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       請注意:頭痛者建議不要閱讀本篇,否則會加重症狀。   時光旅行是許多科幻小說家最喜愛用的劇情元素之一,撇開現實理論因素,這種天馬 行空的幻想可是讓許多科幻迷如痴如醉。時光旅行,這一名詞的出現源於一八九五年威爾 斯所撰寫的一部《時光機器》小說,在當時引起極大的熱潮,也開創了日後科學家對未來 夢想的憧憬。      那麼先不管實務的技術面,我們從純理論上來討論時光旅行的可行性。目前人類對時 空的瞭解就只能從愛因斯坦的相對論做解釋。從狹義相對論中的「時間膨脹」的觀念可以 產生「時差」,即相對於參考體進行高速運動的物體,其本身的時間流逝會變成緩慢,速 率愈逼近光速,時間緩慢的效應愈明顯。有名的雙生子謬論(twin paradox)便是描述「時 差」最好的假想實驗。那位乘坐高速太空船的哥哥回到地球後,發現弟弟比自己老很多, 換句話說,對於哥哥而言,他「躍」入了未來的時空與弟弟相見。不過這樣的時光旅行, 代價實在太大了。那麼,這位哥哥有可能再回到過去見到年輕的弟弟嗎?恐怕沒有人能回 答,甚至在某些理論的限制下,哥哥永遠回不到過去了。   時光旅行在假想實驗的推演,證實進入未來是可允許的。那麼時光旅行是否能回到過 去?      依照傳統的時空理論,我們所得到的答案是「回到過去的機會微乎其微。」所以機光 機在遙遠的未來也不會存在。真的是這樣子嗎?      看到這個爭論,大部分的學者首先用經驗法則來辯論。到目前為止,我們從未發現疑 似來自未來世界人類的證據,按照生物學與所有物理學的經驗判斷,時光機的發明可能在 數百年甚至數千年後的遙遠未來,那時人類的形貌與穿著,甚至是語言肯定與現在不同。 其相異的程度,即把未來人放到人群中,我們可以一眼看出那個人與眾不同。這一點有些 學者持相反意見,他們認為那些未來人必定受到嚴格的規範,不得與過去人相見,而且未 來的科技可能會發明出別人無法察見的隱形裝置。所以我們當然看不見那些未來人,甚至 他們做了什麼改變歷史的事,當代人可能會認為那是自然發生的事。      上述的論點事實上缺乏一套嚴謹的邏輯推演。後來,一些理論物理學家與數學家的研 究下,發現要回到過去,必須遵守一項非常重要的假想定理:我們不可能回到機光機器發 明那個時間點之前的過去。為了方便以下論述,筆者將這定理稱為「時光旅行第一假想定 理」。      為了解釋這個定理,我們要先定義一些基本假設:  1.我們無法得知其他宇宙智慧生物是否已發明了時光機器,因此以下的論述必須加以條   件化。 2.若我們所在的四次元時空宇宙只能擁有一條時空軌跡,事實上,按照經驗法則,在巨   觀上,我們無法察覺其他分裂的時空軌跡,亦即我們的歷史是唯一的。  3.我們宇宙所屬的時空軌跡,其所形成的「時間迴路」是永續存在,也是全有全無的,   否則會造成因果律的崩潰。   其實第三點的基本假設就隱含了第一假想定理的精神,時光機器發明後的時空軌跡才 能被允許建立時間迴路。若這時間迴路被建立在時光機發明的時間點之前,那麼會有一段 時空軌跡會因「無中生有」的介入而造成因果律的破壞。所以唯有將時間迴路的最早建立 的點小於或等於時光機器發明的時間點,才符合數學法則。   筆者先舉一個假想例子:      在公元1905年,年輕的愛因斯坦憑自己的實力發表了「狹義相對論」,後來他在構思 廣義相對論時,意外得到「神秘人」的幫助,在自己桌上發現一疊寫滿了小字的紙張,而 且筆跡異常熟悉,他看了一會兒,忽然大叫:「就是這個了!」