數學家證明了時間旅行是可行的(圖

Gödel是第壹個用廣義相對論證明這種時間旅行的可能性的人。邏輯上這似乎荒謬,但方程告訴我們,物理上它行得通。這到底是怎麼回事呢?
Gödel被譽為“自亞裡士多德以來最偉大的邏輯學家”,25歲那年,他在維也納大學提出了著名的不完備定理,簡單說就是數學永遠無法被壹堆有限的假設完全撐起來。這在當時被視為數學界的轉折點。1934年,28歲的他受邀加入剛成立的新澤西普林斯頓高等研究院,此後幾年,他頻繁往返於普林斯頓和維也納。
1940年,經歷了戰亂中的艱難旅程,Gödel永久定居普林斯頓。那時,他與Albert Einstein的友誼逐漸升溫。兩人每天散步的場景成了傳奇。Einstein曾打趣:“我來辦公室上班,就是為了能陪Gödel走回家。”這對散步搭檔仿佛不屬於那個時代——原子彈誕生時沒Einstein的份,計算機的發展也沒Gödel的影子。
Einstein70歲生日臨近時,有人請Gödel為即將出版的紀念文集寫壹篇關於哲學家Immanuel Kant和相對論的文章。這可是個熱門話題。Gödel在給母親的信裡寫道:“他們讓我為Einstein和他理論的哲學意義寫點東西,我當然不好推辭。”於是,他開始琢磨Kant的觀點。Kant認為時間不是牛頓說的那種絕對客觀的存在,而是我們認知的壹種先天框架。Kant曾說,如果換成另壹種認知方式,所謂的“變化”可能根本不會發生,那些“存在”會把世界看成永恒。
Einstein的狹義相對論早就揭示,不同觀察者眼裡的“現在”可以不壹樣,所以時間並非絕對。(“牛頓,原諒我!”Einstein曾歎道。)但這個理論沒考慮引力。加入質量後,標准宇宙模型裡似乎又冒出了某種絕對時間——物質的整體流動就像壹個宇宙時鍾,把時空切成無數層,每層是壹個“現在”,壹層接壹層。這是廣義相對論的必然結果嗎?Gödel卻在哲學問題裡找到了壹顆數學的種子,這是他的拿手好戲。
就在這時,命運開了個玩笑。據宇宙學家Wolfgang Rindler回憶,Gödel偶然看到物理學家George Gamow寫給《自然》雜志的壹封信,標題是“旋轉的宇宙?”。信裡提到,天上大多數東西都在轉——星星轉,行星轉,連螺旋星系也在轉。為什麼會這樣?Gamow猜想,整個宇宙可能在旋轉,這種旋轉像水流壹樣,從大到小影響著星系、恒星和行星。這想法很妙,但太模糊,沒公式也沒數據。文章最後,他友好地“慫恿”有人去算壹算。
Gödel向來壹絲不苟,欣然接下了挑戰。他是個工作狂,連鬧鍾都不是用來起床,而是提醒自己睡覺。他跟母親說,這項宇宙學研究讓他著迷,連聽廣播或看電影時都只能“用半只耳朵”。最終,他解出了Einstein方程的精確解,描述了壹個旋轉的宇宙。
Gamow以為旋轉中心在遙遠的地方,望遠鏡都夠不著。可Gödel的宇宙不壹樣,每壹點都在旋轉。這沒解答Gamow關於星系旋轉原因的疑問,卻帶來了更驚艷的發現:在這個宇宙裡,沒有壹個放之肆海而皆准的“現在”。這正是Gödel想要的——用數學證明Kant和Einstein是對的,時間並非絕對。
他的好友、經濟學家裡Oskar Morgenstern在日記裡寫道:“跟Gödel聊了很多。他的宇宙學研究進展不錯。現在你可以回到過去,或者在極短時間裡到達極遠的地方。這肯定會掀起壹陣熱議。”時間旅行就這樣被“發明”了。
在Gödel的宇宙裡,回溯時間不用逆轉時間箭頭。你的時間照常流逝,不需要搞亂熵。你只需跳上壹艘火箭,沿著超大弧線(真得很大!)以超高速度(但不超過光速)飛出去。火箭的軌跡在光錐間穿梭,從不離開光錐,但利用了旋轉宇宙裡光錐不平行的特性。當然,這趟旅行得燒掉海量的能量。
Gödel趕在截稿前完成了稿子。Einstein70歲生日那天,收到了這份禮物(還有Kurt妻子Adele織的毛衣)。他謝過Gödel,說時間旅行的幽靈困擾了他幾拾年,現在真成了現實。Einstein稱這篇論文是“自我的研究以來最重要的之壹”,還希望有什麼未知的物理定律能排除時間旅行。不久後,Gödel拿到了首屆Albert Einstein獎,獎金不多,但對他來說挺實用。
接下來,據哲學家Palle Yourgrau說,“發生了壹件不可思議的事:什麼也沒發生。”幾拾年來,Gödel這個讓人腦洞大開的發現非但沒掀起熱潮,反而少有人問津。1978年Gödel去世時,普林斯頓高等研究院院長Harry Woolf安排悼詞,列出的主題是集合論和邏輯,至於相對論,他覺得“不值壹提”。
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