时间旅行发生了吗？.docx

1时间旅行发生了吗杨卉摘要自狭义相对论发表以来时间旅行一度成为哲学和物理学的热门话题通常的讨论集中在时间旅行是否可能上或期望通过时间旅行探讨其他重要的哲学问题本文主要讨论的问题是即使时间旅行是可能的它能被证实吗如何被证实换言之我们如何知道时间旅行的确发生了关键词时间旅行时间旅行者思想试验中图分类号文献标识码文章编号作者简介杨卉广州中山大学哲学系博士生一时间旅行是什么意思时间旅行的故事很多而且充满了幻想成分对它的表述包括发生方式具体表现等等在各个故事之间又不尽相同但当提到时间旅行的时候一定包含对正常时间秩序的违背人们大概知道什么样的情况可以算做时间旅行例如坐飞机到达另外一个时区等情况就不是尽管如此要为时间旅行下定义仍然是困难的毕竟迄今为止它还不是一个科学事实关于时间旅行最广为人知的定义当属大卫刘易斯在2年所给出的他认为旅行者的出发和到达是两个事件当且仅当这两个事件之间有两个不等量的时间间隔时时间旅行才发生刘易斯还区别了这两个不等量的时间间隔一为时间旅行者的个人时间二为外部时间需要注意的是这里所说的个人时间不等于主观时间人们为了说明爱因斯坦的狭义相对论通常以我坐在美女旁边感觉时光飞逝夏天坐在炉火旁觉得度日如年为例但这类例子多是不适当的因为它们使用了心理上的主观时间来说明时间的相对性而狭义相对论所说的时间的相对性恰恰不是主观的如果有一种药吃了能让人的主观时间感延长许多倍一个小时就相当于一天这也不能算是时间旅行时间旅行者的个人时间是可以客观计量的不是旅行者觉得自己旅行了多久而是如果他有一块精准的手表他将知道自己旅行了多久本文且把刘易斯的定义称为整理如下设时间旅行者的出发为事件且发生的外部时间为对来说的个人时间为其到达为事件发生的外部时间为对来说的个人时间为当且仅当时时间旅行发生根据我们能排除许多伪时间旅行的案例例如通过冷冻技术进入休眠状态直到遥远的将来再醒来等但对于还需要一些补充说明使它能够完整地表述日常语言甚至能在形而上学讨论中涉及到时间旅行案例3时间旅行必须有至少一个旅行者并且能否实际到达目的时间也是时间旅行是否发生的决定性因素为了说明时间旅行者能否回到过去而完全不改变过去有这样一个思想实验通过一台高科技仪器人们能够看到过去的一切甚至有种完全临境的感受但与过去的事物之间不发生任何因果关系但是即使能够看到甚至感受到的就是真实的过去而不是依照历史复原的过去这种情况也不能算是真正的时间旅行尽管上述案例也可以说有时间差旅行者可能瞬间感觉到自己置身于几百年以前但却不是真正的时间旅行者如果把关于旅行者的全部生理信息扫描记录下来再通过某种方式发送到过去未来并在过去未来重组另一个完全一样的严格来说这种情况也不能算时间旅行容易引发争议的是如果构成旅行者的粒子被完全分解同时将这些粒子通过某种微细的时空孔道送回过去再重组为这种情况是否算时间旅行在这种情况下争论的关键或许在于分解又重组后的是否还是原来的这个问题在我们通常的对人格同一性的探讨中也会涉及在这里是否时间旅行并不是重点可以暂时放过一边综上所述通常人们说的时间旅行要求有一个旅行者并且这同一个旅行者能够实质上到达目的时间另外时间旅行的概念还隐含了另一层意思必须是在同一个世界内部的旅行才算数比如说时间旅行者走出他的时间机器放眼四望他果然和设定的一样来到了二十年前一切都和他记忆中完全一样他还看到一个年轻人貌似是年前的自己只是4到达的目的地并非他所在的世界的二十年前而是与之完全一样的平行世界的二十年前他看到的年轻人也不是自己而是完全一样的只要能力所及可以任意改变中的状态甚至杀掉因为这里没有改变过去的矛盾对于来说只是一个毫无关系的天外来客至多和变得不再完全一样但这没有任何意义二时间旅行并未被证明为不可能年月日物理学家