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不存在回到过去的时间旅行
2020年02月25日 10:56 来源:中国社会科学网-中国社会科学报 作者:王占翔 字号

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  回到并改变过去,这个想法类似于永动机,是人类长期的美好设想。但实际上如果能够实现,回到过去将会对我们的当下和未来造成不可想象的后果。过去是决定论的,我们的现在才会是安稳的,我们的未来才有现实化可能,改变过去实际上意味着毁灭当下。

  “时间旅行”(time travel),作为物理学和哲学上的一个经久不衰的话题,提出了许许多多的技术性和规范性的问题。当我们在“回到过去的旅行”意义层面上使用“时间旅行”概念时,会面临许多难以解释的悖论。在这些悖论中,外祖父悖论(grandfather paradox)受到广泛关注。外祖父悖论指一个时间旅行者回到过去,并在他母亲出生前杀死了他的外祖父,由这一行为所引起的时间悖论。在逻辑上,这个时间旅行者既不可能在他母亲没有出生的情况下而存在,又不可能在他已经存在的情况下,回到过去杀死他的外祖父。该问题一方面强有力地否证了“回到过去的旅行”意义层面上的时间旅行,另一方面涉及因果性和决定论等哲学问题,不论是在物理学上,还是在哲学上,都有重要的理论价值。

  存在逻辑问题

  针对外祖父悖论,物理学家给出了三种解答方案。第一种方案是命定悖论,即否认时间旅行中的自由意志,认为即使我们回到过去,也无法改变过去的任何事情。第二种方案被称作香蕉皮机制,该理论认为回到过去的时间旅行在逻辑上是可能的。但是,当这个时间旅行者想要杀死他的外祖父时,总会被一块香蕉皮绊倒,从而不管怎样,都无法杀死他的外祖父。第三种方案是1957年物理学家埃弗莱特(Hugh Everett)在《现代物理学评论》上发表的“量子力学的多世界诠释”理论,又被称作平行世界理论。该理论主张存在着无数多个平行世界,时间旅行所回到的过去不是属于原先世界的过去,而是属于另外一个平行世界的过去,在另外一个平行世界里的外祖父被杀死并不影响在这个世界里的时间旅行者的出生,那么该时间旅行者的存在和他的外祖父被杀死并不构成悖论。这三种解决方案或多或少都存在一些不足之处。

  首先,第一种解决方案承认了时间旅行的可能性,但却否认了改变过去的可能,这是一种类似宿命论的观点。该观点虽然可以帮助时间旅行理论免遭否证,但我们难以接受一个人通过时间机器回到过去而不能做出任何改变。由此,我们不免发问:这种层面的时间旅行,是物理层面的还是精神层面的?

  其次,第二种解决方案,实际上是第一种解决方案的弱版本,即我们可以回到过去,并做出一些改变,但是当我们做出的改变会造成时间悖论时,任何改变都会被自然秩序和历史秩序修正。这种观点仍有一种宿命论色彩,而且在不承认“香蕉皮机制”的情况下,自然和历史已经能够很好运行,那么是否有必要去接受这一种机制?这是一个最佳解释说明问题,即在众多假说中,如果一个假说能够用最少原因最合理地解释问题,那么我们可以把这个假说暂时视作该问题的最佳解释。

  最后,第三种方案实际上否认了线性时间旅行,即我们所回到的过去并不是我们世界所经历的过去,而是一个平行宇宙,在平行宇宙中做出的任何改变对于我们现在的经验世界而言,都是毫无意义的,即并不会产生因果作用。这一解释已经挑战了时间旅行的可能性。此外,该解释还面临着虚拟现实挑战。在一个计算机程序设计成过去世界的虚拟空间中,若我们无法分辨这是时间旅行前往的平行世界还是虚拟现实世界,那么,这个世界是否意味着某种平行世界?如果通过虚拟现实和通过时间机器回到过去没有区别的话,那么量子力学的多世界诠释下的时间旅行就缺乏其必要性,因为与其追求通过时间机器进行时间旅行,不如追求制造一个更好的虚拟现实程序。

  以上三种经典解决方案,都试图在承认时间旅行可能的前提下解决外祖父悖论,但面临宿命论和虚拟现实思想实验等的挑战。显然,这三种方案并未解决该逻辑问题,同时还面临新的挑战。

