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【深度好文】為了讓時間旅行成為可能,多世界理論使用量子糾纏

為了使時間旅行成為可能,“多世界理論”使用量子糾纏來規避祖父悖論帶來的隱性挑戰。

在世界的某個角落,一個十幾歲的女孩在閱讀《年輕女孩的日記》後哭泣,這是一本由歷史人物安妮·弗蘭克(Anne Frank)所寫的自傳,他死於第二次世界大戰的集中營。

現在,想象有一個十幾歲的女孩明天醒來,生活在一個第二次世界大戰從未發生過的世界中。因此,她昨晚沒有讀書,因此沒有理由難過!

如果有人帶著時光機回到過去,並在暴行開始之前殺死了阿道夫·希特勒,這可能是一個現實。至少,這是許多電影的情節。

時間旅行顯然是一個令人著迷的概念,它吸引了科學家、物理學家、哲學家和小說作家幾個世紀的想象力。但是,科學與自然甚至會允許它嗎?如果答案是肯定的,那麼改變歷史的程序真的那麼容易嗎?

時間是什麼?

傳統上,時間被理解為帶有雙箭頭的線——沒有定義起點或終點。沿著箭頭的長度,“現在”佔據了中間位置,而另兩個相對的側面則代表了“過去”和“未來”。 這將時間確立為一個不變的概念,並指出我們只能沿著時間前進。

物理學家阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)提出了一種不同的但被廣泛接受的時間理論。 根據他的“狹義相對論”,時間可以減慢或加速,具體取決於我們相對於某個恆星運動的速度。

上圖:今天你進入一個封閉的時間曲線意味著你可以回到昨天。

如何穿越時空

時間旅行顯然需要某種型別的時間機器。相對而言,及時前進是很容易的。我們將不得不以某種速度或比光速更快的速度行進。實現這一壯舉將確保我們透過數百萬年的時間。但是,要想回到過去,就必須扭曲時空,使其形成一個迴圈,稱為“閉合的類似時間的曲線”(CTC)。 從理論上講,CTC可以充當車站,您可以登上火車(時光機)並沿著軌道回到過去。

但是,理論上穿越時空會導致一個公認的問題,即“祖父悖論”。

什麼是祖父悖論?

悖論提出了一個前提,即所認為的解決方案是矛盾的。有點難以理解,所以讓我們分解一下。。。

如果我們要回到過去,我們最終將對它進行修改,對嗎? 這就是重點(即殺死希特勒)。但是,那是祖父悖論的障礙。顧名思義,這個情節圍繞著一個問題:“如果你回到過去並殺死他的祖父,當他是個小男孩時該怎麼辦?” 這就提出了一個關於時間旅行者存在的問題! 如果那個行徑阻止了刺客的出生,那麼過去的旅行者怎麼可能最終殺死某個人呢? 荒唐的,是的……但這仍然有意義,那就是祖父悖論。

這一直是圍繞著終結者電影《回到未來》和最近的《信條》(Tenet)製作的中心思想。

一個問題可能具有多個層次,但是解決方案可能會破壞其基礎,從而使整個問題陷入癱瘓。幸運的是,量子物理學(對亞原子粒子的研究)為透過量子糾纏解決這一悖論提供了一種方法。

什麼是量子糾纏?

假設您正準備進行狂看《大爆炸理論》課程劇集。您的膝上型電腦上有2個名為A和B的資料夾,但是您無法確定哪個資料夾包含下載的劇集。 如果不開啟資料夾,則存在其中一個資料夾的可能性均等。 因此,可以說兩個資料夾都處於糾纏狀態。 沒有外部探測,它們將繼續以這種狀態存在。 這在一定程度上解釋了量子糾纏理論,而薛定諤的貓實驗則準確地解釋了這一思想。

另一種方法是扔硬幣。當硬幣在空中時,前後側在當前時間軸上都平行存在,並且被認為是重疊的。硬幣的落下會導致波動函式崩潰,從而將一種可能性確定為現實,而所有其他可能性均不復存在。

解決方案:多世界理論

讓我們一起設想以下情形。 您已經從車站(CTC)乘坐了火車(時光機),然後駛向名為“我如何認識祖父的方式”的站點(過去的時間旅行)。 但是,隨著火車的行駛,您會遇到一條道口。這會將您的火車帶到一條平行的鐵路線上,進而將您帶到一個與所需目的地完全相同的地方。不僅如此,您想去的地方還有很多這樣的副本。這次旅行狂歡只有一個條件……您將永遠無法重複訪問任何一個複製品。您總是會遇到一個新問題。

多世界解釋法(MWI)提出了類似的解決方案,以反駁祖父悖論。

瞭解MWI理論的複雜性

這種悖論的漩渦世世代代吸引著偉大的思想家。直到1950年代,人們對這個問題的多年困擾才得以解決,似乎從哪裡都可以找到解決方案。美國物理學家休·埃弗裡特三世(Hugh Everett III)提出了“多世界解釋”,事實證明這是克服“祖父悖論”障礙的橋樑。這意味著存在許多不同的同時存在的世界,僅僅因為我們只能看到一個結果,並不意味著其他結果不存在。

最初,他使用變形蟲壽命中的一種情況來解釋他的理論。解釋說,從母變形蟲中得到的兩個子變形蟲將有相似的歷史,直到分離為止。一旦彼此分離,他們就會擁有自己的記憶和經驗,從而擴大彼此之間的差異。即使這樣,它們兩者同時存在,而不是交替存在。

追尋這一軌跡,物理學家戴維·德意志(David Deutsch)的“多世界理論和多元宇宙理論”為這一悖論提供了最傑出的理論解決方案。

這表明同時存在多個平行的時間和空間維度。他將多元宇宙定義為宇宙的疊加。一旦進行觀察,他們將分開並且在他們的過程中有所不同。僅僅因為觀察者無法目睹或在另一個世界中,並不能消除平行實體的存在。就像是一位持有扁平地球觀點的地球人:我看不見或感覺不到,所以我不會相信它。

MWI提供的解決方案如何改變祖父悖論的問題?

最後,我們可以使MWI理論與祖父悖論概述的情況保持一致。首先,旅行者過去的時光將重現歷史。 一旦時間旅行者在過去的時間軸中走出時光機,就會發生波動函式崩潰的現象。

最初,這兩種並存的歷史是相同的,但是祖父悖論的頒佈將把它們與不同的禮物區分開。在其中一箇中,祖父將被一臺來自時光機的人殺死。 而在另一個方面,沒有人到達,所以祖父生活將繼續進行下去,並繁衍生息。

判決:這是絕對的解決方案嗎?

重要的是要理解的是,從理論上講,這樣的問題和解決方案是可行的。在“現實世界”中,這些解釋可能受到考驗,但這可能還有很長的路要走。總會有人猜測時間旅行的實際應用,正如埃弗雷特在他的論文中所說,“我們必須放棄找到正確理論的所有希望……只是因為我們永遠無法獲得全部的經驗。”

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