他。你扣动扳机但是枪哑火了。喀哒！喀哒！喀哒！枪膛里的子弹在出膛前卡住了。你把枪对准其他地方扣动扳机。砰！对准你的祖父...喀哒！喀哒！喀哒！所以你尝试用其他方式来杀死他，但这只能吓坏他并成为造成未来的他变本加厉的伤疤。你可以做很多不致命的事情，知道你被警察追捕。
+ 多宇宙假说：你穿越回去，走到他跟前，掏出一把左轮手枪对准他。你扣动扳机，砰！木已成舟。你回到“现代”，但你在这里从未存在过。关于你的一切都消失了，包括你的家庭，朋友，房子，财产，银行账户和你的过往。你进入了一个你从未存在过的时间线。科学家们肯定这种可能性：你创造了另一个时间线，或者进入了一个平行宇宙。

4、杀死希特勒悖论（Let's Kill Hitler Paradox）

 

和杀死你的祖父和你的出生相悖一样，杀死希特勒悖论抹去了你回去杀死他的理由。此外，杀死希特勒可能造成一个无限制的“蝴蝶效应”，杀死希特勒会对这个世界的每个人造成长远的影响，即使仅仅因为你在学校学过有关希特勒的历史。这个悖论来自一个想法，那就是如果你是一个成功的人，那一开始就没有时间旅行的理由。如果你杀死了希特勒，他所做的一切在历史上就不会发生来使得你产生回去杀他的冲动。
目前为止对于这一悖论的最好演绎出现在《迷离时空》里叫做黑暗摇篮的一集，总结了所有尝试改变历史时可能遇到的难题。还有就是《神秘博士》第六季中的“Let's Kill Hitler”。

5、波尔钦斯基悖论（ Polchinski’s Paradox）

 

美国理论物理学家约瑟夫·波尔钦斯基提出了一个时间悖论，设想一个弹珠掉进一个虫洞，立即出现在过去另一端正好撞击了它更年轻的那个版本，并使其一开始便不掉入虫洞。波尔钦斯基悖论被科学家们严肃对待，因为爱因斯坦的广义相对论对于时间旅行、闭合时间曲线（CTC）或者时空隧道的可能性没有任何限制。此外，它巧妙利用了运动规律，没有引进包含不确定因素的自由意志，因此为科学家思考悖论提供了一个更好的方式。
波尔钦斯基提出悖论时遵守了诺维柯夫自洽性原则，后者指出时间旅行是可行的，但是悖论是不允许存在的。然而，人们提出了很多的方案来解决波尔钦斯基提出的不连贯性，都本质上牵扯到弹珠改变年轻版本的轨迹，但不足以阻止其进入虫洞。解决方案和时间线保护假说有关系，这之前解释了为什么如果你回到过去谋杀你祖父，总有事情使得你的计划变得无法实现，因此阻止出现不连贯的历史。

自我实现预言（Self-fulfilling Prophecies）是悖论么？

 

自我实现预言只有已知预言为真和未来的事情对过去的事情造成影响情况下才造成的因果循环，否则这种现象不是悖论而是因果关系。比如说，一个权威机构发表言论说一件事情是必然发生的，正当的，真实的，并用可信的方式说服了每一个人。人们完全相信了这种说法，开始像预言已经成真那样动作，并因为他们的动作使得预言发生。如果有人令人信服地发表以下言论，这种现象就有可能发生：
“磁悬浮列车将作为未来21世纪最好的交通方式占据优势。”
使用越来越少的化石燃油的喷气式飞机，将用于越洋运输而被保留，本地航班将成为过去式。人们就会开始计划建造使用电能的高铁网络。基建转型，适应需求。预言成真并不是因为这真的不可避免（尽管这是一个好的方案），而是因为人们认为这是真的。
这在更小的尺度下也适用——个体的尺度。世界上所有的励志书的方法论都是：如果你使你自己认为你很成功（金钱，事业，爱情，等方面），有了这样信念的支撑，你就会像一个成功的人一样去作为；这是一个加强/反馈循环，你最终通过表现得像个成功人士而成为一个成功人士。

时间悖论可以避免吗？

 

蝴蝶效应是指混沌理论当中看似微小的改变在一段很长的时间里产生巨大的串联反应。因此，时间线污染假说指出时间悖论是时间旅行不可避免的后果，即使很小的改变也可能足以完全改变历史。
在一个故事中，一位古生物学家在时间旅行机器的帮助下回到侏罗纪期间从众多恐龙中拍摄剑龙、腕龙、角鼻龙和异特龙的照片。他知道他不能带样本，所以他通过事先固定好的平台拍摄大量的照片来防止改变环境。他的助手将要拾起一片草，但是被他阻止了并且向他解释为何任何事物都不能因为他们的出现发生改变。他们做完了这一切之后回到未来，但是一切都消失了。他们又出现在一个没有人类的荒野，而且也没有他们存在过的痕迹。他们倒在他们的拍摄平台上——这个世界唯一的人造物品——上悲叹：“为什么，我们什么都没有改变！”然后他们看到科学家的鞋上有一只被踩死的蝴蝶。
《蝴蝶效应》也是一部电影，由Ashton Kutcher出演的Evan Treborn，Amy Smart出演Kayleigh Miller。电影讲述了一个深陷问题的男人在年少时有过黑暗历史，后来通过他穿越回到自己的过去并短暂控制那时自己的身体解决了问题。这个电影解释了改变时间线可能发生的状况以及出现的结果为何可能完全出乎预料。

解决方式

 

科学家们渴望解决时间旅行产生的悖论，并已经出现许多巧妙地方式。这使得一个更具连贯性的现实世界成为可能，选取了其中的一些在这里提及，如下：

+ 终极方案：因为这些可能产生的悖论，时间旅行是不可能的。
+ 自我治愈假说：成功地改变过去之后会产生一系列其他的事件使得未来保持现状。
+ 多宇宙假说：每当过去被改变，另一个平行宇宙或者时间线就被创造出来。
+ 时间线擦除理论：一个回到过去的人会存在于一个新的时间线中，但是他们自己的时间线将被擦除。

 

原文（有图片注释，可能需要登录豆瓣账号）：解释五个关于时间旅行的悖论/
本文翻译自：5 Bizarre Paradoxes Of Time Travel Explained