霍金举办了一次举世闻名的宴会专门招待时间旅行者主人很热情香槟和美味都不缺唯独缺了来宾霍金直等到宴会时间结束以后才通过媒体郑重地发布了宴会的请柬公布已然结束了的宴会时间和地点并将宴会的录像上传到互联网以此表明面向过去时间旅行是不可能的可是没有时间旅行者按时出席宴会的事实并不能得出时间旅行必然不可能的结论理由可以是多种多样的例如时间旅行虽然可能但只能基于宇宙中偶然生成的虫洞旅行者自身不能决定旅行的目的时间和地点又或者这个实验本身需要改变过去因为霍金在得到无人参加宴会的结论之后才发布请柬如果有时间旅行者返回当时当地历史将被改变因此无人出席等等尽管霍金对正向的时间旅行充满信心但他同时深信反向时间旅行是不可能的他提出了一个悖论如果科学家能够随心所欲制造虫洞返回任何他想返回的时间地点那么他返回一刻钟之前开枪杀死自己就会制造宇宙中不允许存在的悖论5在哲学上我们通常称这类悖论为外祖父悖论曾有很多哲学家撰文解决这个悖论著名的包括刘易斯恩曼等他们的总论证思路大致是既然自然中不允许存在矛盾那么如果时间旅行是可能的宇宙中自会有某种避免矛盾发生的限制例如在科学家准备开枪杀死过去的自己或自己的祖父时被香蕉皮滑倒了或者子弹卡住了等等总归会有这样那样的问题发生导致自杀杀人的企图不能成功从而避免矛盾这看起来很像诡辩其核心的观念是如果向过去的时间旅行是可能的而矛盾的产生只是逻辑上可能的并不代表它必然会成为现实那么这两者是有差别的试想一个小心避免改变过去以免发生后果未知的意外的科学家回到过去抑或一个疯狂的科学家冒着不知道会发生什么的危险向过去的自己开枪后者发生的概率难道会更大吗另外如果向一瓶可乐开枪不可能既打中又没打中因为这是逻辑矛盾的而大自然不允许逻辑矛盾这与外祖父悖论的情况又有什么不同大自然不允许逻辑矛盾外祖父悖论也就同样不可能发生反向时间旅行的反对者还提出了许多其他悖论如逆因果以及自生信息等不过其支持者也进行了相应的有效反驳本文的重点不在于讨论这些悖论只是说明反向时间旅行的可能性至今仍未被否定并且在闵氏空时或虫洞等物理学前提下越来越多的科学家开始严肃考虑它如何可能实现既然如此不妨设想一下即使时间旅行在科学上是可能的它的成功能被检验吗它在什么条件下能被检验6三如何知道时间旅行发生了对于时间旅行与霍金的宴会相关的还有一个有趣的疑问如果时间旅行在逻辑上是可能的并且在物理上又是可以实现的那么从今天此刻开始算起以后一旦有反向时间旅行发生不论它的起点是在多遥远的未来只要它的目的地是今天此刻的过去它就一定已经到达终点了尽管它可能仍未曾开始举例来说公元年一个小型时光机把一枚高科技精制的水晶头骨送回玛雅人的时代并抛送到某一玛雅文明的旧址中让它被尘土和植物掩埋这个时间旅行如果发生了那么旅行的主角那枚水晶头骨假设到今天仍未被人发掘的话它已经在那个遗址中静静地埋藏几千年了虽然它的时间旅行要等到遥远的年才开始而它的诞生或许也并不比年早多少如果反向时间旅行是可能的这个例子就是一个合理的推论这类推论还会引发一种宿命论的质疑是否一切都是注定的例如如果来自的水晶头骨已经在玛雅遗址则它参与的时间旅行必然将要发生未来的人没有决定是否将它送回古代玛雅地区的自由这个问题可以暂时放在一边因为即使在正常状态的世界中是否有自由意志也还是一个悬而未决的问题另外除了在时间轴上结果排列在原因前面之外它与正常时间秩序中的因果决定论也没有太大的差别更何况如果事实如此那我们也只好接受那么如果时间旅行可以真正实现即使在未来成千上万年之后才能实现也好为何到目前为止仍没有一例记录在案的时间旅行案7例试想一下如果时间旅行的技术得到普及人们走到有关部门签个证再买上一张印着公元的票那么大街上应该随处可以碰到这些未来来客才对当然对这件事也有各种解释首先或许是因为我们这个时代