霍金和他的時(shí)序保護(hù)猜想

新西蘭數(shù)學(xué)家和宇宙學(xué)家馬特·維瑟，1994年在《核物理學(xué)B》（核物理學(xué)專門(mén)致力研究理論上的、現(xiàn)象學(xué)的、實(shí)驗(yàn)性的高能物理學(xué)、量子場(chǎng)論和統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的分支）上發(fā)表文章寫(xiě)道：“最近蟲(chóng)洞物理學(xué)的復(fù)興，已經(jīng)導(dǎo)致了一個(gè)非常令人不安的觀察結(jié)果。很顯然，雖然這些假想中的穿越時(shí)空的隧道迄今仍然只是一種完全的假設(shè)，但是蟲(chóng)洞物理學(xué)的‘復(fù)興已經(jīng)是確定無(wú)疑的事情了。而令人不安的觀察結(jié)果是：‘如果這種可以穿越的蟲(chóng)洞真的存在，那么將此類蟲(chóng)洞轉(zhuǎn)化為時(shí)間機(jī)器似乎是相當(dāng)容易的事。這不僅僅令人不安。這是極其令人不安的。而正是這種令人極其不安的事態(tài)，引導(dǎo)霍金發(fā)布了他的時(shí)序保護(hù)猜想?！?/p>

霍金，當(dāng)然指的是劍橋大學(xué)物理學(xué)家斯蒂芬·霍金，他是當(dāng)代最著名的科學(xué)家之一?；艚鹬月劽谑?，雖然有部分原因是幾十年來(lái)他一直在與一種殘酷的、導(dǎo)致癱瘓的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元疾病做斗爭(zhēng)，但更重要的原因在于他在向大眾普及宇宙學(xué)中最棘手的問(wèn)題上的天分。因此，他被時(shí)間旅行吸引也就不足為奇了。

“時(shí)序保護(hù)猜想”是他在1991年為《物理學(xué)評(píng)論》撰寫(xiě)的一篇論文的標(biāo)題。他在解釋自己寫(xiě)這篇論文的動(dòng)機(jī)時(shí)，說(shuō)：“有人提出，先進(jìn)文明可能已經(jīng)擁有了扭曲時(shí)空的技術(shù)，從而使封閉式類時(shí)間曲線的出現(xiàn)成為可能。而封閉式類時(shí)間曲線的出現(xiàn)，使得人們可以開(kāi)啟回到過(guò)去的旅程?！蹦敲矗@一觀點(diǎn)是誰(shuí)提出來(lái)的呢？當(dāng)然是一大批科幻小說(shuō)作家，但是霍金也引用了加州理工學(xué)院的物理學(xué)家基普·索恩（又是一位惠勒學(xué)派的門(mén)徒）的研究成果。（譯者注：惠勒指約翰·阿

奇博爾德·惠勒，美國(guó)著名物理學(xué)家、物理學(xué)思想家和物理學(xué)教育家。在“二戰(zhàn)”期間參與了“曼哈頓”計(jì)劃，于1967年的一次會(huì)議中提出了“黑洞”一詞，以取代從前的“引力完全坍縮的星球”。此外，“蟲(chóng)洞”一詞亦由惠勒提出。他被譽(yù)為哥本哈根學(xué)派最后一位大師。）基普·索恩和他的研究生一直致力“蟲(chóng)洞和時(shí)間機(jī)器”的研究。

