霍金和他的时序保护猜想

新西兰数学家和宇宙学家马特·维瑟，1994年在《核物理学B》（核物理学专门致力研究理论上的、现象学的、实验性的高能物理学、量子场论和统计系统的分支）上发表文章写道：“最近虫洞物理学的复兴，已经导致了一个非常令人不安的观察结果。很显然，虽然这些假想中的穿越时空的隧道迄今仍然只是一种完全的假設，但是虫洞物理学的‘复兴已经是确定无疑的事情了。而令人不安的观察结果是：‘如果这种可以穿越的虫洞真的存在，那么将此类虫洞转化为时间机器似乎是相当容易的事。这不仅仅令人不安。这是极其令人不安的。而正是这种令人极其不安的事态，引导霍金发布了他的时序保护猜想。”

霍金，当然指的是剑桥大学物理学家斯蒂芬·霍金，他是当代最著名的科学家之一。霍金之所以闻名于世，虽然有部分原因是几十年来他一直在与一种残酷的、导致瘫痪的运动神经元疾病做斗争，但更重要的原因在于他在向大众普及宇宙学中最棘手的问题上的天分。因此，他被时间旅行吸引也就不足为奇了。

“时序保护猜想”是他在1991年为《物理学评论》撰写的一篇论文的标题。他在解释自己写这篇论文的动机时，说：“有人提出，先进文明可能已经拥有了扭曲时空的技术，从而使封闭式类时间曲线的出现成为可能。而封闭式类时间曲线的出现，使得人们可以开启回到过去的旅程。”那么，这一观点是谁提出来的呢？当然是一大批科幻小说作家，但是霍金也引用了加州理工学院的物理学家基普·索恩（又是一位惠勒学派的门徒）的研究成果。（译者注：惠勒指约翰·阿

奇博尔德·惠勒，美国著名物理学家、物理学思想家和物理学教育家。在“二战”期间参与了“曼哈顿”计划，于1967年的一次会议中提出了“黑洞”一词，以取代从前的“引力完全坍缩的星球”。此外，“虫洞”一词亦由惠勒提出。他被誉为哥本哈根学派最后一位大师。）基普·索恩和他的研究生一直致力“虫洞和时间机器”的研究。

从某些方面来看，“足够先进的文明”这个短语已经变成了一种比喻。比如：即便我们人类无法做到，那么会不会有一个足够先进的文明可以做到呢？这一点不仅对科幻作家来说是有用的，对物理学家来说一样有用。所以，索恩、迈克·莫里斯和乌尔维·尤尔特塞韦尔，于1988年在《物理评论快报》上写道：“我们开始追问，物理定律是否允许一个肆意的先进文明，构建并维持一个用于星际旅行的虫洞。”（由此看来，索恩能够在26年后成为2014年的大制作电影《星际穿越》的执行制片人和科学顾问并非巧合。）“人们可以想象，一个先进的文明将虫洞从量子泡沫中拉出来。”他们在1988年的论文中写道。他们还为论文配了一幅插图，并为这幅图做了“将虫洞转换成时间机器的时空图”的说明。他们设想的虫洞有动态的开口：太空船可以由一个开口进入虫洞，而从另一个开口于过去的开口退出虫洞，从而回到过去。他们不失时机地摆出了一个悖论，并以此作为结论，只是这一次不再是关于能否回到过去杀死祖父的问题了：

一个高度先进的生物是否能够做到在事件P时测量薛定谔的猫为“活”的状态（借此将其“波函数塌陷”到“活”的状态），然后通过虫洞在时间上后退，在到达事件P 之前杀死薛定谔的猫（将其波函数塌陷到“死“的状态上）？