包括我们之前的时代对于未来的人来说都太平淡无奇了因为在我们之后直至时间旅行得以实现的那个时代这之间还会发生许多波澜壮阔的事件以至于没有人想要回到我们这个时代以及之前的许多时代还有一种解释是未来的时间旅行技术受到某种限制该限制可能是理论的或是现实的以至于旅行者们无法向过去行进太远由于这种限制以及时间旅行实现的年代距离现在很遥远所以那些旅行者无法回到这个时代或是更早又或者反向的时间旅行已经发生了却至今仍无人知道在截止目前的人类历史中的确有来自未来的旅行者出现只是我们无法确切地知道有人说这就已经不是一个形而上学问题而是认识论问题了但是不论如何这并不影响我们对它进行讨论实际上这也是关于时间旅行可能性的悖论之一尽管已经有了关于它的各种解释有的比较牵强有的似乎有些道理但是我们如何确定时间旅行最终发生了呢面对一个水晶头骨或某个物件我们凭什么能知道它是时间旅行者当然我们可以做个碳十四测试或类似的考古检测看看它的年纪但是这里测试的是它的个人时间并不能代表它的个人时间与外部时间的关系也无法说明它是否经历了时间旅行如果说我们检测出一个东西它的历史悠久甚至比已知的地球存在的年龄还老呢这时我们首先会倾向于认为地球的年龄8比已知的更老我们以前关于地球存在时间的学说是错误的同理如果人们突然发现一个高科技产物它所包含的技术含量远远超过人类当前已有知识的边界那么或许它来自未来又或许是外星球高智慧生命向地球发送的信号但到底来自哪里仍然无法确定在一文中集中探讨过这个问题如何说服休谟式的怀疑论者使其相信某人的时间旅行者身份他指出有些反实在论者认为当且仅当有人可以断言时才是可能的如此时间旅行满足下列条件的表述时才成为可能逻辑一致明晰没有乞词倾向并且对于所发生的现象时间旅行是最好的解释认为没有任何情况能同时满足上述条件时间旅行最终是无法证实的不过在得出这个结论的过程中是站在休谟主义的怀疑立场上来挑战时间旅行的如果是这样那么无法证实的事情或许还有很多在那里证实时间旅行的唯一途径是能够无矛盾清晰完整地表述出关于一次时间旅行的全部主观感受及时间旅行发生的科学原理接着用最佳解释证明法说服旅行和自己和他人时间旅行的确发生了在此让我们做一些新的尝试一论点一时间旅行需要一个旅行者在反向时间旅行中如果设定的目的地比旅行者开始存在的时间要晚那么它可能会遇到过去的自己9正向时间旅行也可同理类推这里第一个论点是只有当时间旅行者在旅程的终点遇到过去或未来的同一个自己才可能首次确定时间旅行成功的发生了当且仅当不处于相同个人时间点上的同一个旅行者共同呈现在同一个外部时间中才能首次确认时间旅行的发生在时间旅行的事实未经证实以前亦即在首次时间旅行被确证以前除了时间旅行者本人没有任何其他人能够从外部证明时间旅行的确证要求时间旅行者遇到自己并认出自己论点一看起来太牵强了虽然听起来有些道理但未必能够成立下面笔者将进行更为细致的考察有人会说这种情况也是可能的时间旅行如果发生了它就会有一个物理过程至少在我们这种定义下是那么在这个物理过程中或许时间旅行者会沾染上什么独特的只有在时空的某种缝隙中才存在的宇宙粒子或在时间旅行过程中旅行者会有特殊的感觉例如看到奇异的光波感觉到失重等等类似的情况可以想到很多并且在现实中极可能就是这样但这些都是时间旅行的经验所有这些都必须在时间旅行的实际操作中被发现并得以检验否则永远都是些假说也就是说时间旅行必须是已经实现的这包括三个方面一它在理论上是可以实现的二该理论在技术上也是可行的三它的成功已经得到了证实在这个基础上才能观测在时间旅行的过程中会发生哪些异常现象于是问题又回来了上述第三点是如何可能的时间旅行成功发生了吗10尽管如此论点一能否站得住脚还需要进一步的仔细考察下面的思想实验就是针对前提的反驳思想实验一假设在公元年物理学