從某些方面來(lái)看，“足夠先進(jìn)的文明”這個(gè)短語(yǔ)已經(jīng)變成了一種比喻。比如：即便我們?nèi)祟悷o(wú)法做到，那么會(huì)不會(huì)有一個(gè)足夠先進(jìn)的文明可以做到呢？這一點(diǎn)不僅對(duì)科幻作家來(lái)說(shuō)是有用的，對(duì)物理學(xué)家來(lái)說(shuō)一樣有用。所以，索恩、邁克·莫里斯和烏爾維·尤爾特塞韋爾，于1988年在《物理評(píng)論快報(bào)》上寫(xiě)道：“我們開(kāi)始追問(wèn)，物理定律是否允許一個(gè)肆意的先進(jìn)文明，構(gòu)建并維持一個(gè)用于星際旅行的蟲(chóng)洞?！保ㄓ纱丝磥?lái)，索恩能夠在26年后成為2014年的大制作電影《星際穿越》的執(zhí)行制片人和科學(xué)顧問(wèn)并非巧合。）“人們可以想象，一個(gè)先進(jìn)的文明將蟲(chóng)洞從量子泡沫中拉出來(lái)?！彼麄?cè)?988年的論文中寫(xiě)道。他們還為論文配了一幅插圖，并為這幅圖做了“將蟲(chóng)洞轉(zhuǎn)換成時(shí)間機(jī)器的時(shí)空?qǐng)D”的說(shuō)明。他們?cè)O(shè)想的蟲(chóng)洞有動(dòng)態(tài)的開(kāi)口：太空船可以由一個(gè)開(kāi)口進(jìn)入蟲(chóng)洞，而從另一個(gè)開(kāi)口于過(guò)去的開(kāi)口退出蟲(chóng)洞，從而回到過(guò)去。他們不失時(shí)機(jī)地?cái)[出了一個(gè)悖論，并以此作為結(jié)論，只是這一次不再是關(guān)于能否回到過(guò)去殺死祖父的問(wèn)題了：

一個(gè)高度先進(jìn)的生物是否能夠做到在事件P時(shí)測(cè)量薛定諤的貓為“活”的狀態(tài)（借此將其“波函數(shù)塌陷”到“活”的狀態(tài)），然后通過(guò)蟲(chóng)洞在時(shí)間上后退，在到達(dá)事件P 之前殺死薛定諤的貓（將其波函數(shù)塌陷到“死“的狀態(tài)上）？

他們提出了這個(gè)問(wèn)題，但又將其棄之一旁，沒(méi)有作答。

霍金則在此時(shí)跟進(jìn)而來(lái)。他分析了蟲(chóng)洞物理學(xué)，同時(shí)也分析了各種悖論（如果你能夠改變歷史帶來(lái)的各種各樣的邏輯問(wèn)題），并通過(guò)對(duì)自由意志概念進(jìn)行一些修改，考慮了回避這些悖論的可能性。當(dāng)然，自由意志對(duì)一位物理學(xué)家來(lái)說(shuō)，就不是一個(gè)令人愉快的話題，但霍金看出了一個(gè)更好的方法，并建議將這種方法稱為“時(shí)序保護(hù)猜想”。此舉需要大量的計(jì)算，而在這些計(jì)算完成之后，霍金信心十足地得出結(jié)論：物理定律將保護(hù)歷史，使其免受那些設(shè)想中的時(shí)間旅行者的破壞。盡管庫(kù)爾特·哥德?tīng)栆呀?jīng)證明了封閉式類時(shí)間曲線存在的可能性，但物理學(xué)家必須禁止封閉式類時(shí)間曲線的出現(xiàn)?！摆ぺぶ泻孟翊嬖谝粋€(gè)時(shí)序保護(hù)機(jī)構(gòu)，”霍金用科幻小說(shuō)般的語(yǔ)氣寫(xiě)道，“阻止了封閉式類時(shí)間曲線的出現(xiàn)，從而使得宇宙對(duì)歷史學(xué)家來(lái)說(shuō)是安全的。”霍金以這種華麗的辭藻結(jié)束了他的論文——這是個(gè)小花招，可以保證霍金的稿件被《物理學(xué)評(píng)論》采納。然而霍金擁有的不僅是一個(gè)理論，他有“真憑實(shí)據(jù)”——強(qiáng)有力的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。當(dāng)然，現(xiàn)實(shí)也支持這一推測(cè)，那就是我們從來(lái)也沒(méi)有被成群結(jié)隊(duì)的未來(lái)游客入侵過(guò)。