他们提出了这个问题，但又将其弃之一旁，没有作答。

霍金则在此时跟进而来。他分析了虫洞物理学，同时也分析了各种悖论（如果你能够改变历史带来的各种各样的逻辑问题），并通过对自由意志概念进行一些修改，考虑了回避这些悖论的可能性。当然，自由意志对一位物理学家来说，就不是一个令人愉快的话题，但霍金看出了一个更好的方法，并建议将这种方法称为“时序保护猜想”。此举需要大量的计算，而在这些计算完成之后，霍金信心十足地得出结论：物理定律将保护历史，使其免受那些设想中的时间旅行者的破坏。尽管库尔特·哥德尔已经证明了封闭式类时间曲线存在的可能性，但物理学家必须禁止封闭式类时间曲线的出现。“冥冥之中好像存在一个时序保护机构，”霍金用科幻小说般的语气写道，“阻止了封闭式类时间曲线的出现，从而使得宇宙对历史学家来说是安全的。”霍金以这种华丽的辞藻结束了他的论文——这是个小花招，可以保证霍金的稿件被《物理学评论》采纳。然而霍金拥有的不仅是一个理论，他有“真凭实据”——强有力的实验证据。当然，现实也支持这一推测，那就是我们从来也没有被成群结队的未来游客入侵过。

有些物理学家认为时间旅行是不可能的，但他们同时也认为谈论时间旅行是一件很有趣的事，霍金就是他们中的一员。霍金指出，其实我们都是在时间中旅行的，只不过每次1秒。他将黑洞描述为时间机器，以此提醒我们万有引力减慢了当地时间的流逝。他经常讲述他为时间旅行者举办聚会的故事：邀请函只有在聚会这一事实发生之后才被发出，其内容是：“我坐在这里很长时间了，但没有任何人前来与我聚会。”

事实上，“时序保护猜想”在斯蒂芬·霍金为其命名之前很久就已经开始传播了。例如，雷·布莱伯利在其1952年出版的一部关于时间旅行的故事中， 对此的表述是：“时间不允许一个人与他在不同时间里的自己会面这类混乱状态的出现。当此类场景有出现的可能时，时间就会产生畸变，从而避开此类场景的出现。就像是一架撞上了气阱的飞机。请注意，时间在这里有了‘代办机构，这个‘代办机构会照章办事。”对此，道格拉斯·亚当斯提出了自己的看法：“悖论只不过是一种疤痕组织。时间和空间在悖论周围自我愈合，而人们只记得那些事件的一个版

本。对人们来说，这个版本更具人们需要它具有的意义。”

这一切似乎有点神奇，科学家更倾向于信任物理定律。哥德尔认为，一个强大的、无悖论的宇宙只不过是一个逻辑问题。“时间旅行是可能的，但没有人能够设法做到杀死过去的自己，”他在1972年告诉一名年轻的访客，“先验被大大地忽视了。逻辑则是非常强大的。”从某些方面看，时序保护变成了基本规则的一部分，甚至变成了一个老生常谈的话题。丽芙卡·戈臣在她2008年出版《不似之地》中，将所有这些老桥段都看作是理所当然的。

科幻作家也已经找到了类似的解决方案，以解决“祖父悖论”：那些来势汹汹、想要取祖父性命的孙子们，将不可避免地被一些东西，比如坏掉的手枪、滑溜的香蕉皮以及自己的良心发现，在那些不可能的事情即将成为现实之前，阻止其发生。

有一件事正逐渐变得清晰：这类故事中的每一个人对于时间旅行都知道很多，一个宿命的循环——一个一如既往的悖论——开始从阴影中浮现，一些规则也已经得到解释：“与流行电影相反，穿越回到过去的旅行并没有改变未来，或者是未来已经改变，又或者是……事实要比这复杂得多得多。”命运似乎以一种温柔的方式牵着她。有谁可以逃避命运呢？看看发生在拉伊俄斯身

上的事吧。（译者注：拉伊俄斯，希腊神话中的底比斯国王，他希望打破自己被儿子刺杀的预言，于是将还是婴儿的俄狄浦斯扔在旷野中任其死去。但是，他的计划未能阻止这一切的发生。）他能说的仅仅是：“毫无疑问，我们的世界运行遵从的规律，与我们的想象大相径庭。