家志明在只有他自己知道的密室制造了一台时光机他亲自做初次试验设定的到达时间是公元年他在密室中放置了一台极其精密的计时器时光机舱内也有一台到达目的地后他看到舱内的计时器显示分钟这期间他一直保持着清醒走出舱门看到密室依旧封闭密室中的计时器显示年时间旅行的主角是志明这次旅行他的个人时间与外部时间显然不相等这说明此次时间旅行试验的成功无须找到年的志明就能证明这件事另外如果上述向未来的时间旅行真的发生了我们能否找到年的志明甚至年的志明是什么意思这都是值得怀疑的如果在第一次向年的时间旅行完成之后志明选择不再进行第二次时间旅行又或者向过去的时间旅行是不可能的总之因为种种原因志明没有回到年甚至年之前的任何时刻而是在到达年以后继续正常的生活只是比他所有的同学都年轻岁外部时间的年旅程开始时到年旅程结束时之间在正常时间秩序的世界中没有志明年之后也只有一个志明位于同一个时空坐标点上这种情况下论点一就无法成立11由于时间的方向性正向与反向的时间旅行并非完全对称部分哲学家和物理学家认为只有正向的时间旅行是无矛盾的甚至在物理上有可能实现而反向的时间旅行则不行如果做正向的时间旅行即使目的地是不远的未来能否见到未来的自己仍是个未知数这就要求我们区别对待两个方向上的时间旅行二论点二让我们修正论点一为如下的论点二只有当时间旅行者在目的地遇到过去的同一个自己才可能首次确定反向的时间旅行成功的发生了撇开正向的时间旅行不谈论点二是否能成立呢思想实验二如果有一天科学家认为反向的时间旅行是高度可行的并计划通过实验证实这一点他们建造了一个封闭的密室密室中有一个能在一小时内向四周无间断地发射特殊射线的发射器并在当天的中午十二点启动发射两年以后他们再将一个封闭的时间机器送回两年前那天中午十二点到下午一点之间时间机器一旦到达目的地舱门就会打开露出里面放着的黑色接收板该接收板一旦感应到发射器发出的特殊射线就会变成红色且释放一定热量触发已设定好的时间机器的机关此后令舱门关闭并返回两年后的未来两年以后的科学家们只要等待时间机器返回并检验舱内的接收板是否变红就可以确认反向时间旅行是否发生了既然如此也就无须时间旅行者遇到同一个自己论点二是完全12多余的上述思想实验二的反驳看上去很有道理即如果反向的时间旅行技术能够实现其它的实验设计也不会有任何技术上的困难但是这个思想实验的设计本身是否也是多余的呢不论何时一旦反向的时间旅行技术被掌握科学家们无需等待只要做如下决定即不论花多少时间一旦按照该技术造出时间机器马上将之送回此时此地再张大眼睛看看眼前是否有时间机器出现立即就可以知道他们掌握的时间旅行技术是否可行这也是霍金否定反向时间旅行所采取的策略与思想实验二并无实质上不同但却让人感到相当奇怪这岂不是等于说在任何时候只要掌握了有关反向时间旅行的知识就同时会有一台时间机器出现在面前吗否则这个知识就是错的再向前推一步只要有一个人立志研究向过去的时间旅行并决定一旦成功必然将时间机器送回他立志研究的那一刻于是只要有人立下这个志愿立刻就能够检验自己是否会取得成功了到这里这类思想实验变得越来越奇怪我们又回到了本文第三部分开头提到的问题如果反向时间旅行是可能的并且将要发生不论将会花费多少时间来实现它为什么至今还没有旅行者事实上时间机器本身也是旅行者出现这个问题貌似不大严肃但如果要严肃的探讨时间旅行问题还是需要认真地对待它要通过实验证实反向时间旅行是否可行思想实验二似乎是一个合理的解决方案但是它却无助于我们解答原来的问题我们必须承认的确有这种可能首次反向时间旅行不会13是这样发生的而是出于一种偶然又或者反向时间旅行的目的地无法被人为设定另外思想试验二这类案例中证实时间旅行的正是掌握相关知识的科学家但是即使我们承认在将来一旦有科学家掌握了关于向过去的时间旅行的知