时间和因果是一个骗局?

时间:2017-01-12 00:00:00   |    康美整形


利维坦按:在著名的“祖父悖论”中,如果我们返回到自己店过去,将自己的祖父杀死,那么我们的父母自然就会不再出现,进而就连自己的存在也消失了。这个悖论和命定悖论类似,围绕的是因果率。但如果时间旅行成真,为何一个人不能回到过去杀了自己的祖父?原因正如文中所说,因为他过去没有这么做(过去发生的无法改变)。

如果按照反因果的闭合时间曲线来看,地球的公转轨道在宇宙中一个近乎圆形的三维封闭曲线,每年都会转回同一个点,但时间却不一样。地球的世界线会在四维时空中循环(像弹簧的形状那样沿螺旋式轨迹延伸),正所谓在相同的地方,但却在不同的时间点。

文/James Gleick

译/眠眠

校对/兔子的凌波微步

我猜测,无论真实的或是想象中的任何现象,都不会比时间旅行更令人困惑,更复杂,更可能变成一场最终徒劳的哲学分析(它的一些可能的竞争者,比如决定论和自由意志之争,随着时间的推移,最终还是开始归于统一)。在经典教科书《哲学分析概论》(An Introduction to Philosophical Analysis)中,约翰·霍斯珀斯(John Hospers)处理了这个问题:“逻辑上而言,时空穿越是可行的吗?比如说,我们是否可以回到公元前3000年,帮助古埃及人建造金字塔?我们必须对此非常警惕。”

《时间机器》是英国著名小说家H.G.威尔斯在1895年发表的一部科幻小说。这本书也是威尔斯的第一部科幻小说。有评论家将这本书的出版年认定为“科幻小说诞生元年”。

显而易见的是,我们习惯性地使用与谈论空间相同的词来谈论时间,因为这很容易帮助我们想象。“事实上,H.G.威尔斯在《时间机器》(1895年)中就假想过它,每个读者都能从文中感受到同样的想象。”(其实霍斯珀斯误解了《时间机器》这本书:“1900年的某个人在机器上拉动一个杠杆,突然世界被穿越回许多世纪之前。”)霍斯珀斯这人其实挺搞笑的,而且与众不同,身为哲学家的他居然获得了一张美国总统的选票。但他第一次出版于1953年的教科书,在随后的40年里一直是业内标杆,甚至发布了4个版本。

不可能的机器:在威尔斯1895年的小说《时间机器》中,一位发明家穿越了80万年去到了未来。它在1960年被改编为电影。

对于这个复杂的问题,他的回答是:绝对不可能。威尔斯那本《时间机器》里的情节不仅现实里不可能实现,在逻辑上也是不可能的,而且它还是一个自相矛盾的概念。霍斯珀斯写下的四页密密麻麻的论文来证明了这一点。

“我们怎么可能同时出现在公元20世纪和公元前30世纪呢?这里已经是自相矛盾了......从逻辑上讲,人不可能既在一个世纪的某个时间点出现,又在另一个世纪的某个时间点出现。”你可能会停下思维进程并表示怀疑(然而霍斯珀斯并没有),在表达“同时”这个概念时,是否存在一个潜在的陷阱?毕竟,现在和过去其实是不同的时间概念,因此它们并不是同一时间段,也不处于同一时间点。要对这一点产生怀疑是很容易的。

然而,对于抱有时间旅行幻想的时空旅行者们来说,他们幸运地掌控着自己的时间。即便他们穿越到一个从宇宙宏观意义而言属于过去的时间点时,他们的时间依然可以保持前行。霍斯珀斯了解这个观点,但并不认同:“人们可以在空间中向后走,但是‘回到过去’到底是什么概念?”他反问道。

一个人只要活着,无论他做什么,不都会每天变老吗?“越活越年轻”难道不是一个与认知相矛盾的说法吗?除非它只表达象征性的意思,比如“亲爱的,你每天都变得更年轻了”,然而即便如此,被恭维的这个人就算看起来每天都变年轻了,然而实际上还不是每天在变老吗?