  面临哲学挑战

  虽然上述解决方案存在一定问题,但是其在物理学上是有根据、可能实现的。因此,我们还需讨论这三种经典解决方案背后的形而上学和物理学机制。

  第一、二种解决方案都面临自由意志和宿命论的挑战,刘易斯(David Lewis)曾尝试从形而上学的角度诠释这两种决定论方案的可能机制,通过语言的指陈关系和世界的同一性原理较为合理地说明,在逻辑层面,回到过去的时间旅行者杀死外祖父可能是违反逻辑的,即此行为不会发生。此外,按照外祖父悖论的说法,我们借助时间机器回到了过去,并且在此基础上具有杀死外祖父的自由意志。若我们假设,时间旅行的过程会影响到自由意志。在这个假设背景下,由于自由意志的缺席,从当下回到过去的时间旅行也将不再可能。这一结论由库瓦斯瑟(Oleg Yurjevich Kupervasser)指出,在他看来,熵减少的过程的不稳定性和相应的热力学时间箭头的对齐使得允许回到过去的初始条件的存在几乎是不可能的。这意味着,在单个宇宙中,从当下回到过去的时间旅行既面临自由意志的挑战,又与热力学第二定律冲突。所以,第一、二种解决方案是难以成立的。

  关于“量子力学的多世界诠释”理论,在该理论中,我们回到的是一个类似于我们过去的平行世界。在形而上学层面,时间旅行者通过时间机器进入另外一个世界,他的记忆和自由意志仍可告诉他,这是一个和他原先世界相区别的世界,他所看到的外祖父及这个世界中的其他人都不会对原先的世界造成任何影响,杀死外祖父,并不会引起时间悖论,因为他杀死的更不会是他的外祖父,或者说杀死的只是他外祖父在另一个世界的对应体。

  在物理学层面上,“量子力学的多世界诠释”理论与量子力学相关理论息息相关。费曼(Richard Phillips Feyman)曾提出正电子在时间上向后移的解释,许多哲学家和科学家据此推知时间旅行的可能性。不过,根据库瓦斯瑟的论述,在物理学层面上,以一个宏观物体的状态回到过去是不可能的,我们是以一种粒子的状态回到过去,而这就意味着一个哲学问题的诞生,即出现在平行世界中重新组合的时间旅行者和存在于原先世界的自我是否还是同一个自我。这是忒修斯之船的时间旅行版本,且该版本在原有的基础上更为强势。一方面,时间旅行者从当前的世界消失,来到了一个平行世界;另一方面,根据量子力学多世界理论,一旦处于一个特殊的世界,就不能感知其他世界的存在,那么,到达这样一个平行世界,时间旅行者既不能保证这个世界的自我还是原来的自我,又无法得知这是一个新的平行世界,这样的平行世界将是十分怪异的。

  回到过去不可实现

  在解决外祖父悖论的过程中,我们首先面临的问题是,过去的世界是决定论的,还是非决定论的?第一种解决方案主张过去是决定论的,我们对过去的改变是无能为力的;第二种解决方案认为过去是不完全决定论的,而在一些会引起时间悖论的问题上,我们的过去将是决定论的;第三种方案则主张我们的过去是非决定论的,但实际上我们回到的不是我们的过去,而是一个平行世界,这不仅消解了外祖父悖论,还消解了时间旅行。该理论下,只有在多个可能世界存在的情况下,时间旅行才可能。那么,在不存在可能世界的线性时空中,就不可能存在回到过去的时间旅行。

  这三种解决方案都预示着,在单个世界之中,如果过去是非决定论的,那么就会面临外祖父悖论问题。因此,解决外祖父悖论最简单的方式,就是承认过去的决定论,即我们的当下一旦变成过去就是决定论的,是无法改变的。霍金曾提出“时序保护猜想”:物理学法则会阻止建造用来前往过去的时间机器。而凯(Bernard Kay)、拉兹科夫斯基(Marek Radzikowski)和瓦尔德(Bob Wald)曾提出一个数学论证,来证明时序保护猜想。

  回到并改变过去,这个想法类似于永动机,是人类长期的美好设想。但实际上如果能够实现,回到过去将会对我们的当下和未来造成不可想象的后果。过去是决定论的,我们的现在才会是安稳的,我们的未来才有现实化可能,改变过去实际上意味着毁灭当下。

  综上所述,如果说时间旅行回到的是真正意义上我们所经历过的过去的话,那么,回到过去的时间旅行对于目前的我们来说将是不存在的。在线性世界中,我们的过去是决定论的,是无法回到过去的,那么外祖父悖论也就不会存在。而结合物理学家的理论,进行哲学上的发微,目的是进行一种形而上学的分析,这或许有助于物理学家进一步推进时间旅行及时序保护猜想等领域的研究。

  (作者单位:华侨大学哲学与社会发展学院)

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姓名:王占翔 工作单位:

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