今天刚刷到科学家破解“祖父悖论”，时间旅行的可行性得到自洽的帖子。刚好放空了自己一段时间，想到一些自己的理解。
该贴原文梗概如下：
在牛顿物理中，时间线性推进，但爱因斯坦广义相对论揭示，时空可以进行弯曲，典型的例子就是黑洞。理论上，时空弯曲可能形成闭合的时间曲线，使得旅行者回到过去。研究作者Lorenzo Gavassino指出，旋转的物质可以“拖拽”时空，导致时间形成环路。尽管宇宙整体并未表现出这样的旋转特性，但黑洞等旋转天体可能创造类似环境，为闭合时间曲线提供可能性。
时间旅行的最大难题在于由此引发的悖论（祖父悖论仅是其中之一）。这些矛盾源于人们假设热力学定律在时间循环中仍正常运作。热力学中的熵，衡量系统混乱程度，是唯一区分过去与未来的物理法则，也是我们记忆过去而无法预知未来的原因。
我认为此处的预知未来是指熵较大的未来，如果熵较小，如苍蝇预测你举手是会拍他，人在空中无法改变自由落体的结果。而有些生物似乎并不能记忆过去，如鱼的行为特性似乎记不得自己吃过食物，老年痴呆患者也会失去记忆能力。但渺小的生物也具有预测的能力，如横上一个障碍在蚂蚁面前，蚂蚁会绕过；如前面的苍蝇。记忆与预测后面还会提到。
Gavassino的研究于2024年12月12日发表在《经典与量子引力》期刊，arxiv：https://arxiv.org/abs/2405.18640
论文摘要如下：利用Wigner定理，宇宙飞船在轴对称宇宙中沿紧密类时曲线飞行，宇宙飞船内部能级经历自发离散化，在完成曲线的往返后，所有系统回到了它们的初始状态。这意味着宇宙飞船内观察者的记忆必然会在旅程结束时被抹去。更一般的说，如果熵增加，Poincare循环最终会在循环结束时逆转，迫使熵减少到初始值。该文证明这种熵的减少与本征态热化假设时一致的。
Gavassino表示，过去的科学家和哲学家认为，如果时间旅行存在，大自然会通过“自洽性原则”防止矛盾的发生。他的研究首次用量子力学推导出这一原则，并证明历史的自洽性可以自然从量子定律中得到。
我列举一下该文提出的一些有趣的例子来帮助理解：
人们通常认为，在一个具有封闭类时曲线(ctc)的宇宙中，人们可以“旅行到过去”。从表面上看，这似乎是一个明显的暗示，因为(在足够大的尺度上)人们可以将类时曲线视为假想的穿越时空的宇宙飞船的世界线。如果这样的曲线形成一个循环,宇宙飞船就会回到它的起点，回到它自己的过去。然而，为了确认这是一次真实的回到过去的旅行,我们必须首先讨论乘客(即宏观粒子系统)在完成往返时会发生什么。例如，考虑下面的问题:“爱丽丝能在旅程的终点遇见年轻时的自己吗?”回答这个问题和类似的问题最终归结为确定ctc上非平衡热力学系统的统计演变，这就是论文做的。
我们首先注意到，根据我们目前对物理学的理解，嫡增加是唯一的物理定律。这使我们能够区分过去和未来。
因此在曲线中存在一个事件x0，其中飞船的嫡最小，另一个事件xf ,其中飞船的嫡最大。然后，让我们把封闭的曲线分成两个开放的部分，开始于x0，结束于xf。从S(x0)≤S(xf)开始，两个部分的嫡(平均)从x0增长到xf。因此，在CTC的两个分支上，热力学时间开始于x0，结束于xf。基于这一事实，有人认为，如果一个观察者从x0开始他的旅程,并沿着图中的绿线逆时针移动，那么，当他们穿过事件xf后，我们就不能再说他们的主观时间“不断增长”。相反，所有热力学过程(包括记忆形成和老化等生物过程)都是颠倒的。因此，严格地说，这个观察者的故事以xf结尾。蓝线包含另一个故事，其中另一个(时间反转)版本的观察者顺时针从x0移动到xf。结论:从在CTC上旅行的观察者的角度来看,封闭的类时曲线不是(嫡)时间的环路。相反，它是两条平行的嫡时间线，它们都在相同的事件中开始和结束(即x0和xf) 。
例如，考虑一个Alice的观察者，她的生命从x0开始，连同一枚硬币和一个笔记本。假设沿循环顺时针发展的Alice版本投掷硬币并得到正面，在笔记本上写”H”，而另一个版本(逆时针)的Alice得到反面，并写上”T”，当两个时间线在事件xf中相遇时，哪个字母会出现在笔记本上？
