＊＊知道『時間』旅行的因果迴圈嗎？＊＊
＊＊知道『時間』旅行的因果迴圈嗎？＊＊
時間旅行現在已經成為科幻小說和哲學討論的一個熱門話題。但是有些人認為支持時間旅行將會產生很多不可接受的悖論式的結果，而另一些人則認為這些悖論根本不能影響時間旅行的可能性。在這篇文章專門討論對於時間旅行的可能性威脅最大的一個悖論，因果迴圈。什麼是因果迴圈，它為什麼是一個時間旅行所產生的一個難以接受的結果，而且為什麼它對時間旅行的可能性產生威脅。通過否認對因果迴圈可能性的解釋和主張，可以因此總結支持時間旅行在目前人類知識的基礎上有難以接受的結果，也就是說，在因果迴圈可能被解釋之前，時間旅行是不可能的。
假設時間旅行是可能的，一些經驗的或邏輯的悖論性的結果將會立刻隨之產生，譬如說個人同一性危機（identity crisis）,祖父悖論，預言和預防，還有因果迴圈。但是它們中的大部分是可以被一些特別的理論所解釋的，除了因果迴圈。譬如說，個人同一性危機是經驗悖論中的一個。個人同一性危機爭論說如果時間旅行可能會允許同一個人在同一時間出現在不同的地點，但這是不可能的。可是，如果我們像一個時空四維主義者（four-dimensionalist）那樣，接受一個完整的人是由所謂的時間片段（temporal parts）或時間性滑片（Time slices）組成的，那麼我們就可以解釋說這兩個或更多個人不過是同一個人的不同時間片段。
祖父悖論和預言悖論是時間旅行的邏輯的悖論性結果，關係到改變過去或者未來的可能性。但是如果我們接受一種嚴格的決定論，認為儘管旅行到過去和將來都是可能的，甚至我們有能力干涉過去和將來的事件，我們仍然無法改變它們。就像Lewis所說的，我們能介入，但是卻又不能改變它們。這聽起來很奇怪，但是並非不可能，因為所有介入產生的變化都將成為過去或將來的一部分，而且因此並不能威脅到時間旅行的可能性。但是，因果迴圈是不同的。就所知，還沒有任何一種理論可以令人滿意地解釋因果迴圈。那麼因果迴圈是什麼意思，以及為什麼我們要擔心它們，也就是說，它們是怎樣威脅到時間旅行的可能性的。
簡單地說，因果迴圈意味著在一個事件鏈(chain of events)當中，所有單個時間都有其原因但是這整個鏈條沒有。這意味著該事件鏈是封閉的。或者說，在一個因果迴圈當中，我們可以用同一事件鏈中其他的事件來解釋每一個事件，但是卻沒法解釋這整個事件鏈的原因。想像Tim，一個瘋狂的科學家，當他50歲的時候，2000年在實驗室裏克隆了他自己，並給這個孩子取名為Tim，跟他自己一樣。為了清楚起見，我們叫這個科學家Tim1，叫這個孩子Tim2。從那時開始Tim1撫養Tim2並且教Tim2他所知道的所有的知識，數學，科學，甚至如何創造一個時間機器。50年之後，2050年，Tim1對Tim2說，“孩子，我很快要死了。我很高興你學會了我所知道的一切。現在我要求你創造一個時間機器並且回到2000年之前，克隆你自己，並把那個小孩起名叫Tim。”Tim2聽從了他的老師並回到2000年，克隆出一個Tim，並開始撫養和教育他。
故事就說到這，但是如果你願意，你可以無數次地看這個事件鏈。很明顯Tim1和Tim2就是一個人，Tim，而且他就是他自己的創造者。現在我們可以叫Tim1 老Tim，叫Tim2 年輕的Tim。考慮一下這個故事當中的幾個因果迴圈。年輕Tim的原因是老Tim的克隆，老Tim的原因是年輕的Tim長大了。但是這整個事情是怎麼發生的？年輕Tim擁有知識的原因是老Tim 教了他，老Tim 擁有知識的原因是他記住了年輕時被教的。但是這些知識最初是怎麼來的？這就是為什麼說在一個因果迴圈當中，所有事件都是可解釋的但是整個事件鏈是無法解釋的。
因果迴圈是怎麼威脅到時間旅行的可能性的呢？就像Townsend所指出的，這個簡單的論證如是進行：如果時間旅行是可能的，那麼因果迴圈就是可能的；因此，如果因果迴圈是不能的，那麼時間旅行也是不可能的。為了檢驗這個論證，兩個重要問題還有待考慮，一，時間旅行是否是因果迴圈的充分條件？二，已知因果迴圈是不可解釋的，我們能不能得出結論因果迴圈是不可能的？回想Tim，他的故事的可能性的唯一要求就是時間旅行的可能性。有人可能會說這還要求那些知識和他本人的存在。可是儘管我們不知道他的知識的來源和他整個人是從哪來的，這仍然沒有威脅到這個故事的統一性，因此就不是不可能接受的。於是我們可以得出結論至少時間旅行的可能性是部分因果迴圈的充分條件。
在小說家和劇作家們的筆下，時間旅行似乎很容易實現，信手拈來。但對於物理學家而言，時間旅行並非只是一種為故事情節設計需要而存在的東西，而是愛因斯坦在廣義相對論中做出的嚴肅預測。最近，來自麻省理工學院的希斯·羅埃德(Seth Lloyd)教授領導的一個小組在其