他并没有意识到,在斯科特·菲茨杰拉德(Scott Fitzgerald)的短篇故事中,男主角本杰明·巴顿(Benjamin Button)恰恰有着这样的经历: 70岁的本杰明,每天都会变得更年轻,直到变成婴儿忘记一切。然而菲茨杰拉德也得承认,从逻辑上来讲,这个故事不可能有后续。

时间对于霍斯珀斯而言,是很简单的一件事。想象一下,如果有一天你在20世纪,第二天你的时间机器就把你带回古埃及了。他继而反驳道:“这当中不是有矛盾吗? 1969年1月1日后的第二天是1969年1月2日,星期二之后是星期三(备注:“星期三”被定义为星期二之后的那一天)”等等。对此他有一个终极论点,这不啻于把时间旅行钉死在逻辑棺材之中的最后一颗钉子。金字塔是在你出生之前建成的,你没有参与建造过它,你甚至没有亲眼见过它。 “这是一个不可改变的事实,”霍斯珀斯补充道:“你不能改变过去,这是至关重要的一点:过去发生的事确确实实发生了,你不能使曾经发生的事情变得不存在。”我们仍然在浏览一本关于分析哲学的教科书,但你简直能听到作者的呼声:

那些国王的马匹和工人们所参与的劳作,不可能变成一场虚无,因为这从逻辑上而言就是不可能的。也许在逻辑上,你(对,就是字面意义上的你)如果能回到公元前3000年,那么就有可能参与金字塔的建造。但是你会面临如下的问题:当金字塔第一次被建造时你没有参与其中:因为你并不在那里,你还远远没有出生,在你来现场之前一切就已经结束了。

承认吧,你压根儿没参与过金字塔的建造。这是事实,但这也是一个逻辑上的事实吗?并非每个逻辑学家都认为这种三段论式的论述是正确的。有些事情不能被逻辑证明或反驳。从“时间”这个词算起,这些霍斯珀斯在论文中使用过的词汇,其实比他所理解的更加难以捉摸。最后,他公开承认,他正在证明的这些理论都只是假设而已。“具体的情况充满了各种矛盾,”他总结道,“当我们说‘我们可以想象它’时,我们只是说说而已,但事实上,甚至在逻辑意义上,并没有任何东西可以被词语描述。”

库尔特·哥德尔(1906-1978)

但身为本世纪最杰出的数理逻辑学家,库尔特·哥德尔(Kurt Gödel)并不赞同这一点。他的那些发现让他觉得,不能以这样的方式思考逻辑,这种思考方式存在一个悖论。

如果霍斯珀斯的逻辑断言听起来像这样 :“从1月1日出发,在逻辑上不可能去到除了同年的1月2日以外的任何一天” ;那么持不同观点的哥德尔的表达,听起来更像这样:

一个用矢量正交来表达的三维体系,如果说存在一个与其中某个矢量完全正交的三维参数系统,那么这个三维体系则势必成为了四维的,且这两者互为充分必要条件。

世界线:爱因斯坦将时间和空间合称为四维时空,粒子在四维时空中的运动轨迹即为世界线

他所说的,正是1949年爱因斯坦所提出的时空连续体(spacetime continuum)理论中的世界线。然而哥德尔早在18年前就出版了他最伟大的作品,当时身处维也纳的他只有25岁。在作品中,哥德尔发表了这样的观点:人们想要将所有的逻辑性和数学统一于一体,形成一个完整而连续的公理系统来判断正确与否。然而这个可能从数学证明的角度来讲已经破灭了。这也就是“哥德尔不完备定理”(Gödel’s incompleteness theorems),它建立在一个矛盾之上,给我们留下了一个更大的悖论。我们知道并且可以确定的是,我们从来没有获得过完全的确定性。

漫步时光:艾尔伯特·爱因斯坦(右)与库尔特·哥德尔在一起分享他们著名的漫步时光。在爱因斯坦70周岁生日那天,哥德尔给出了爱因斯坦一个计算结果,展示了时间循环理论符合相对论。

哥德尔所研究的,就是时间——“另一方面,那种神秘和自相矛盾似乎构成了我们自身和世界的存在基础。”在通过西伯利亚铁路逃离维也纳之后 ,他定居在普林斯顿大学定高等研究所,正是在那里,他和爱因斯坦强化了30年代初就已开始的友谊。他们从福尔德大厅(Fuld Hall)踱步到欧尔登农场(Olden Farm),同事们羡慕地见证了他们的传奇。在人生的最后几年,爱因斯坦提到他还会坚持去研究所的原因,就是因为能够和哥德尔同行聊天。