识他就即刻证实了它但这种情况也太遥远了并且毫无疑问那位科学家出于种种原因没有向我们传达他的知识总而言之问题又回来了反向时间旅行已经发生过了但我们无法辨别或许现在此刻要知道反向时间旅行是否已经发生我们要做的和能做的事只是把潜在的时间旅行者找出来四来自未来的时空旅行者能否被识别下面让我们重点考察论点二如何能够成立如前所述时间旅行必须至少有一个旅行者但是该旅行者本身的属性一直被默认为与时间旅行的相关事实无关然而在时间旅行是否已经发生的最终认定上不同类型的时间旅行者恰恰在这一点上有所差别让我们先看下面的思想试验思想实验三志明坐在咖啡厅里面前放着一杯拿铁去洗手间回来后发现桌上又多了一个一样的空杯就放在原来的杯子旁边这时服务员春娇走过来给空杯里添上水并对志明说我想告诉你件事其实我是时空穿梭计划的实验员装水的杯子来自三年后的未来并且它其实就是这个装拿铁的杯子我用一个杯子同时装着水和咖啡是不是比魔术大师还厉害14志明笑着说你这个不该叫魔术应该叫骗术只动动嘴皮子就行了这个魔术也太好变了我也会春娇说虽然听起来很奇怪但这是个事实请你仔细观察一下这两个杯子在各个方面都是完全一样的志明看了看两个杯子嗯是一样的右边的杯子姑且称之为杯比左边的杯子杯多了一些使用的痕迹这里多了一条划痕其它都一样可是一摸一样的杯子多得是有什么出奇照你这么说任何两个规模生产出来的东西都可能是一个喽这不能说明问题春娇可是你看看和一致的程度有多高釉的颜色各个部位的厚薄都全无分别即使用最精密的仪器检测它们之间在任何方面都没有哪怕最微小的差别只是如果使用碳鉴定会发现比旧三年志明即使如此人工制造两个物理属性完全一样的杯子也不是不可想象的甚至就目前的技术水平来说也是完全可能的这也不能表明它们就是一个杯子春娇那还需要什么证明呢如果我把关于时光旅行的全部科学原理告诉你并起用一个录像机把全过程录制下来仍然不能说服你吗志明不能设想有一架录像机一直拍摄杯从时间旅行开始至结束一直对准杯拍摄可我仍然看不到时间旅行的发生我看到的只有一只杯子或者是以某种方式相对于背景在运动的杯子15从而推知时间在流逝而不是录像机的静止画面仅此而已春娇所以不论杯与杯如何一致你都不能相信它们是一个杯子志明没错因为它们明明就是两个所谓物质不正是它所占据的空间吗春娇的确如果来玩数数游戏可以数出两个杯子但我可以说它们在本质上是同一的只是数量上不同一志明这要看你如何定义本质根据某一种定义法我也可以说咖啡馆里这许多个一样的杯子都是本质同一的同时也是数量上不同一的但是有一种方法可以让我不得不接受与是完全同一的试想如果我切掉杯的把手杯的把手也会不见因为它是未来的杯但如果切掉杯的把手对杯不会造成任何影响尽管如此这个场景对我来说仍然是不可想象的试想把杯放在与外界完全隔绝的玻璃罩内切掉杯的把手杯的把手将会怎样不见真是太奇怪了不如让我来试试志明一口喝完咖啡并试图把杯摔碎春娇立即制止了他并说道你的想法是很合理的但是这种试验要求改变过去会发生什么是不可预料的因为旅行者自身的过去状态决不能因为时间旅行的事实而发生改变如果你打碎了极有可能你所见到的不会发生任何改变因为未来的科学家不会用一个破碎的杯子做试验甚至的碎片在未来都不知散落在何方杯破碎的同时杯很可能已经被替换为杯了虽然可能在形式上看起来还是一样不过16此刻在杯没有被打破时杯的确实是来自未来的同一个杯在上述思想实验三中春娇无法说服志明使他相信杯和杯是一个杯子在已经有一个人春娇知道杯经历了时间旅行这一事实的情况下普通的旁观者志明仍然无法被说服康德认为一切物体都有广延是一个分析命题也就是说占据空间是物体的本质属性是从物体本身的概念中分析出来的而物体同一于自身即它所占据的空间也是最基本的命题即使在古老的特修斯之船的思想实验中人们围绕船与船到底哪一艘是