外祖母悖論(lun),即祖父悖論(lun),是有關時間旅(lv)行的(de)悖論(lun)。由法國科幻小說(shuo)作家赫內(nei)·巴(ba)赫札維勒(René Barjavel)在1943年小說(shuo)《不小心的(de)旅(lv)游者》(Le Voyageur Imprudent)中提出(chu)。
悖論情形如(ru)下(xia):假(jia)如(ru)你(ni)(ni)回到(dao)過去(qu)(qu),在(zai)自己父親(qin)出生前把自己的祖父母殺(sha)死(si),但(dan)此舉動會產生一矛盾的情況:你(ni)(ni)回到(dao)過去(qu)(qu)殺(sha)了(le)你(ni)(ni)年(nian)輕的祖母,祖母死(si)了(le)就(jiu)沒(mei)有父親(qin),沒(mei)有父親(qin)也不會有你(ni)(ni),那么(me)是誰殺(sha)了(le)祖母呢?或(huo)者看作:你(ni)(ni)的存在(zai)表(biao)示,祖母沒(mei)有因(yin)你(ni)(ni)而死(si),那你(ni)(ni)何以殺(sha)死(si)祖母?
這就(jiu)是祖(zu)母悖論(lun)寬矛盾。
祖父悖(bei)論(lun)(lun)是一種(zhong)時間(jian)旅行的(de)悖(bei)論(lun)(lun),科幻(huan)故事(shi)中常見的(de)主題(ti)。最先由(you)法國科幻(huan)小(xiao)(xiao)說作家赫(he)內·巴赫(he)札(zha)維(wei)勒(René Barjavel)在他1943年(nian)的(de)小(xiao)(xiao)說《不小(xiao)(xiao)心的(de)旅游者》(Le Voyageur Imprudent)中提出(chu)。情景如下(xia):
假如你回到過去,在自(zi)己(ji)父親出生(sheng)前把自(zi)己(ji)的(de)祖父母殺死,但(dan)此舉動會產生(sheng)一(yi)矛盾的(de)情(qing)況:
你(ni)回到過(guo)去(qu)殺了你(ni)年輕的祖父(fu)(fu),祖父(fu)(fu)死了就沒有(you)父(fu)(fu)親,沒有(you)父(fu)(fu)親也不會有(you)你(ni),那么是誰殺了祖父(fu)(fu)呢?或者看作(zuo):你(ni)的存在表(biao)示,祖父(fu)(fu)沒有(you)因你(ni)而死,那你(ni)何以殺死祖父(fu)(fu)?
這就是祖父悖論寬矛盾。
物理學家認為,也許世(shi)界是(shi)由無(wu)數個(ge)平行(xing)(xing)宇(yu)宙(zhou)組(zu)成的,而當某人(ren)(ren)回(hui)到過去殺(sha)你的祖父(fu)(fu)母時,此人(ren)(ren)殺(sha)的其實是(shi)另一(yi)個(ge)宇(yu)宙(zhou)的人(ren)(ren)(或(huo)者你的這個(ge)舉動也可(ke)以創造一(yi)個(ge)新的平行(xing)(xing)宇(yu)宙(zhou)),而此人(ren)(ren)的“祖父(fu)(fu)”或(huo)“祖母”的死只會使(shi)那個(ge)平行(xing)(xing)宇(yu)宙(zhou)的此人(ren)(ren)不再存在,而這個(ge)平行(xing)(xing)宇(yu)宙(zhou)的此人(ren)(ren)則平安無(wu)事。
在量子物(wu)(wu)理(li)(li)中,“多個(ge)(ge)世界(jie)(世界(jie)線理(li)(li)論)”理(li)(li)論可(ke)(ke)以如此理(li)(li)解:對于每一個(ge)(ge)似乎隨機的(de)事件來說(shuo),只要它的(de)可(ke)(ke)能性(xing)不是零,它所(suo)有可(ke)(ke)能的(de)情形都會在不同(tong)的(de)平行世界(jie)中發生(sheng),造成歷史的(de)分(fen)支(zhi)。物(wu)(wu)理(li)(li)學家(jia)大(da)衛·多伊奇(David Deutsch)認為,當(dang)你(ni)(ni)回到過去去殺(sha)你(ni)(ni)的(de)祖父母時,你(ni)(ni)其實(shi)進(jin)入(ru)了另一個(ge)(ge)世界(jie),殺(sha)的(de)是另一個(ge)(ge)世界(jie)的(de)人。(那個(ge)(ge)世界(jie)與(yu)你(ni)(ni)的(de)世界(jie)的(de)差別僅在于你(ni)(ni)祖父母死了)
M理(li)論(lun),作為至今最有可(ke)(ke)(ke)能(neng)結合5種不同的(de)(de)(de)(de)弦(xian)論(lun)的(de)(de)(de)(de)理(li)論(lun),是如此解(jie)釋平(ping)行(xing)宇宙的(de)(de)(de)(de):多個(ge)三(san)維的(de)(de)(de)(de)“膜”可(ke)(ke)(ke)以同時(shi)在一(yi)(yi)個(ge)四維的(de)(de)(de)(de)宇宙(不是愛因斯坦(tan)的(de)(de)(de)(de)三(san)維空間加一(yi)(yi)維時(shi)間;見膜宇宙學)中(zhong)存(cun)在;這些膜之間的(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)擊會在膜中(zhong)產生大(da)量的(de)(de)(de)(de)能(neng)量——這也可(ke)(ke)(ke)以解(jie)釋大(da)爆炸(zha)是如何(he)起源的(de)(de)(de)(de)。可(ke)(ke)(ke)是,M理(li)論(lun)并不能(neng)解(jie)釋不同膜的(de)(de)(de)(de)歷史之間的(de)(de)(de)(de)關(guan)系,也不能(neng)肯定,當你回(hui)到過去時(shi),你會進(jin)到另(ling)一(yi)(yi)個(ge)膜里面。