因此他就發表了廣義相對 論,揚名國際,成為大師級物理學家。後來在他晚年時,意外發明了時光機,這時他才想 起自己年輕的時候得到一位「神秘人」的幫助,原來這神秘人就是未來的自己呀!於是他 乘坐時光機回到過去,把廣義相對論手稿偷偷放在桌上,完成了這項非得完成的任務。   這個假想例子衍生許多問題,這是一個強制建立的時間迴路,而且違背了第一假想定 理。我們來分析看看,這個時間迴路本身就有一個很大的瑕玼,那就是「廣義相對論」是 怎麼冒出來的?這是個「無中生有」的謬論,光是這個謬論就可以推翻這個不應該存在的 時間迴路。而且,如果年老的愛因斯坦忘記這件重要的事,沒有拿廣義相對論回去幫助過 去的自己,那麼過去的自己是如何得到廣義相對論?對於年老的愛因斯坦,他的記憶就是 有「神秘人」幫助自己,如果他沒有回到過去,那麼就算是過去的愛因斯坦靠自己的力量 完成,那麼這「被篡改」的歷史就與年老愛因斯坦的記憶產生災難性的衝突,也就是違反 了因果律,對於唯一存在的歷史時空軌跡,這樣的時間迴路不可能存在。   這個例子否定了這樣的時間迴路,然而究竟是因為第一假想定理的規範,還是「回到 過去」這件事是不可能的?以下我們再分析。   時間迴路的特性是永續存在,而且遵守全有全無律,它不可能在一個從來沒有時間迴 路存在的時空軌跡被建立,底下我們來看這個例子:    鄭先生搭乘時光機回到過去殺死自己的雙親。   好,這是一項很有名的「弒親謬論」,我們將時光機的發明時間條件化:  1.假設時光機在 鄭先生出生以前就發明了,而且該時光旅行遵守第一假想定理,即將   時間迴路合法化,那麼鄭先生殺死過去的雙親的結果,必將造成嚴重的自然大災難。   因這條時間迴路是合法的,所以理論上任何人所建立自己所屬的時間迴路所做的改變   將成為永恆的歷史。不過這仍然無法解決「無中生有」的問題。 鄭先生回到過去殺   死自己的雙親,那麼自己就不會出生了,在這條時空軌跡上所有屬於 鄭先生的一切   資訊將不復存在,那麼既然 鄭先生不存在了,這個不存在的人怎麼可能回到過去殺   死自己雙親呢?而且,原先那個執行凶殺案的那個 鄭先生又是誰?很明顯的,這樣   的時間迴路會自我毀滅,那它當初幹嘛被建立呢?既然不能永續存在,那麼不如不要   存在。時間迴路就是這樣的特性。  2.假設時光機在 鄭先生出生之後被發明。我們先不論第一假想定理,若這項時間迴路   被強制建立,仍然會發生第1.點所描述的超級大災難。所以本點無論如何不能成立。     從上述的推理我們可以從中獲得一些資訊,第一假想定理的確立是數學結果,而理論 物理研究所得到的數學結果若不加些條件限制,未必符合現實狀況。例如有些場方程式的 解會出現虛數,但是我們不能說這樣的結果是錯的,我們只能說在我們現有的物理描述工 具還無法解釋這個解的意義,或在我們所處的三次元宇宙空間裡,這樣的解可能存在於更 高層次的維度。      以上的邏輯是基於第二基本假設所得,即四次元時空宇宙只能被觀察到唯一的時空軌 跡。好,從愛因斯坦的「無中生有」與 鄭先生弒親的假想例子,似乎可以初步得到一項 重要的結論,那就是時間迴路不可能存在,也就是時光器永遠不可能被發明,或說回到過 去是不可能辦到的。   後來,有一批捍衛「時光旅行可被允許」的學者提出反駁,他們認為合法建立的時間 迴路是不必被消滅的,拿弒親謬論來說, 鄭先生可以回到過去,但是他無論怎樣嘗試, 他無法成功殺死自己的雙親,總是會有「未知」的力量在阻止他犯案,以維持因果律的完 整性。