外祖母(mu)悖(bei)論,即祖父悖(bei)論,是有關時間旅行的(de)悖(bei)論。由法(fa)國(guo)科幻小(xiao)說作家赫內·巴(ba)赫札維勒(René Barjavel)在1943年小(xiao)說《不小(xiao)心的(de)旅游者》(Le Voyageur Imprudent)中提出(chu)。
悖論情(qing)形如下:假如你(ni)(ni)(ni)(ni)回到(dao)過(guo)去,在自己(ji)父親出生前把自己(ji)的祖(zu)父母(mu)(mu)殺(sha)死(si),但(dan)此舉(ju)動會(hui)產(chan)生一矛盾的情(qing)況(kuang):你(ni)(ni)(ni)(ni)回到(dao)過(guo)去殺(sha)了(le)(le)你(ni)(ni)(ni)(ni)年輕的祖(zu)母(mu)(mu),祖(zu)母(mu)(mu)死(si)了(le)(le)就(jiu)沒有(you)(you)父親,沒有(you)(you)父親也不會(hui)有(you)(you)你(ni)(ni)(ni)(ni),那么(me)是誰殺(sha)了(le)(le)祖(zu)母(mu)(mu)呢?或者看作:你(ni)(ni)(ni)(ni)的存在表示,祖(zu)母(mu)(mu)沒有(you)(you)因你(ni)(ni)(ni)(ni)而死(si),那你(ni)(ni)(ni)(ni)何以殺(sha)死(si)祖(zu)母(mu)(mu)?
這就是(shi)祖母(mu)悖論(lun)寬矛盾。
祖父悖(bei)論是一種時間旅(lv)行的(de)悖(bei)論,科幻故(gu)事中常見(jian)的(de)主題。最先由法國(guo)科幻小說作家(jia)赫內·巴赫札維勒(le)(René Barjavel)在他1943年的(de)小說《不小心的(de)旅(lv)游者》(Le Voyageur Imprudent)中提出。情景(jing)如下(xia):
假如你回到過去(qu),在自己父(fu)親出(chu)生(sheng)前(qian)把(ba)自己的祖父(fu)母殺死(si),但(dan)此舉動會產生(sheng)一矛盾的情況:
你(ni)(ni)(ni)回到過去殺了你(ni)(ni)(ni)年輕的祖(zu)父(fu),祖(zu)父(fu)死(si)了就沒有(you)父(fu)親(qin),沒有(you)父(fu)親(qin)也不會有(you)你(ni)(ni)(ni),那么是誰殺了祖(zu)父(fu)呢(ni)?或(huo)者看作:你(ni)(ni)(ni)的存在表示,祖(zu)父(fu)沒有(you)因(yin)你(ni)(ni)(ni)而死(si),那你(ni)(ni)(ni)何以殺死(si)祖(zu)父(fu)?
這就是祖父悖論寬矛(mao)盾。
物理學家認為,也許世(shi)界是由無數個(ge)平行宇宙(zhou)組成(cheng)的(de)(de),而(er)當某人(ren)回到過(guo)去殺你(ni)的(de)(de)祖(zu)父(fu)母時,此(ci)人(ren)殺的(de)(de)其實是另(ling)一個(ge)宇宙(zhou)的(de)(de)人(ren)(或者你(ni)的(de)(de)這個(ge)舉動也可以創造一個(ge)新的(de)(de)平行宇宙(zhou)),而(er)此(ci)人(ren)的(de)(de)“祖(zu)父(fu)”或“祖(zu)母”的(de)(de)死只會(hui)使那個(ge)平行宇宙(zhou)的(de)(de)此(ci)人(ren)不(bu)再存在,而(er)這個(ge)平行宇宙(zhou)的(de)(de)此(ci)人(ren)則(ze)平安無事。
在(zai)量子物理(li)中,“多(duo)個世(shi)(shi)(shi)界(jie)(世(shi)(shi)(shi)界(jie)線理(li)論(lun))”理(li)論(lun)可以如此理(li)解:對于(yu)每一(yi)(yi)個似乎隨機(ji)的(de)事件來說,只(zhi)要它的(de)可能(neng)性不(bu)是零(ling),它所有可能(neng)的(de)情形都會在(zai)不(bu)同的(de)平(ping)行世(shi)(shi)(shi)界(jie)中發生,造成歷史(shi)的(de)分支。物理(li)學(xue)家大衛·多(duo)伊奇(David Deutsch)認為,當你(ni)回到過(guo)去去殺(sha)你(ni)的(de)祖(zu)父母(mu)時,你(ni)其實進(jin)入了另一(yi)(yi)個世(shi)(shi)(shi)界(jie),殺(sha)的(de)是另一(yi)(yi)個世(shi)(shi)(shi)界(jie)的(de)人。(那個世(shi)(shi)(shi)界(jie)與你(ni)的(de)世(shi)(shi)(shi)界(jie)的(de)差別僅在(zai)于(yu)你(ni)祖(zu)父母(mu)死(si)了)