M理(li)論(lun)(lun)(英(ying)語(yu):M-theory)是物理(li)學中(zhong)將各種相容形(xing)式的超弦(xian)理(li)論(lun)(lun)統一(yi)(yi)起來的理(li)論(lun)(lun)。此理(li)論(lun)(lun)最早(zao)由愛德華·威滕于1995年春季在南加州大學舉行的一(yi)(yi)次(ci)弦(xian)理(li)論(lun)(lun)會(hui)議中(zhong)提出。威滕的報(bao)告啟(qi)動(dong)了一(yi)(yi)股研究弦(xian)理(li)論(lun)(lun)的熱潮,被稱(cheng)為第二次(ci)超弦(xian)革命(ming)。
弦理(li)(li)論學(xue)者在威(wei)滕的報告(gao)之前已經識別(bie)出五(wu)種不同的超弦理(li)(li)論。盡管(guan)這(zhe)些(xie)理(li)(li)論看上(shang)去似乎非常不一(yi)樣,但多位(wei)物理(li)(li)學(xue)家的研究指(zhi)出這(zhe)些(xie)理(li)(li)論有(you)著(zhu)微(wei)妙且有(you)意義的關(guan)系(xi)。特別(bie)而(er)言,物理(li)(li)學(xue)家們發現這(zhe)些(xie)看起來(lai)相異的理(li)(li)論其實(shi)可(ke)以透過兩種分別(bie)稱為S對(dui)偶和(he)T對(dui)偶的數學(xue)變(bian)換所(suo)統合。威(wei)滕的猜想有(you)一(yi)部(bu)分是基(ji)于(yu)這(zhe)些(xie)對(dui)偶的存在,另有(you)一(yi)部(bu)分則是基(ji)于(yu)弦理(li)(li)論與(yu)11維(wei)超重力場論的關(guan)系(xi)。
盡管尚(shang)未發現M理(li)(li)(li)論(lun)的完整表(biao)(biao)述,這(zhe)種理(li)(li)(li)論(lun)應(ying)(ying)該(gai)能夠描述叫膜的二(er)維及(ji)五維物體,而且也應(ying)(ying)該(gai)能描述低能量下的11維超引力。現今表(biao)(biao)述M理(li)(li)(li)論(lun)的嘗試一般都是基(ji)于矩陣理(li)(li)(li)論(lun)或AdS/CFT對偶。威(wei)滕(teng)表(biao)(biao)示根據個人喜(xi)好M應(ying)(ying)該(gai)代表(biao)(biao)Magic(魔術理(li)(li)(li)論(lun))、Mystery(神秘理(li)(li)(li)論(lun))或Membrane(膜理(li)(li)(li)論(lun)),但應(ying)(ying)該(gai)要(yao)等(deng)到(dao)理(li)(li)(li)論(lun)更基(ji)礎的表(biao)(biao)述出現后(hou)才能決定(ding)這(zhe)個命名的真正意義。
有(you)關M理(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)(lun)(lun)數(shu)學架構(gou)的(de)研究已經在(zai)物理(li)(li)(li)(li)(li)和(he)數(shu)學領域產生(sheng)了多個重要的(de)理(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)(lun)(lun)成(cheng)果。弦理(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)(lun)(lun)學界(jie)推測,M理(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)(lun)(lun)有(you)可能(neng)為研發(fa)統(tong)合所有(you)自(zi)然基本(ben)力的(de)統(tong)一理(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)(lun)(lun)提(ti)供(gong)理(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)(lun)(lun)框架。當(dang)嘗試把M理(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)(lun)(lun)與實驗聯系起來時,弦理(li)(li)(li)(li)(li)論(lun)(lun)(lun)學者(zhe)一般會專注(zhu)于(yu)使用額外(wai)維(wei)度緊(jin)致化來建(jian)構(gou)人們所處的(de)四維(wei)世界(jie)候選(xuan)模(mo)型,但是(shi)(shi)到目(mu)前為止(zhi),物理(li)(li)(li)(li)(li)學界(jie)還未(wei)能(neng)證實這些模(mo)型是(shi)(shi)否能(neng)產生(sheng)出人們所能(neng)觀(guan)測到(例(li)如在(zai)大型強子對(dui)撞機(ji)中)的(de)物理(li)(li)(li)(li)(li)現象。