談到時間旅行或時空旅行時,人們總是對這個議題充滿了幻想,雖然人類要實現這個理想還有許多難題待解,但一些科學證明,時間悖論是有可能化解的。
曾幾何時,也許你我都曾嚮往過時間旅行,如果時光能倒流、回到某個可以改變自己決定的過去,那麼一些悔不當初的遺憾,也許就能避免它發生。
因此,像是《哆啦A夢》裡的時光機,還是《回到未來》(Back to the Future)世界的想像,亦或者《魔鬼終結者》(The Terminator)裡的經典末日故事;《穿越時空愛上你》(Kate & Leopold)的浪漫、《真愛每一天》(About Time)的幸福嚮往,還是《X戰警:未來昔日》(X-Men: Days of Future Past)的震撼,這些穿越時空的題材總是讓人百看不厭,而且歷久彌新。

不過,以現今的科學技術,以及狹義相對論和廣義相對論等證據,無論是朝向過去或邁向未來的旅行,基本上都沒有那麼容易實現,包含最經典的「祖父悖論」:若有人回到父親出生前的過去,並殺了自己的祖父,會發生什麼事?如果成功且現在的我不存在了,那是誰回到了過去殺了祖父?
不過,也許這個懷疑,有了可能的解方。
祖父悖論也許有了它能夠解釋的原因和理由

范登堡大學(Vanderbilt University)物理學家羅倫佐加瓦西諾(Lorenzo Gavassino),日前在《IOP Science》期刊上發表研究,證明即便人們能真的回到過去,基於物理定律,任何所做的改變可能都無法真正持久。
研究中舉例,假設你搭著時光機穿越時空,試圖回到2019年底,在新冠肺炎開始流行之前,不要讓零號病人接觸到病毒,這樣疫情大流行就不會發生,但如果疫情沒有發生,未來的你就不會有動力回到過去阻止病毒。
這是一種悖論,一個常見的矛盾之處,傳統上認為,任何會導致悖論的穿越時空行為都是不可能的。
不過,科學家提出了新的解釋,以冠狀病毒零號病人為例,就算回到過去能發生,你可能會成功阻止零號病人被感染,但這樣做的你可能自己會感染病毒,成為零號病人,或者其他人也會成為零號病人。
因為無論你做什麼決定、任何能改變未來的動作,這些突發的事件都會圍繞著你重新調整,代表無論你如何努力製造悖論,事件總是會自我調整,以避免任何不一致的狀況在未來發生。
無論回到過去改變什麼,該發生的也許就是會發生

這些悖論之所以能夠被解釋,有3個關鍵的因素。
第1個關鍵是「熵」。這是一種測量在動力學方面,不能做功的能量總數,也就是當總體的熵增加,其作功能力也下降,熵的量度是能量退化的指標。熵亦被用於計算一個系統中的失序現象,也就是計算該系統混亂的程度。
隨著時間的推移,事物分解,熵增加,並且只會增加。例如,如果你有一個花瓶,你把它打碎了,它現在就變成了各種小碎片,它的熵增加了,即使你把所有的小碎片黏在一起,它實際上也沒有重新變成一個單一的物體,無論你多麼努力,你都無法阻止混亂的加劇。
由於這一事實的不變性,許多物理學家實際上認為,熵的增加決定了時間移動的方向,而不是時間決定了熵的增加。研究指出,熵的增加,是唯一使我們能夠從根本上區分過去和未來的物理定律。
所以無論你改變什麼,該發生的就是會發生。

第2個核心概念是「封閉時間曲線」。封閉時間曲線最早源自愛因斯坦的廣義相對論,這個概念來自於,假設旋轉的重力井能夠扭曲並拖曳時空,使其隨著重力井的運動而變形。
像黑洞這樣的天體周圍,引力會對時空造成奇特的影響;如果引力能夠將時空拉向極端,那麼旋轉中的重力井最終就可能讓時間呈現循環流動的狀態。
這種循環就形成了所謂的封閉時間曲線,理論上,沿著這條曲線可以回到過去。畢竟,如果時間本身是一個圓圈,你只要不斷向未來前進,最終也會繞回原點,回到過去的起點。
不過,時間曲線的運作方式並不像單純的連續環形,更接近於由兩個半圓組成,一個半圓從時間曲線上熵最小的點開始,另一個半圓則以熵最大的點作為終點。
時間旅行依然只是理論,還有很多問題待解

第3個核心概念是「量子力學」。雖然我們在日常生活中可能不太容易直接感受到它,但事實上,我們所處的宇宙是由量子規律主宰的。
在量子領域中,有個叫做「自洽性原理」(self-consistent field method)的概念。研究顯示,「宇宙中唯一真正能發生的歷史,是所有事件彼此一致且自洽的歷史。」
科學家認為,這個原理基本上保證了,即使在時間旅行的冒險中,對過去所做的任何改變都無法「永久改寫」歷史。這樣一來,兩個半圓構成的封閉時間曲線就能在不違反熵增原則的情況下運作,同時也避免了幾乎所有可能出現的時間悖論。
簡單來說,就是你不可能真的「殺死你的祖父」。因為你的存在本身就證明了祖父必然活了下來;即使你試圖這麼做,結果也會以某種方式讓事情回歸到「你仍然會出生」的狀態。

不過,人類想要達到真正的時間旅行,實現的可能性目前還非常非常的低,像是如果能打造出接近於光速、或超過光速的飛船繞宇宙一圈,回到地球後,也許會發現地球已經過了數年,但人們根本還不可能打造這樣的工具。
而若是要回到過去,在技術和物理理解上都還遙不可及,也幾乎是不可能實現。而就算真的能回到過去,除了上述提到的自洽性原理之外,還有蝴蝶效應的問題。
即使能改變一點點過去,也可能意外引發一連串巨大的不可預測後果。就像「蝴蝶效應」(Butterfly effect)那樣,改變看似微不足道的一件小事,卻可能讓世界變得完全不同,甚至帶來更大的悲劇。
不過,時間旅行的議題也正因為充滿矛盾和想像空間,才這麼讓人著迷。