這一派的學者我們姑且稱為「修正理論派」,以有別於「傳統理論派」。   傳統理論派的學者開始冷笑了,他們炮轟那些修正理論派這樣的說法不啻是為了支持 時光旅行的可行性而做的自圓其說,而且這樣的修正理論還無法解釋「無中生有」的問題 。然而修正理論派學者可不是省油的燈,他們乾脆定義「無中生有」的時間迴路不可能被 建立,所以年老的愛因斯坦一旦想要拿廣義相對論手稿回到過去時,在他回到過去那一剎 那,歷史就改變了,可能年老的愛因斯坦在那一瞬間就想起了其實根本就沒有人幫助年輕 時的他,根本是憑自己的實力完成的,然後他還愣愣地看著手中的手稿,忘了當初自己回 到過去的目的,接著就摸摸鼻子回到未來。修正理論派這項嶄新的觀點很「哲學」,但是 並不科學,然而就算是傳統理論派學者,短時間內也很難反駁這種新理論,因為「回到過 去」很難做假想實驗。      正當這兩派學者在爭論的同時,另一批研究量子力學的物理學家在他們的領域裡偶然 發現到一項很有趣的現象。量子總是以固定一面的特性被我們觀察到。但是仍然有其他特 性的解存在著,只是我們永遠無法在我們所屬的宇宙觀察到。天才物理學家費曼在描述電 子從A到B的運動,說明電子同時走過所有可能的路徑,然而當我們間接觀察它的時候,它 又規規矩矩地按照物理定律走,當然,我們不可能「直接」觀察電子的運動狀態。   在電子雙狹縫干涉實驗顯示,電子按照所有可能的路徑到達狹縫時,便發生了干涉現 象。單顆電子竟似同時通過兩個狹縫到達屏幕,而且所偏折的角度是隨機的。當電子打出 的數量一多,干涉條紋就產生了。然而,有科學家為了想瞭解電子通過狹縫的狀態,在狹 縫上各裝上電子探測器。結果電子又變成只選擇單一狹縫通過而筆直到達屏幕,再無干涉 條紋。這到底是怎麼回事?   天才物理學家費曼乾脆把狹縫先拿掉,並提出電子在同一時間走了無限多種可能的路 徑而到達屏幕,而原本的狹縫只是擋住了那無限多種走不過去的路徑,只留兩個狹縫讓電 子自己走,因此電子表現了機率波的特性,在屏幕上形成了干涉波。然而,若有人想觀察 電子通過狹縫的「運動」情況,這時候就變成觀察者介入的情況,電子就變成被觀察者, 這樣就變成了一種事件,即電子只好乖乖地一顆一次通過狹縫,在屏幕上形成兩團光點。   這樣的實驗導致「平行宇宙」概念的誕生。      第一種實驗,我們不觀察、不介入電子的運動狀況,那麼電子在空間中「分裂成」無 限多個可以到達屏幕的分身,到達狹縫時,只有狹縫得以讓電子通過,這時的表現好像一 顆電子同時通過兩個狹縫一樣,到達屏幕的一瞬間才結合成一顆。這顆電子還射出之前, 所有可能的路徑早就存在了,這意謂著,未來也早就存在了。但是我們無法「觀察」電子 「分裂」的現象,因為,「事件」的成立,要觀察者與被觀察者的互動才有意義。我們一 任電子自然運動,這時硬要討論它的運動軌跡是沒有意義的,因為沒有觀察者的介入,因 此電子同時走無限多個路徑也是沒有意義的。然而,當觀察者介入的時候,只能允許一種 「事件」發生,所以我們看到一顆電子一次通過一個狹縫,而沒有干涉現象。   這好比有無限多個宇宙已經存在,這無限多個宇宙包含著電子所有可能的路徑,因為 我們沒有介入觀察,所以這個所以包含無限多個「事件」的宇宙就沒有意義,或說,「事 件」並沒有啟動,對沒有介入的觀察者而言是與他無關的平行宇宙事件。不過,當有觀察 者介入的時候,「事件」的啟動導致我們進入了其中一個宇宙,這個宇宙的電子通過其中 一個狹縫。