为什么他不能回到过去杀了他的祖父?因为他过去就没有这么做。

在1949年爱因斯坦70岁生日那天,哥德尔送给他一个令人惊讶的计算:他的广义相对论的场方程能够支持宇宙中的时间存在循环的可能性,或者更准确地说,宇宙中的一些世界线正在自我循环。它们可被称为“闭合时间样线(closed time-like lines)”,或者如今天的物理学家所说的,是一种闭合时间曲线(closed time-like curves,CTC)。它们就如同缺少上下坡的环形公路。时间线是由一组仅由时间分隔的点组成:在相同的地方,但却在不同的时间之中。闭合的时间曲线会循环回自身,这也因此违反了因果律的概念:事件的结果,同时也成了产生它们自身的原因(如此一来,整个宇宙本身将是循环往复的。虽然天文学家没有发现任何证据,但根据哥德尔的计算,一个CTC必须满足极大的数十亿光年,而人们很少提到这些细节)。

然而世人对CTC的关注与其重要性或可信性并不相称,斯蒂芬·霍金对此有一番解释:“在这个领域工作的科学家必须使用技术术语,如闭合时间曲线等等,这也就好比是时间旅行的密码。”即使对于一个有着病态羞涩感,以及边缘化偏执狂的奥地利逻辑学家而言,时间旅行也可谓性感。哥德尔只用了一些很简单朴素的英语,就将复杂而美妙的理论藏在了数学的精妙之中:

尤其是,如果P,Q是世界线上的任何两个点,并且P在该线上位于Q之前,则存在连接P和Q的时间线,满足Q在P之前;即,在这些世界中,理论上可能可以回到过去,或以其他方式影响过去。

值得注意的是,平行宇宙在物理学家和数学家的言论里已经很常见。“在这些平行世界里……”哥德尔就如此写道。当他在《现代物理学评论》上发表论文时,他的论文的标题是《爱因斯坦的重力场方程的解》(Solutions of Einstein’s Field Equations of Gravitation),每一个“解”都是一个可能的宇宙。“所有关于宇宙学的解,都涉及到永不湮灭的物质密度,”他写道,这意味着所有可能的宇宙都并非空无一物。“在这篇论文中,我提出了一个解”:这对于你来说是一个可能的宇宙。但这个可能的宇宙真的存在吗?我们真的生活在那个宇宙之中吗?

哥德尔是这么认为的。研究所里一位年轻的物理学家弗雷曼·戴森(Freeman Dyson)后来告诉我,多年后哥德尔可能会问他:“他们证明了我的理论吗?”如今会有物理学家告诉你:如果存在一个被证明不和任何物理学定理相矛盾的宇宙,那么是的,哥德尔的理论是正确的。这如同一个先验事件一般,说明时间旅行是可能的。

哥德尔的理论使得研究门槛变得很低。爱因斯坦对此更为谨慎。“是的,”他承认道,“宇宙学上这种引力方程的解......已经被哥德尔先生找到了。”但他轻描淡写地补充道,“这些解是否能在物理学上被证实,将是相当有趣的事。”换句话说,仅仅在数学上被证实并不代表正确。爱因斯坦的警告并没有减少哥德尔关于时间旅行中封闭时间曲线理论的粉丝,这其中包括大量的逻辑学家,哲学家和物理学家。他们想都没想,就上了哥德尔的船。

“假设我们的哥德尔粉丝,一位时空旅行者决定访问他自己的过去,并和年轻的自己谈话。”拉里·德维耶(Larry Dwyer)在1973年这样写道,他假设:

在t1时间点,人物T和年轻的自己谈话。

在t2时间点,T进入他的火箭,开始回到过去的旅程。

t1=1950;t2=1974

不仅仅是科幻故事作者,德维耶还是一位从事哲学研究的哲学写作者:与笔下那些惊人故事情节相去甚远的是,他还是位在国际期刊中发表分析传统哲学的作者。这些对于德维耶来说,就好做家庭作业一样:

科幻小说包含大量的故事情节,通常围绕某些操作着复杂的机械设备的主角,他们发现自己被传送到了过去。

除了阅读故事,他也正在从霍斯珀斯关于时间旅行不可能性的证明入手,阅读哲学文献。他认为霍斯珀斯只是有些困惑。莱茵巴赫(Reichenbach)也很困惑(汉斯·莱茵巴赫,《时间的方向》的作者),卡佩也是如此【米尔克·卡佩(Milič Čapek),《时间和相对论:成为理论的争论》的作者】。莱茵巴赫讨论了“自我遭遇”的可能性:“年轻的自己”遇到了“年老的自己”,“同样的事情发生第二次”,虽然它们可能是自相矛盾的,但并非不合逻辑。德维耶却不这么看:“正是这种说法,引起了文学中如此多的混乱。”卡佩正在绘制关于哥德尔世界线的图表。同样的事情,也在斯温伯恩(Swinburne)、怀特洛(Whitrow)、斯特恩(Stein)、戈罗维奇(Gorovitz)身上发生(有关戈罗维奇的问题,当然都是他自己导致的)。他认为甚至是哥德尔本人,都误解了他自己的理论。

