今日最奇葩|虫洞谜团——穿越时空、打开另一个全球的大门( 二 )
消除悖论的假想实验
例如考虑一个台球从某个地点进人虫洞的一个入口 ， 回到过去并从另一个洞口飞出 ， 然后正好撞到原本的自己 ， 使得原本的台球改变了方向 ， 从而使它无法进人虫洞然后回来打到自己 。
这种情况与祖父悖论类似 ， 都是回到过去改变了古代 ， 并产生逻辑不通的问题 。 如何解决这种问题呢?本来很简单 ， 如果我们能找到一种逻辑自洽(即根据逻辑推理可证明自身存在的合理性 ， 并且不会产生矛盾和错误)的结果 ， 并满足一切的物理定律 ， 就可以消除这种悖论 。 注意到台球是经典的物体 ， 它有着确定的位置和速度 ， 所以台球只需要满足经典物理学定律 。
索恩和他的学生在1988年详细探讨了这种台球问题 。 经过一番努力 ， 他们发现在初始条件不变的情况下 ， 确实存在满足经典物理学定律的并且逻辑自洽的结果 。 具体地说 ， 这个台球还是按照原本的路线飞向虫洞的一个洞口 ， 不过会在途中被另一个台球轻微地撞到(我们之后会看到它是这个台球未来的自己) ， 然后路线将会出现轻微的偏离 ， 它进人虫洞回到过去并从另一个洞口飞出 ， 因为它的路线已经出现轻微的偏离 ， 所以它并不会像上面的例子那样猛烈地撞到原本的自己 ， 而是轻微地撞到 。 这种过程就是完全逻辑自洽的 ， 悖论消除了 。
需要注意的是 ， 这里轻微地碰撞具体有两种情况 ， 一个是碰撞原本的台球一边 ， 另一个是碰撞原本的台球另一边 。 也就是说存在两种逻辑自洽的轨道 。 
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这是一个令人震惊的结果 。 因为在没有时间机器的星空中 ， 初始条件不变的情况下 ， 根据经典物理理论 ， 台球运动的轨道有且只有一种轨道 。 而时间机器的出现打破了这种经典物理学中的确定性 。 另外 ， 在某些其他的初始条件下 ， 时问机器还可以使得台球具有无限多个不同的轨道 ， 而不只是两种 。
那么这意味着什么?如果你了解量子力学的话 ， 那么这就不足为奇了 。 量子力学与经典物理学大为不同 ， 在相同的初始条件下 ， 它会得出要所要发生事情的概率 ， 而不是确定的事情 。 如果用量子力学的眼光来看前面的台球实验 ， 那么台球开始飞向虫洞时 ， 它将有一定的概率选择其中的一条轨道 ， 有一定的概率选择另一条轨道 。 (如果你做一次台球实验 ， 只能得到其中的一个结果 。 多次做实验就会发现 ， 一些球会选择其中的一条轨道 ， 一些球会选择另一条轨道 。 )
看样子悖论好像可以消除 ， 那么星空中真的会允许虫洞变成时间机器吗?
我们知道描述引力的广义相对论与量子力学是不兼容的 ， 不过可以使用一些半经典的办法来研究引力
这是一个令人震惊的结果 。 因为在没有时间机器的星空中 ， 初始条件不变的情况下 ， 根据经典物理理的一些量子效应 。 索恩等一些物理学家发现 ， 如果把量子效应考虑进去的话 ， 就会发现 ， 在虫洞在形成时间机器的瞬间 ， 总会有一束真空涨落反复地穿过它 ， 最后真空涨落变得异常强烈 ， 从而破坏掉虫洞 ， 来阻止时间机器的形成 。 斯蒂芬·霍金把这种阻止时间机器形成的机制称为“时序保护猜想” 。 时序保护猜想会阻止任何形式的时问机器(包括虫洞)的形成 。
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