[科普中國]-外祖母悖論

外祖母悖論，即**祖父悖論，**是一種時間旅行的悖論，科幻故事中常見的主題。最先由法國科幻小說作家赫內(nèi)·巴赫札維勒（René Barjavel）在他1943年的小說《不小心的旅游者》（Le Voyageur Imprudent）中提出。情景如下：

假如你回到過去，在自己父親出生前把自己的祖父母殺死，但此舉動會產(chǎn)生一矛盾的情況：

你回到過去殺了你年輕的祖父，祖父死了就沒有父親，沒有父親也不會有你，那么是誰殺了祖父呢？ 或者看作：你的存在表示，祖父沒有因你而死，那你何以殺死祖父？

這就是祖父悖論寬矛盾。

簡介祖父悖論是一種時間旅行的悖論，科幻故事中常見的主題。最先由法國科幻小說作家赫內(nèi)·巴赫札維勒（René Barjavel）在他1943年的小說《不小心的旅游者》（Le Voyageur Imprudent）中提出。情景如下：

假如你回到過去，在自己父親出生前把自己的祖父母殺死，但此舉動會產(chǎn)生一矛盾的情況：

你回到過去殺了你年輕的祖父，祖父死了就沒有父親，沒有父親也不會有你，那么是誰殺了祖父呢？ 或者看作：你的存在表示，祖父沒有因你而死，那你何以殺死祖父？

這就是祖父悖論寬矛盾。1

物理中的祖父悖論平行宇宙物理學(xué)家認(rèn)為，也許世界是由無數(shù)個平行宇宙組成的，而當(dāng)某人回到過去殺你的祖父母時，此人殺的其實是另一個宇宙的人（或者你的這個舉動也可以創(chuàng)造一個新的平行宇宙），而此人的“祖父”或“祖母”的死只會使那個平行宇宙的此人不再存在，而這個平行宇宙的此人則平安無事。

在量子物理中，“多個世界（世界線理論）”理論可以如此理解：對于每一個似乎隨機的事件來說，只要它的可能性不是零，它所有可能的情形都會在不同的平行世界中發(fā)生，造成歷史的分支。物理學(xué)家大衛(wèi)·多伊奇（David Deutsch）認(rèn)為，當(dāng)你回到過去去殺你的祖父母時，你其實進(jìn)入了另一個世界，殺的是另一個世界的人。（那個世界與你的世界的差別僅在于你祖父母死了）

M理論，作為至今最有可能結(jié)合5種不同的弦論的理論，是如此解釋平行宇宙的：多個三維的“膜”可以同時在一個四維的宇宙（不是愛因斯坦的三維空間加一維時間；見膜宇宙學(xué)）中存在；這些膜之間的撞擊會在膜中產(chǎn)生大量的能量——這也可以解釋大爆炸是如何起源的?？墒牵琈理論并不能解釋不同膜的歷史之間的關(guān)系，也不能肯定，當(dāng)你回到過去時，你會進(jìn)到另一個膜里面。1

M理論M理論（英語：M-theory）是物理學(xué)中將各種相容形式的超弦理論統(tǒng)一起來的理論。此理論最早由愛德華·威滕于1995年春季在南加州大學(xué)舉行的一次弦理論會議中提出。威滕的報告啟動了一股研究弦理論的熱潮，被稱為第二次超弦革命。

弦理論學(xué)者在威滕的報告之前已經(jīng)識別出五種不同的超弦理論。盡管這些理論看上去似乎非常不一樣，但多位物理學(xué)家的研究指出這些理論有著微妙且有意義的關(guān)系。特別而言，物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這些看起來相異的理論其實可以透過兩種分別稱為S對偶和T對偶的數(shù)學(xué)變換所統(tǒng)合。威滕的猜想有一部分是基于這些對偶的存在，另有一部分則是基于弦理論與11維超重力場論的關(guān)系。

盡管尚未發(fā)現(xiàn)M理論的完整表述，這種理論應(yīng)該能夠描述叫膜的二維及五維物體，而且也應(yīng)該能描述低能量下的11維超引力?，F(xiàn)今表述M理論的嘗試一般都是基于矩陣?yán)碚摶駻dS/CFT對偶。威滕表示根據(jù)個人喜好M應(yīng)該代表Magic（魔術(shù)理論）、Mystery（神秘理論）或Membrane（膜理論），但應(yīng)該要等到理論更基礎(chǔ)的表述出現(xiàn)后才能決定這個命名的真正意義。

有關(guān)M理論數(shù)學(xué)架構(gòu)的研究已經(jīng)在物理和數(shù)學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生了多個重要的理論成果。弦理論學(xué)界推測，M理論有可能為研發(fā)統(tǒng)合所有自然基本力的統(tǒng)一理論提供理論框架。當(dāng)嘗試把M理論與實驗聯(lián)系起來時，弦理論學(xué)者一般會專注于使用額外維度緊致化來建構(gòu)人們所處的四維世界候選模型，但是到目前為止，物理學(xué)界還未能證實這些模型是否能產(chǎn)生出人們所能觀測到（例如在大型強子對撞機中）的物理現(xiàn)象。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

杜強 - 高級工程師 - 中國科學(xué)院工程熱物理研究所