根据德维耶的观点,他们都犯了同样的错误。他们想象一个时间旅行者可以改变过去,但这并不可能发生。 德维耶可以忍受由时间旅行面对的其他困难:例如反向因果关系(在其原因之前的效应)和实体乘法(时间旅行者和时间机器穿过的路径是它们的双倍)。但唯独这个无法忍受。“无论时间旅行可能带来什么,”他说,“它永远不可能改变过去。”以年老的T为例,他利用哥德尔式时空循环从1974年回到1950年,遇见年轻的T。

这次相遇,当然会在时间旅行者的心理历史中记录两次;年轻的T对他与自己相遇时的反应可能是恐惧,怀疑,喜悦等等。对于年老的T来说,却不一定能够回想起自己年轻时,面对一个自称是他自己的、年老的自我时的感觉。年老的T对年轻的T做了一些事情,但在他的记忆里,这些并没有发生在自己年轻的时候。这难道不是自相矛盾的吗?

所以,为什么T不能回到过去杀了他的祖父?因为他过去没有这么做。就是这么简单。

当然了,这并没有我们说的那么简单。

悖论带来真实:在某种意义上,时间旅行循环理论类似于一种空间悖论,就像艺术家奥斯卡·鲁特福德(Oscar Reutersvärd)的作品所显示的一样。

罗伯特·海因莱因(Robert Heinlein)在1939年创作了《鲍勃·威尔逊的多个分身》(multitude of Bob Wilsons),并在时间旅行的奥秘被发掘之前尝试以这个故事对此进行解读。这个出版于20年后的故事,重温了所有前辈们关于悖论的可能性讨论。故事以《你的所有僵尸》为标题,一位《花花公子》的杂志编辑将它改写成了一篇小说,并发表在科幻小说门类下。这是因为其中关于性的情节令他觉得有些重口(考虑到当时是1959年),这个故事有一个领先于时代的,关于变性的剧情,是一篇关于时空旅行的四重奏小说:主角是他(她)自己的母亲,父亲,儿子和女儿。标题也很引人入胜——《我知道自己来自哪里,但是你的僵尸来自哪里?》。

任何人都能写这个吗?当然。1973年,还是一位年轻的电视作家的大卫·格罗德(David Gerrold)曾为《星际迷航》(Star Trek)创作了一部短篇故事,并发表了他的第一部小说《一个折叠了自己的男人》(The Man Who Folded Himself),讲述了一个叫Daniel的大学生收到了一封来自神秘人物吉姆大叔的信,并按其要求完成指示。吉姆大叔敦促他记录一本日记,这是十分必要的,因为他的生活很快就变得复杂无比。随着故事的进行,主要角色像被拉开的手风琴一样不断扩展,包括Don,Diane,Danny,Donna,ultra-Don以及Aunt Jane等等,他们都是(如果你不知道的话)同一个人,就像是坐在一列闭环的过山车上。

相关的主题有很多变体版本,悖论的增加速度几乎和时间旅行者一样快,但当你仔细观察时,它们都是一样的。其实本质上只有一个悖论,披着不同的外衣以适应不同的语境。有时,它被称为拔靴带悖论(Bootstrap Paradox),这是来自于海因莱因的贡献。他笔下的鲍勃·威尔逊把自己的靴子落在了自己的未来。通常我们称之为本体论悖论(the Ontological Paradox),一个有关“成为什么”和“变成什么”的难题,又名“谁是你的爸爸?”。一切人和物体(例如怀表,笔记本)的存在,并没有所谓起源或原因。 《所有你的僵尸》里的简,同时也是她自己的母亲和父亲,因此我们很想知道她的基因究竟来自于哪里。再比如:在1935年,一位美国股票经纪人在柬埔寨丛林中,发现了被棕榈叶掩盖的威尔逊时间机器;他按下按钮,穿越到了1925年。在那里,这台机器正被抛光并藏身于棕榈叶之中。这就是它的生命周期:一个为期10年的闭合时间曲线。“但是,它究竟是打哪儿来的?”股票经纪人向一位黄袍僧人打听。这个智者仿佛教育笨蛋一样回答道:“从来就没有任何所谓‘最初’。”