M理論,作為至(zhi)今(jin)最有可(ke)(ke)能(neng)結合5種不(bu)同的(de)弦論的(de)理論,是如(ru)(ru)此解(jie)釋平行宇宙(zhou)的(de):多個三維(wei)的(de)“膜”可(ke)(ke)以(yi)同時在(zai)(zai)一(yi)(yi)個四(si)維(wei)的(de)宇宙(zhou)(不(bu)是愛(ai)因斯坦的(de)三維(wei)空間(jian)(jian)加一(yi)(yi)維(wei)時間(jian)(jian);見膜宇宙(zhou)學(xue))中(zhong)存在(zai)(zai);這些膜之間(jian)(jian)的(de)撞擊會在(zai)(zai)膜中(zhong)產生大量(liang)的(de)能(neng)量(liang)——這也(ye)可(ke)(ke)以(yi)解(jie)釋大爆炸是如(ru)(ru)何(he)起源的(de)。可(ke)(ke)是,M理論并不(bu)能(neng)解(jie)釋不(bu)同膜的(de)歷史之間(jian)(jian)的(de)關系,也(ye)不(bu)能(neng)肯定,當(dang)你回到過去時,你會進(jin)到另(ling)一(yi)(yi)個膜里面。
M理(li)論(英語(yu):M-theory)是物理(li)學中(zhong)將各種相(xiang)容形式(shi)的(de)超弦理(li)論統一(yi)起來的(de)理(li)論。此理(li)論最早由愛德(de)華·威(wei)滕于(yu)1995年春(chun)季在南加州大學舉(ju)行(xing)的(de)一(yi)次(ci)弦理(li)論會議中(zhong)提出(chu)。威(wei)滕的(de)報(bao)告(gao)啟動(dong)了一(yi)股研究弦理(li)論的(de)熱潮(chao),被稱(cheng)為第二(er)次(ci)超弦革命。
弦(xian)理(li)論學(xue)者在威滕(teng)的報告(gao)之前已(yi)經識別出五種不(bu)同的超弦(xian)理(li)論。盡管這(zhe)(zhe)些(xie)理(li)論看上去似乎非(fei)常不(bu)一樣,但多位(wei)物(wu)理(li)學(xue)家(jia)的研究指出這(zhe)(zhe)些(xie)理(li)論有著微妙且有意義的關系。特別而言,物(wu)理(li)學(xue)家(jia)們發(fa)現這(zhe)(zhe)些(xie)看起來相異(yi)的理(li)論其實(shi)可以透過兩種分別稱(cheng)為S對偶和T對偶的數學(xue)變換(huan)所統(tong)合。威滕(teng)的猜想有一部(bu)分是(shi)基于(yu)這(zhe)(zhe)些(xie)對偶的存在,另有一部(bu)分則是(shi)基于(yu)弦(xian)理(li)論與11維超重(zhong)力場論的關系。
盡管尚未發現(xian)M理(li)論(lun)的完整表(biao)(biao)述(shu),這(zhe)種理(li)論(lun)應該能(neng)夠描述(shu)叫膜(mo)(mo)的二維及五維物體(ti),而且也(ye)應該能(neng)描述(shu)低能(neng)量(liang)下的11維超引力。現(xian)今表(biao)(biao)述(shu)M理(li)論(lun)的嘗試(shi)一般都是(shi)基于矩陣理(li)論(lun)或AdS/CFT對偶。威滕表(biao)(biao)示根據(ju)個人喜好M應該代表(biao)(biao)Magic(魔術(shu)理(li)論(lun))、Mystery(神秘理(li)論(lun))或Membrane(膜(mo)(mo)理(li)論(lun)),但(dan)應該要等(deng)到理(li)論(lun)更(geng)基礎的表(biao)(biao)述(shu)出現(xian)后才(cai)能(neng)決定這(zhe)個命名(ming)的真正意義。
有(you)關(guan)M理論(lun)數(shu)學(xue)架構(gou)的(de)研究已經在物(wu)理和數(shu)學(xue)領域(yu)產生(sheng)了(le)多個(ge)重要的(de)理論(lun)成(cheng)果(guo)。弦(xian)理論(lun)學(xue)界推測,M理論(lun)有(you)可(ke)能為研發統(tong)合所(suo)有(you)自然基本力的(de)統(tong)一(yi)理論(lun)提供理論(lun)框(kuang)架。當嘗(chang)試把(ba)M理論(lun)與實驗聯系起來時,弦(xian)理論(lun)學(xue)者一(yi)般會專注于使用額外維(wei)度緊致化來建構(gou)人們(men)所(suo)處(chu)的(de)四維(wei)世(shi)界候(hou)選模型(xing),但是到(dao)目前為止,物(wu)理學(xue)界還未能證實這些(xie)模型(xing)是否能產生(sheng)出人們(men)所(suo)能觀測到(dao)(例(li)如在大型(xing)強子對撞機(ji)中)的(de)物(wu)理現象。