上世紀90年代初，牛津大學的物理學家大衛·杜齊(David Deutsch)設計過一個模型，試圖解決這一矛盾。其主要思想是：一個人可以記得他曾經殺死了他的祖父，但其實他根本從未這樣做過。“這個理論中包含太多詭異的論點，並不符合我們想像中的時間旅行的定義”，羅埃德說。與此相反，羅埃德更加傾向於採用一種新的時間旅行模型，在這一模型下，任何佯謬或衝突被徹底禁止。這一發佈於arXiv.org網站的模型理論被稱作“後選擇模型”，即允許人回溯過去時空，但禁止一切可能在未來導致佯謬產生的行為。這一理論避開了傳統理論中時間旅行者的旅途最後發展成和他自己本身的存在發生矛盾的情況。羅埃德說：“在我們關於時間旅行的模型版本中，可能導致矛盾產生的因素都得到了嚴密控制”。
但這樣的做法也有其後果。它會導致雖然幾率很小但仍可能發生的某些小概率事件發生的頻率上升。“如果你在過去的時空造成了非常小的改變，也許並不會出現矛盾或佯謬現象。這看起來不錯，但這意味著你非常接近造成佯謬的地步，當初非常小的改變將會被無限放大。”查理斯·伯耐(Charles Bennett)說。他來自紐約IBM華生研究中心。
打個比方，子彈製作人如果得知他所製作的某一發子彈將來將會被用來殺死一位時間旅行者的祖父的話，他一定會想方設法把它做成一發次品彈，或者想辦法讓槍在那一刻卡殼。或者任何其他方法，反正要讓子彈在最後一刻沒法擊中目標。那麼在這樣一種假設之下，旅行者的祖父就成了一個“很難除掉的傢伙。”但來自加拿大滑鐵盧周界研究所的物理學家丹尼爾·戈茨曼(Daniel Gottesman)表示這一基於這一假設的情況依然非常危險。“事情是這樣的，當我們用某種方式改變一些過去的物理狀況，那麼將發生一些詭異的現象，這幾乎是不能避免的”，他說。“我們在做的是時間旅行，也許你應該做好遇見詭異現象的心理準備。”
採用光子進行基於“後選擇模型”的實驗。儘管他們最終未能將這個光子送回過去，但成功將其置於量子狀態。這和一種時間旅行中可能遭遇的現象非常相似。當光子越來越接近“自相矛盾”狀態，實驗的成功率卻出現了不斷下降的趨勢。這或許和時間旅行的情況非常相似，它阻止了矛盾現象的出現。此項實驗旨在模擬穿越時空的奇特路徑：封閉時間狀曲線(CTCs)，它們可以攜帶任何東西一起回到過去再送回現在。
愛因斯坦方程預測一個處於封閉時間狀曲線上的旅行者將最終回到他出發前的起點。儘管在理論上存在，但是迄今在自然界並未發現此類現象。一些物理學家認為這樣的神秘怪圈(指封閉時間狀曲線)也許存在於一些奇異地點，在這些地方時空性質非常不同。比如黑洞深處。“舍去它那奇怪的預測不說，這一新的模型確實構成了一個漂亮、不存在矛盾性的和諧圈子”，來自南加州大學的理論物理學家陶德·伯恩(Todd Brun)說。“這些論文非常有意思。”
今天，去判斷究竟哪種時間旅行方法是最好的不過是紙上談兵，或者個人喜好。直到有人在自然界發現封閉時間狀曲線，或者造出時間機器。在此之前誰也不知道答案。伯恩說：我不認為在最近的將來能得到驗證。這只是一些想法，而且非常有趣。
剩下的事情就是檢驗我們能否從因果迴圈是不可解釋的推論出因果迴圈是不可能的。有些人認為因果迴圈將導致經驗性的矛盾，但是經驗性的矛盾並不能導致不可能。比如說，在我們接受相對論之前，雙生子徉謬是一個明顯的經驗性悖論，但這並不意味著相對時間是不可能的。依照Lewis，不可解釋並不能保證不可能。他說，大爆炸和氚原子的裂變都是不可解釋的，但他們仍然是可能的。因此因果迴圈同樣也是可能的。但是這並不是一個關於因果迴圈可能性的令人滿意的回答。Lewis未能注意到大爆炸和因果迴圈之間的不同。和很多未知事物一樣，大爆炸是某些已經存在的事物，科學的目的就是要使它們可以被解釋。
所以儘管它們現在還不能被解釋，它們仍然是可能的。但是，因果迴圈或者時間旅行並不是存在物，科學的目的是要實現它們。但是我們不可能實現我們不能理解的事情。比如說，在我們理解核反應的原理之前我們不能創造出核彈，在我們理解電腦運算原理之前我們也不可能創造出電腦程式。因此因果迴圈在它可能被解釋之前是不可能的。
一種反駁認為不可解釋無關緊要，因為幾乎所有的事件鏈在被足夠追溯之後都會被發現是不可解釋的。但是，儘管這些因果鏈在當前無法被解釋，隨著科學的發展，它們在將來是有可能被解釋的。相反，因果迴圈則根本不存在被解釋的可能。而這就是因果迴圈和無限回溯之間的不同。有些人可能會爭論說我們應該放棄因果關係這個概念，那麼因果迴圈就僅僅是幻想於是就不是問題了。
但是時間旅行的可能性是基於科學的，而科學的可能性又是基於因果關係的。因此如果我們否定因果關係，就等於我們否定了科學，也就否定了時間旅行的可能性。另外，因果關係密切地關聯與解釋，而且因果關係也部分地暗示著可能性，因此不可解釋就更加威脅到可能性。