在《终结者》(1984年)中,机器人杀手——终结者从未来的时空被派来杀死一个女人,以此阻止她生下那个会在未来领导反抗运动的领袖。

这里有一些关于因果循环的巧妙设定。你可以给布努埃尔(西班牙超现实电影导演)提供一个关于电影的绝妙主意。又比如说,一本教你如何制作时间机器的书,却是来自于未来。此处还可参照命定悖论(Predestination Paradox)加以理解。试图扭转什么,有时反倒顺着既定的发展路线推了一把。在《终结者》(1984年)中,机器人杀手——终结者(37岁的健美运动员阿诺德·施瓦辛格带着特有的奥地利口音饰演)从未来的时空被派来杀死一个女人,以此阻止她生下那个会在未来领导反抗运动的领袖。终结者任务失败,残留的躯体碎片却为创造他自己的人提供了基础技术支持。

在某种意义上讲,有关预言时间旅行的“命定悖论”已经诞生了几千年。拉伊俄斯(Laius)为了对抗他被谋杀的宿命,让俄狄浦斯(Oedipus)在旷野中死去,遗憾的是,他的计划失败了。有关自我应验预言(Self-fulfilling Prophecy)①的概念由来已久,尽管这个术语是最近才出现。这是由社会学家罗伯特·默顿在1949年描述了一个真实存在的现象:“一个被错误定义的事情,将引发一个新的行为,使原本假设的概念成真。”(例如,关于汽油短缺的警告将导致恐慌性购买,导致汽油真的出现短缺。)人们总是想知道他们是否能够逃避命运。只有如今,在这个谈论时间旅行的时代,我们才会询问我们是否能够改变过去。

所有的悖论与时间循环相关。它们都迫使我们转而思考因果关系:结果可以先于其原因吗?当然不可能。按照定义的话这很明显。“原因是指,导致另一件事的某件事……”大卫·休谟(David Hume)如是说。如果儿童接受了麻疹接种,然后癫痫发作,尽管我们无法知道接种是否导致了癫痫发作,但大家都知道的是,癫痫没有导致接种。

但我们并不擅长理解原因。亚里士多德是有史以来第一个试图分析有关权力分配的原因和结果的人。他创造了复杂的阶级,并造成了延续至今的混乱。他区分了四种不同类型的原因,这些原因可以被命名(因为相隔几千年,只能勉为其难地这么翻译)为动力因(the efficient)、形式因(the formal)、质料因(the material)和最终因(the final)。其中一些很难被认为是“原因”。雕塑的动力因是雕塑家,但质料因是大理石,两者都需要在雕塑被创造之前存在。最终因是创造它的目的:它的美丽。然而我们可以这样认为,如果按时间顺序考虑,最终因似乎姗姗来迟了。那么爆炸的原因又是什么?炸药?火花?银行抢劫?保险箱爆破?这种思路似乎更倾向于现代的诡辩术。(另一方面,一些专业人士发现,亚里士多德的词汇很可能是原始的,他们从不讨论因果关系,因而并不提及有关内在、超越、个性化,以及广度、混合原因、概率原因和因果链等等。)无论如何,我们得牢牢记住这一点:当我们进行仔细观察时,没有任何东西会有一个明确的、无可争辩的原因。

你会接受这样的说法吗:一块岩石形成的原因,是因为一个更早些的同一块岩石?

罗素:“我认为,因果关系法则就像哲学家们所渴望的那样,是一个过去时代的遗迹,就像君主立宪制,在不影响大局的情况下被错误地提出。”

“所有关于事实的论据,似乎都是建立在因果关系的基础上,”休谟说。但他发现,原因从来都很难被确定。太阳是岩石变暖的原因吗?侮辱是让一个人产生愤怒的原因吗?只有一件事是可以肯定的:“原因是指,导致另一件事的某件事”。如果一个结果并不一定只能从某个原因导致,那这个原因还会彻底吗?这些论点在哲学的历史行进过程中反复出现。尽管伯特兰·罗素试图在1913年彻底解决这个问题,并引入了现代科学。 “奇怪的是,在诸如引力天文学等先进科学中,‘原因’一词从来不会出现,”他写道,“时间对于哲学家而言就像程序,物理学停止寻找原因的原因是,事实上,从来就没有这样的存在。我认为,因果关系法则就像哲学家们所渴望的那样,是一个过去时代的遗迹,就像君主立宪制,在不影响大局的情况下被错误地提出。”

