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物理學家破解「祖父悖論」!時光旅行可能成真,但代價是…

一位物理學家聲稱可能解決了著名的「祖父悖論」,這項研究顯示,時光旅行或許不會被物理定律完全否定。不過,這項理論有個意想不到的轉折點⋯⋯

首先,什麼是祖父悖論?這個思想實驗相當直白:假設你搭乘時光機回到過去,殺害尚未生育子女的祖父。如此一來,你的父母就不會出生,自然也不會有你的存在——那麼當初又是誰回到過去殺害祖父呢?這個悖論長期被視為否定時光旅行可能性的關鍵論點。

正因如此,已故物理學家霍金曾提出「時序保護猜想」,認為宇宙可能存在某些尚未發現的物理定律,專門阻止時光旅行的發生。然而根據現有物理理論,回到過去其實並未被完全排除。愛因斯坦的相對論就預測了「封閉類時曲線」的可能性——當時空因超大質量黑洞等因素極度扭曲時,物體沿著這條曲線運動最終會回到起點。

範德堡大學物理學家洛倫佐·加瓦西諾在新論文中指出:「在封閉類時曲線的宇宙中,人們常認為可以『回到過去』。但若要確認這確實是時光旅行,我們必須先探討宏觀粒子系統完成這個迴圈時會發生什麼。」

關鍵在於熱力學第二定律。這個定律顯示時間具有方向性——系統的熵(混亂度)只會增加,就像打碎的雞蛋無法復原。加瓦西諾研究發現,當太空船沿封閉類時曲線運動時,熵會先增至最大值,接著開始逆向減少。他以不穩定粒子為例說明:「粒子會在旅程開始時衰變,但接近迴圈終點時,它又會自發性地重組回原始狀態。」

不過這裡有個重要限制:時光旅行者將完全遺忘旅程中的一切。加瓦西諾解釋:「任何在封閉類時曲線上形成的記憶,都會在迴圈結束前被龐加萊復現現象抹除。」也就是說,宇宙會自動維持自我一致性,讓時光旅行者回到初始狀態,就像祖父悖論中,宇宙會自動阻止矛盾情況發生。

「我的研究首次從既定物理定律嚴格推匯出這種自我一致性原則,」加瓦西諾表示,「特別是我運用標準量子力學框架證明,歷史的自我一致性其實是量子法則的自然結果。」但他強調,這並不代表封閉類時曲線確實存在,只是說明即使時光旅行可能,也不會像科幻作品描繪的那樣。

這項突破性研究已發表於《古典與量子重力》期刊,為時光旅行理論開啟了嶄新的思考方向。或許正如加瓦西諾所言:「大自然總比我們想像的更有創造力。」