而這個事件的另一個平行宇宙,電子可能通過另一個狹縫,被那個宇宙的自己 所觀察到。   因此,「平行宇宙」是當量子受觀察而變成一種確定狀態而產生的解釋方案。上述有 提到過,未來可能已經存在,那是擁有所有可能發生的事件的集合,而我們這一刻所表現 的事件將會影響到我們所進入的未來宇宙事件。   若我們擲骰子,數學告訴我們出現每一面的機率都是一樣的,亦即未來所存在每一個 面朝上的機會是同等了,當我們擲出一點時,我們就參與了骰子一點那面朝上的宇宙事件 。因此,當我們參與了某一面骰子朝上的宇宙,我們就看不見其他面。而這一面可以被其 他的平行宇宙的人所觀察到。     平行宇宙這概念一旦被人所接受,那麼接下來所揭櫫的就是時間的本質。   平行宇宙事件的切換導致「時間流逝」的感受,就好像在播放影片一樣,這個動作變 換的下個動作的「事件」切換,很輕易地讓「過去」不斷產生,而歷史也在同時被紀錄下 來。在平行宇宙的理論裡,時間是量子化的,而且也讓不同的觀察者的事件成為獨立的事 件,也就是每個觀察者的時間流逝感依照自己的行為所決定。這與愛因斯坦所主張的「時 間相對性」不謀而合。相對於參考體進行高速運動的某甲,他認為自己的時間流逝速率如 往常一般,但是在參考體上的某乙所見,某甲的宇宙分頁切換因為運動速度太快,而導致 「翻頁時距」相對變長,所以會認為某甲的時間變慢了。   再回到時光機器的存在性,之前的第二基本假設是一個宇宙只能擁有獨一無二的時空 軌跡,即歷史軌跡,在平行宇宙中依然成立。因此,每一個平行宇宙同樣只能允許存在唯 一的時空軌跡,否則一旦分裂的話,那就是另外一個平行宇宙了。不過前一句並不太正確 ,依照平行宇宙理論,所有可能的時空軌跡早就存在了,即分別存於所屬的平行宇宙裡。   因此,在提到時間迴路的建立,若建立在同一條時空軌跡理論上是不被允許的,就好 像電路短路一樣的道理。那麼,若時間迴路分別連往不同的時空軌跡,那麼所有的問題便 迎刃而解了。所以 鄭先生可以坐時光機回到過去殺死雙親,只是他回到的是不同於他所 屬的平行宇宙。原來宇宙的 鄭先生消失了(不過不違背因果律),新宇宙的 鄭先生得 手後,原本應該要出生的 鄭先生就無法出世,而由凶手 鄭先生來取代。 在平行宇宙的存在下,第一假想定律仍然適用,在該平行宇宙未有時光機發明之前, 仍然不可能有時間迴路的聯結,否則已紀錄的歷史資訊一旦遭修改,仍然不符合時間迴路 永續存在與全有全無的原則,就算跨平行宇宙的時間迴路也是一樣。   筆者後記:以上似是而非的時空理論未必符合真實,請各位讀者當作小說閱讀即可,若無      法理解筆者的想法,那是正常現象。 -- 離離原上草,一歲一枯榮 ▃▄▄ 囧 ▄▄▃ ▃▄▄ 囧 ▄▄▃ 囧7788型轉向架 正妹追不到,恐龍一直生 ███ ███ ███ ███ 即將上市...  ● ● 優點:就算軌道被破壞,也不會脫軌 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 61.225.44.80
icywolf:對不起,我暈了...只好幫推簽名檔 04/10 00:15
※ 編輯: bestbsn 來自: 61.225.38.106 (04/10 07:07)
dearevan:看完之後覺得很棒...但是...頭好痛 04/10 19:34
seeso:推薦轉到想像板《image》 04/10 22:01
ilovene:暈車....... 04/10 22:24