有些物理學(xué)家認(rèn)為時(shí)間旅行是不可能的，但他們同時(shí)也認(rèn)為談?wù)摃r(shí)間旅行是一件很有趣的事，霍金就是他們中的一員?；艚鹬赋?，其實(shí)我們都是在時(shí)間中旅行的，只不過(guò)每次1秒。他將黑洞描述為時(shí)間機(jī)器，以此提醒我們?nèi)f有引力減慢了當(dāng)?shù)貢r(shí)間的流逝。他經(jīng)常講述他為時(shí)間旅行者舉辦聚會(huì)的故事：邀請(qǐng)函只有在聚會(huì)這一事實(shí)發(fā)生之后才被發(fā)出，其內(nèi)容是：“我坐在這里很長(zhǎng)時(shí)間了，但沒(méi)有任何人前來(lái)與我聚會(huì)。”

事實(shí)上，“時(shí)序保護(hù)猜想”在斯蒂芬·霍金為其命名之前很久就已經(jīng)開(kāi)始傳播了。例如，雷·布萊伯利在其1952年出版的一部關(guān)于時(shí)間旅行的故事中， 對(duì)此的表述是：“時(shí)間不允許一個(gè)人與他在不同時(shí)間里的自己會(huì)面這類混亂狀態(tài)的出現(xiàn)。當(dāng)此類場(chǎng)景有出現(xiàn)的可能時(shí)，時(shí)間就會(huì)產(chǎn)生畸變，從而避開(kāi)此類場(chǎng)景的出現(xiàn)。就像是一架撞上了氣阱的飛機(jī)。請(qǐng)注意，時(shí)間在這里有了‘代辦機(jī)構(gòu)，這個(gè)‘代辦機(jī)構(gòu)會(huì)照章辦事?！睂?duì)此，道格拉斯·亞當(dāng)斯提出了自己的看法：“悖論只不過(guò)是一種疤痕組織。時(shí)間和空間在悖論周圍自我愈合，而人們只記得那些事件的一個(gè)版

本。對(duì)人們來(lái)說(shuō)，這個(gè)版本更具人們需要它具有的意義?！?/p>

這一切似乎有點(diǎn)神奇，科學(xué)家更傾向于信任物理定律。哥德?tīng)栒J(rèn)為，一個(gè)強(qiáng)大的、無(wú)悖論的宇宙只不過(guò)是一個(gè)邏輯問(wèn)題?！皶r(shí)間旅行是可能的，但沒(méi)有人能夠設(shè)法做到殺死過(guò)去的自己，”他在1972年告訴一名年輕的訪客，“先驗(yàn)被大大地忽視了。邏輯則是非常強(qiáng)大的?！睆哪承┓矫婵?，時(shí)序保護(hù)變成了基本規(guī)則的一部分，甚至變成了一個(gè)老生常談的話題。麗芙卡·戈臣在她2008年出版《不似之地》中，將所有這些老橋段都看作是理所當(dāng)然的。

科幻作家也已經(jīng)找到了類似的解決方案，以解決“祖父悖論”：那些來(lái)勢(shì)洶洶、想要取祖父性命的孫子們，將不可避免地被一些東西，比如壞掉的手槍、滑溜的香蕉皮以及自己的良心發(fā)現(xiàn)，在那些不可能的事情即將成為現(xiàn)實(shí)之前，阻止其發(fā)生。

有一件事正逐漸變得清晰：這類故事中的每一個(gè)人對(duì)于時(shí)間旅行都知道很多，一個(gè)宿命的循環(huán)——一個(gè)一如既往的悖論——開(kāi)始從陰影中浮現(xiàn)，一些規(guī)則也已經(jīng)得到解釋：“與流行電影相反，穿越回到過(guò)去的旅行并沒(méi)有改變未來(lái)，或者是未來(lái)已經(jīng)改變，又或者是……事實(shí)要比這復(fù)雜得多得多?！泵\(yùn)似乎以一種溫柔的方式牽著她。有誰(shuí)可以逃避命運(yùn)呢？看看發(fā)生在拉伊俄斯身

上的事吧。（譯者注：拉伊俄斯，希臘神話中的底比斯國(guó)王，他希望打破自己被兒子刺殺的預(yù)言，于是將還是嬰兒的俄狄浦斯扔在曠野中任其死去。但是，他的計(jì)劃未能阻止這一切的發(fā)生。）他能說(shuō)的僅僅是：“毫無(wú)疑問(wèn)，我們的世界運(yùn)行遵從的規(guī)律，與我們的想象大相徑庭。