罗素所提到超越牛顿思想的科学观点,也即是一个世纪前拉普拉斯所描述的宇宙刚性:其中所有的存在,都锁定于一个充满物理定律的机械体系下。拉普拉斯谈到:过去是未来的原因,但如果整个机器在步调一致地运行,为什么我们应认为某个特定的齿轮或杠杆,比其他任何部分都更能体现因果律?我们可以认为马是马车运动的原因,但这只是偏见。不管喜欢与否,马也是完全被决定的。罗素和其他人都注意到,当物理学家用数学语言写下那些定律时,时间并没有内在的方向性。 “这些定律在过去和未来没有区别,”他写道,“未来‘决定’了过去,在同一意义上,过去也‘决定’未来。”

“但是,”我们总是被告知,“你不能改变过去,而你可以在一定程度上改变未来。”这个观点在我看来是基于因果关系的错误看法,因此我的目标就是纠正它。你不能让发生过的事情改变,如果你已经知道过去发生了什么,显然你最多只能在心中希望它有所不同。但是你同样也无法改变未来,如果你碰巧知道未来是什么样——例如,在日食即将来临的情况下,你希望它不要发生,就跟你希望过去已经发生的事情不要发生一样不可能。

尽管罗素这么说,科学家们却从来离不开因果律:吸烟会导致癌症,无论特定的香烟是否导致特定的癌症。空气中石油和煤炭的燃烧,会导致气候变化。单个基因中的突变,会导致苯丙酮尿症。燃尽的恒星的坍缩导致了超新星。休谟是对的:“关于事实问题的全部推理,似乎都建立在因果关系上。”因果关系无处不在,有些短,有些长,有些稳固,有些脆弱,它们缥缈无形,却交织在一起,无从逃避。它们都遵从一个方向:从过去到未来。

举个例子吧,1811年的某一天,在波西米亚西北部的特普利采镇(Teplice),一个名叫路德维希(译者注:指贝多芬)的男人在他的笔记里写下一个关于五线谱的说明。 2011年的一个晚上,一个名为瑞秋(Rachel)的女人在波士顿交响乐厅吹响了一支小号,并制造了可被测量的效果:房间内的空气产生了每秒444个周期的波长振动。谁又能否认,至少在一定程度上,那篇纸上的笔记就是造成了两个世纪后大气振动的原因?使用物理定律计算波希米亚分子对波士顿分子产生影响的路径,将是具有十足挑战性的,即使用上拉普拉斯那神话般的“可以理解所有力量的智力”也是如此。但我们可以看到一个完整的因果链,或者说,是信息链。

当罗素宣称因果关系只是一个属于过去时代的遗迹之后,他并没有就此罢手。哲学家和物理学家不仅继续在原因和结果上徘徊,他们还为彼此之间的混合增加了新的可能性。逆向变形(Retrocausation)现在成为了一个新课题:它也被称为“反因果关系”(backward causation)或“逆时因果关系”(retro-chronal causation)。一位杰出的英国逻辑学家、哲学家(兼科幻小说爱好者)迈克尔·杜米特(Michael Dummett)似乎已在他1954年的论文中讨论过这一分支理论—— “一个结果有可能先于它的原因吗?”以及10年后的不那么具备科学性的另一篇——“导致过去的东西”。在这一篇里,他提出了这样的一个问题:假设他从收音机里听到他儿子的船已经在大西洋沉没,如果他向上帝祈祷儿子能够成为幸存者之一,他会不会因为要求上帝撤消已经既成事实的某件事,而成为一种亵渎神灵?还是说,这个祷告在功能上等同于为他儿子的安全通行进行预先祈祷?