原来的船而争论不休但谁也无法否认首先要区别船是船船是船它们占据着不同的空间是相互区别的不同物体才谈得上讨论它们各自与原来的船有何关系即使有人认为船和船与原来的船都是一艘船但这种立场才是需要证明的立场因为它违背人们的直觉即与分明是两个东西可以想见在日常生活的这个世界中辨识出来自未来过去的物品是不可能的任务就算发现了两个完全一样的物体并把时间旅行的过程及其理论完整地表述出来按照的说法则是总有比时间旅行更合理的解释那么如果时间旅行者是人情况会有所不同吗如果我们见到两个长相年龄相同的人会认为她们是双胞胎长相相似年龄不同的人就是其他血缘关系我们还可以想象与思想试验三类似的情境春娇费尽力气却无法说服志明认同她是一个时间旅行者17不过第一个知道时间旅行发生了的人应该是春娇本人那她是如何说服自己我时间旅行了呢或者春娇能说服自己吗在这里我们只关心反向时间旅行并且不考虑春娇是否掌握关于时间旅行的科学知识也不考虑春娇的旅行是否具有明确的目的性以及她旅行的方式旅程结束后她发现自己置身于原始森林中还看到了恐龙却没有人这可能是侏罗纪公园她发现自己目击甚至卷入了重大历史事件但这可能是平行世界这些类似状况都无法满足提出的最佳解释条件但如果春娇见到另一个自己就可以肯定她进行了反向时间旅行问题在于春娇能否知道她见到的是另一个自己为什么那个很像自己的人不是自己从小就失散的双胞胎姐妹或她的女儿呢当然这个问题在正常时间顺序下也可以同样被问及过去的我和现在的我为何是同一个人只是在正常时序下有物理因果和心理因果的连续性并且显然我拥有统一的意识占有唯一的空间位置如果我能被称作是占有一个空间位置的话继续前面的问题让我们假设春娇的记忆力完全没问题看到另一个自己她会记得那时的自己位于何处见到什么又想到什么甚至她可能回忆起那时的自己曾经看见对面有一个长得和自己很像的人只是比自己年长等等她可以继续观察甚至可以跟过去的自己互动并将这一切与自己的记忆相互印证当这些证据足够多时她就可以据此判断那就是过去的自己但为什么不是平行世界中的自己呢当所有的一切都与春娇的记忆不差分毫时根据不可辨别性原理这个世界就是春娇原本属于的世界18也认为在时间旅行的证实上旅行者本人是最有优势的但旅行者说服了自己并不足够她还必须说服别人否则这也很可能是她自己的神经在某个方面出了问题或是产生了幻觉他最终得出的结论是时间旅行因此是无法被证实的这涉及到如何看待真知识的问题即使最普通的信念例如今天下雨了也会面临同样的困境更何况集体共同持有错误信念的例子并不鲜见又或者时间旅行者可能到达一个无人类存在的目的时间这并不能否定时间旅行发生了所以在这里笔者认为只要时间旅行者自己知道自己是时间旅行者对于首次证实时间旅行的发生来说就足够了至少有一个人知道若要继续追问会被休谟主义怀疑的信念太多了关键在于这一界限如何划分退一步说如果春娇遇到并认出了过去自己她未必不能说服其他人首先她能讲出完整的时间旅行故事或许她还掌握相关的科学知识其次她们有同样的或许还有相同的伤疤并且她还拥有过去的春娇的全部记忆等等这一切足以使得反向时间旅行满足最佳解释条件从而说服其他人五结论综上所述在时间旅行的概念得到廓清的前提下鉴于时间旅行并未被证明为不可能的甚至已经有物理学理论暗示了它的可能性那么时间旅行案例的成功发生是否能被科学实验证实或者说我们如何知道如何检验时间旅行的成功发生本文得出的结论是正向时间旅行的发生固然能够得到证明而反向时间旅行的发生在适当19的条件下也可以得到证明这一条件就是论点二即当反向时间旅行的旅行者是人理性和智力记忆等都健全的并且当这一旅行者在目的地见到过去的自己时才可能知道反向时间旅行发生了而直到这一旅行者认出过去的自己才首次有人确定的知道反向时间旅行的确发生了参考文献20责任编辑任之