摆脱这个悖论的唯一方法是诉诸自洽原则，根据该原则，宇宙真正发生的历史只有那些一切都一致的历史。例如，在上面Alice的实验中，可以假设硬币在两个平行历史上纵使给出一样的结果。在经典世界中（你所理解的世界），者必须作为柯西问题的附加约束来强制执行（理解为上帝），而在量子世界中，自洽性自动保持为进化算子的固有特征。并且Gavassino还针对这个历史的自洽性给出了详细的物理证明。
而且，历史的自洽性不要求我们对初始状态施加约束，因为所有操作都是一致的，所有故事都是自动自洽，该自洽限制的是所有粒子的微观运动。
这是一种怎样的理论？
要知道世界上不可能存在一样的操作复刻，就算你做出和上一秒一样的动作，体内的微观粒子的运动也一定不会相同。
再次回到宇宙飞船的命题（请不要再看上面的绿蓝热力学图了，那只是x0到xf的热力学，而不是整个时间轴的图）。我们逆转时间从xf穿梭回x0，穿梭到x0会消除你的所有记忆，并开始保持操作一致性，直到再次回到xf。
上面所讲为量子力学，而在平行世界（保持记忆）中，自洽性一定程度上正好能解释祖父悖论。那么多个逻辑，我们总能想出一个自洽，比如假定两个平行宇宙来解释祖父悖论，主宇宙的孩子A回去杀死了祖父A1，那孩子A1为什么会存在？很简单，祖父A1死了，导致祖母只能和B1结婚，后代为孩子B。孩子B也回去杀死了祖父B1，导致祖母无法和B1结婚，最终只能和A1结婚，生下孩子A。而这只是个简化理论，a的时间线产生的b可以是任意宇宙的你，而导致你出现的b也是任意宇宙的你，这里的ab只是个代名词。无穷宇宙中，总会有那么个b导致你的出现，而你的出现又会导致新的宇宙出现。每个人都是故事的开端和结果。
自洽性反应到经典世界，也就是我们的世界真的存在一个“上帝”，这或许是爱因斯坦相信上帝的原因。
那我穿梭回去，我能遇到小时候的自己吗？假设现在有一个老鲍勃一个人呆在宇宙飞船里，根据作者给出的理论推导，要么老鲍勃在遇到小鲍勃之前就死了（宇宙飞船穿梭所耗的时间），要么他重生，成为消除记忆的年轻的鲍勃，开启操作一致性）。不管怎样，方程结果都没能安排两个鲍勃见面。
第二个建模：现在有两个人蹲在宇宙飞船上，他们就是老鲍勃和年轻的鲍勃（我们强行安排他们见面）。老鲍勃相信自己是来自未来的鲍勃，但是“老鲍勃”的信念并不能可靠的描述他自己的过去，因为逆转时空熵减少的原因，老鲍勃一定会有记忆损失，老鲍勃在去到x0之前的所有记忆可能都是错误的。老鲍勃的存在与年轻的鲍勃的生活没有宏观的因果关系（他们两个没故事）。因此，年轻的鲍勃没理由相信老鲍勃真是来自未来的自己，而老鲍勃更有可能是一个“年长的克隆体”。
读到这里，这让我不禁的想到梦。所谓的逆转时空后的记忆损失和自洽的正常过自己的生活，都能和梦境贴上联系。比如亲人去世之前会有所谓的警示梦，比如生活遇到大波动会遇到象征梦，甚至穿梭坠落之类的梦。猜测可能是去世后具有另一量子态逆转时空，但是损失了许多记忆回到现在（并非附加本体），而是与当前量子发生纠缠，但是由于自洽性，历史仍然继续推进。
做个比喻性描述，尽管电影不应该拿来做真实性描述。恐怖游轮里的JESS，为什么她会继续回到那艘邮轮，影评说实际上她的孩子已经死了，她潜意识依旧是想救自己的孩子。让我们放到整个时间循环上，初始点为JESS登上邮轮，末位为JESS发生车祸失去孩子。那么一轮循环之后，JESS会失去她的所有记忆，在邮轮睡觉时已经完成了时空穿梭。
尽管这一理论框架令人振奋，但闭合时间曲线是否真实存在仍是未知。许多物理学家对此表示怀疑。1992年，Stephen Hawking提出“时间保护猜想”，认为物理法则可能会阻止时间循环的形成，例如时空在循环建立前可能会崩溃或变为奇点。
但是上述问题的解决都是依赖所谓的上帝——自洽性。我们也提到这似乎是Alice笔记本实验的唯一解，不然笔记本上会同时存在两个字母。
现在解释一下平行世界理论：
假设一个实验，发射一个电子向10个盒子的任意一个。量子理论可以给出电子落在每个盒子的概率，根据电子的轨迹和盒子的相对位置，这个概率在不同盒子中可能不同。我们发射电子，重复99次。它每次落入哪个盒子的次数与理论预测一致——量子理论胜利了。