有什么东西能够激励现代哲学家,支持他们反对一切先例和传统,去思考结果先于原因的可能性?《斯坦福哲学百科全书》提供了这个答案:“时间旅行”。事实上,所有的时间旅行悖论,比如出生和谋杀,都来自反因果关系。结果可以反向撤消导致它们发生的原因:

反因果顺序是关于时间逻辑的一个主要争论点,暂时性的逆向因果关系是可能的,例如时间旅行。但这看起来是一种形而上的可能性:一名时间旅行者在时间点t1进入时间机器,从而导致了她在某个更早的时间t0离开时间机器。事实上,这似乎在名义上是可能的,因为哥德尔已经证明,爱因斯坦的场方程有允许循环路径的解。

但是时间旅行并不能彻底解决这个问题。 “其中可能存在各种各样的危险,”这本百科全书中警告说,“包括改变已成事实(导致过去产生变化),杀或不杀某人自己的祖先,或是导致因果循环的不一致……”勇敢的作家愿意冒这样的风险:菲利普·迪克在《逆时钟世界》中就倒转了时钟(如同它过去那样),马丁·阿米斯在《时间之箭》中也是如此。

我们似乎在一个循环里旅行。

来自新西兰的数学家兼宇宙学家——马特·维瑟(Matt Visser)在1994年的核物理学B(核物理学专门研究“理论的、现象的实验性高能物理、量子场论和统计系统”的分支)相关文章中写道:“近来虫洞物理学的复兴,导致了一个非常令人不安的现象。”显然,虫洞物理学的“复兴”是肯定的,虽然通过这些假想的隧道穿越时空仍然是一种纯粹的假设。但令人不安的观察现象是这样的:“如果存在可以穿过的虫洞,那么似乎很容易将这种虫洞转变为时间机器。”这不仅仅是令人不安的,这是令人极其不安的:“针对这种极其令人不安的事态,霍金发布了他的‘时序保护猜想’(chronology protection conjecture)。”

霍金,当然指的就是剑桥物理学家史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)了。他成为了世界上最著名的依然健在的科学家,一部分原因是他几十年来一直在跟神经元疾病导致的瘫痪进行斗争,另一部分原因是他向世人科普了宇宙学中那些最棘手的问题。难怪他也被时间旅行吸引。

“时序保护猜想”,是他在1991年为《物理评论D》期刊(Physical Review D)所撰写的论文标题。他解释了自己的写作动机:“有人认为,先进文明可能具有扭曲时空的技术,使闭合的时间曲线出现,允许穿越到过去的旅行。”那么是谁这样认为的呢?是一支由科幻小说作家组成的大军。当然,霍金也借鉴了加州理工学院的物理学家基普·索恩(Kip Thorne)的成果。索恩一直在和硕士生们一起研究“虫洞和时间机器”。

“人们可以想象一个先进的文明,将虫洞从量子泡沫中拖拽出来”

在某种意义上,“足够先进的文明”这个词成了一种比喻。比如:即使我们人类还无法做到,宇宙中会存在另一个足够先进的文明吗?这对于科幻作家和物理学家都是有用的。所以索恩、迈克·莫里斯(Mike Morris)和乌维·尤瑟夫(Ulvi Yurtsever)在1988年的《物理评论快报》(Physical Review Letters)中这样写道:“我们想知道,物理定律是否会允许任意先进的文明建构和维持星际旅行的虫洞的存在。” 因此26年后,索恩成为2014年的大制作电影《星际穿越》的执行制片人和科学顾问,也绝非偶然。“人们可以想象一个先进的文明,将虫洞从量子泡沫中拖拽出来,”他们在1988年的论文中总结出了这样一幅具有潜台词的画面,“一张将虫洞转换为时间机器的时空图表。”他们在考虑虫洞运动中的开口:一艘太空船可能进入一个开口,而从另一个开口出来时就来到了过去。他们在最后恰当地提出了一个矛盾,只是这一次,无关祖父的生死:

可不可以先通过测量,令薛定谔的猫在事件P时(因此“它的波函数”坍缩到“活”的状态)活着,然后通过虫洞在时间上倒退并杀死猫(将其波函数坍缩到“死”的状态),然后才到达事件P?

他们并没有给出这个问题的答案。

霍金接手了这个问题。他分析了虫洞物理学和各种悖论(类似“如果你能够改变历史”的逻辑问题)。他“通过对自由意志概念的一些修改”,考虑了回避悖论的可能性。然而,自由意志从来都不是一个令物理学家欢快的话题。霍金找到了一个更好的方法:他建议将此称为“时序保护猜想”。大量必须的计算之后,霍金相信:物理定律将保护历史免遭那些设想中的时间旅行者的祸害。尽管库尔特·哥德尔等人认为必须禁止封闭的时间曲线的出现。“看起来似乎有一个时序保护机构,”他如同科幻小说一般写道,“它阻止了封闭时间曲线的出现,这使得宇宙对于历史学家来说是安全的。”霍金用一种鼓动式的语气结束了文章——类似的方式从未在霍金的《物理评论》中见到。然而他拥有的并不只是一个理论,他有真正的“证据”:

依然存在强有力的实验证据支持推测,我们并没有被来自未来的旅行者入侵过。

霍金是那些知道时间旅行并不可行的物理学家之一,但他也知道这是一种饭后谈资。他指出我们都在进行时间旅行,只不过每一次一秒。他将黑洞描述为时间机器,提醒我们引力的作用减慢了本地时间的流逝。他经常讲述为时间旅行者准备聚会的故事,邀请函在聚会之后才被发出:“我坐了很长时间,但没有任何人前来。”

事实上,“时序保护猜想”在斯蒂芬霍金为其命名之前,就已经有人提出了。例如,雷·布拉德伯里(Ray Bradbury)在1952年关于时间旅行的恐龙猎人的故事中说道:“时间不允许那种让一个人见到他自己的混乱。当这样的场景可能出现时,时间就会出面制止,如同一架飞机击中了一个气囊。”请注意,时间在这里是有着拟人化的“代理人”的:时间不允许发生这样的事,时间出面制止。道格拉斯·亚当斯(Douglas Adams)提供了自己的观点:“悖论只是一种疤痕组织,时间和空间在它们周围自我愈合。至于人类,只会记得对他最有意义,最需要的那个事件版本。”

这也许有点儿神奇,毕竟科学家更倾向于信任物理定律。 哥德尔认为,一个强大的、毫无悖论的宇宙只是一个逻辑问题。“时间旅行是可能的,但没人能够杀死他过去的自我,”他在1972年告诉一位年轻的访客,“先验被极大地忽视了,而逻辑其实是非常强大的。“从某种意义而言,时序保护成为了基本规则的一部分,一个老生常谈的话题。在瑞夫卡·加尔琴(Rivka Galchen)2008年的小说《不同之地》(The Region of Unlikeness)中,她认为其中所采用的任何老桥段都是理所应当的:

科幻作家已经找到了类似的解决方案来解决祖父悖论:试图谋杀的孙子们不可避免地被一些东西所阻碍:错误的手枪,滑溜的香蕉皮,他们自己的良心等等——在他们即将完成这个不可能的任务之前,这些东西会成功阻碍他们对祖父的谋杀。

“不同之地”一词,取自于圣奥古斯丁(Augustine)所著《不同之地》(regione dissimilitudinis,忏悔录中的一篇)中的名句:“我觉得自己远离你,在完全不同的地区。”他并没有完全理解。他不是我们中的任何人,因为我们都受到时间和空间的约束。“我观察在你座下的万物,我以为它们既不是绝对的‘有’,也不是绝对的‘无’。”上帝是永恒的,记住这一点,但我们不是,这是值得属于我们的悲伤。

加尔琴的故事讲述了关于两个老人的一段友谊。又或许是两个哲学家?科学家?这定义有点模糊。他俩的关系并没有被很好地定义,读者会觉得她自己也有点不确定。他俩如同念谜语一般相互交谈:“哦,时间会告诉我们,”其中一个老人开口说道,“而且时间是属于我们的悲剧,我们必须努力褪去肉身,以便靠近上帝。”他们很快就从她的生活在消失了。她看到了讣闻,一个信封神秘地出现在她的邮箱,里面还放着图表,台球和一些写有方程的纸张。她想到了一个老笑话:“时间像一枚箭头一样飞翔,而水果像一只香蕉般飞翔。”然而一件事开始逐渐变得明了:这个故事中的每个人,对于时间旅行都知之甚多。命运的循环——与过去一样的悖论——开始浮现于阴影中。她解释了其中的一些设定:“与流行电影相反,穿越到过去的旅行没有改变未来,或者说,未来已经被改变了,又或者说,它远比这些更复杂。”命运似乎以温柔的方式牵引着她。有人能够逃避命运吗?看看在拉伊俄斯身上发生的事吧。她唯一可以说的是:“当然,支配我们世界运行的规律不同于我们的想象。”

注释:

①:自我应验预言,是指人们先入为主的判断,无论其正确与否,都将或多或少地影响到人们的行为,以至于这个判断最后真的实现了。举例来说,某人得知了自己不久将死于心脏病,因此他下定决心健身来避免这样的命运,然而也因为如此而让他过度疲劳,最终仍然躲不过致命的心脏病而死。

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