但是只做一次实验，结果就无法预测。因为量子理论只能描述平均结果，无法描述单一事件。调整实验的情境，要考虑的就更深了。假设我们测量的是电子的动量，而不是位置。与位置不同，微观世界也会遵循守恒定律。但在测量之前，动量的叠加状态和最终测量值完全不同。（动量也不可测量，物理测得电流都是一堆电子），就好像单个电子的动量突然出现突然消失一样。
平行世界理论就是这么诞生的吧。微观世界的动量是在多个宇宙之间守恒，不仅解释了薛定谔那只生死不明的猫——另外一个版本的猫在其他宇宙（此处猫指量子）。还解释了动量并没有被创造或者销毁。
讲完了这些，想象一下时间穿梭+自洽性理论存在会怎样影响我们的生活，这段会是很有趣的事情。
我想分两个层面想象一下这个问题，分别是：地球的未来->现在，外星的未来->现在。
假如地球的未来存在时空穿梭，飞船上分别有老Bob和老Alice，上面说到穿梭回去会消除记忆加变年轻（重生）是吧。理论上来说，年轻的Bob会变成老Bob，每个阶段的Bob都会存在，可真的是这样吗？那个被送回原来时空的Bob呢？身体和记忆没有一部分再存在于时空中，这真的能算上全阶段存在吗。或许他根本没有穿梭回去而是死在了某个角落。
外星的未来->现在，假设存在外星生物A，暂时不知道是不是肉体存在。穿梭到了地球的现在，也就是他的过去，请问他是怎么存在？我暂时能想到四个答案：A.他在外星的过去 B.随宇宙飞船降落在地球的现在 C.灰飞烟灭 D.仅作为奇怪的存在观察地球的现在
如果是按照论文，穿梭者与在一个奇妙的地方死去无异。
现在解释一下量子的基本理论，波包。以下来自B站
我们知道电子绕原子核运动，在测量上是无法确定准确位置的，只能用概率密度的电子云去描述。虽然电子不是绕原子核进行连续的圆周运动，但是出现的路径一定在它的轨道上。为什么测量时电子会神出鬼没？
量子力学上的解释是最小的（不可细分的）粒子实际上是个波包，波包越密集，越呈现出粒子的性质；波包越分散，越呈现出波的性质（波粒二象性）。比如一个光子就是一个波包。
波包有两个性质，一个是位置，一个是动量。
如果要测量波包的位置，就要用光子撞击波包。而且要得到精确的位置，就需要用一定限度内尽量高能量的光子去撞击波包，使波包吸收光子的能量，波包变得密集，粒子的性质越明显，测得位置越精确。
但是这个时候，波包吸收了光子的能量，动量变得更大了，测得的动量信息就越不准。如果要测量波包的动量，那一开始打的光子能量就需要尽可能小，根据反射回来的光子动量算得波包得动量。所以测量过程中不能同时测得波包的动量和位置。
所以量子叠加是什么？
理论上波不可能存在完美的位置、也不可能存在完美的动量。理论上有条波弥漫宇宙的整个空间，我们说波包在哪，粒子就在哪，但是粒子可以出现在这条波上的任何位置。叠加态就是指波包会出现在波上的任意位置。（注意此处的波包不是机械波，不用动量进行机械传导）
我们说测量之所以会导致量子的叠加态消失，是因为在测量时必须发射粒子去探测被测量的波，被测量粒子的叠加态就会因为这些探测粒子而消失。这就是测量坍塌效应。只要我们不去测量这个粒子（没有其他粒子的干扰），波的叠加态就会一直存在，所以粒子既在这又在那。
量子纠缠就是：两个粒子其实处在同一个波，这两个波包在没有测量前本来就属于同一个波，只不过测量行为确定了两个粒子处于两个位置，但是实验看上去两个粒子可以超光速相互作用。两个纠缠粒子既然都属于同一个波了，这两个波包其实也是同一个粒子。即反证得到，对一个粒子的测量其实是对两个纠缠粒子的测量。
其实该理论可以拓展到宏观物体，其实不仅粒子存在量子的性质，宏观物体也是存在的，只是大于分子这个层面，难免会受到其他粒子的影响。比如你在坐飞机，宇宙中总有双眼睛在看着这架飞机，虽然你在飞机上睡着了，但是飞行员在操控飞机，雷达在监控飞机。而空气中的氧分子，湖里的水分子，大多数时候与光几乎没有相互作用，于是存在量子叠加。这个世界本就没有微观和宏观之分。
