尾猿會

穿越，始終是一個經久不衰的話題，雖然這段時間沒有以前流行穿越劇時間段那么火了，但是，討論的人依舊還有很多。有不少人始終堅信：穿越是真實存在的物理現象，你看當初愛因斯坦愛大叔，不就是證明了一個“蟲洞”存在嗎？說不定哪天咱就碰到一個蟲洞，然后通過它穿越時空回到清朝，把那個乾隆還是雍正搞下來，咱們也當回皇帝，娶個后宮成群……先打��！講到這里，我們先打住一下對穿越的遐想，回到咱們今天的主題來：科學上，穿越到底行得通不？有沒有什么物理解釋能完美的把穿越給說明白嘍？

有些人可能會問了，為什么又要說“完美”呢？愛大叔不是早就證明了蟲洞嗎？其實，只要接觸過一點點和科學相關的人都會知道，證明完蟲洞沒用，穿越還是會帶來一個大問題：“悖論”。最有名的悖論當屬外祖母悖論：如果有人穿越回去，把自己的外祖母在過去時殺死，那他還存在嗎？如果不存在，那又是誰殺的？無論怎么講，邏輯都不通了。

 

SO，在物理學上究竟有沒有可能用一種邏輯通的方法解釋得了“穿越”現象？要了解這個問題，咱先來看一個東西：量子力學的退相干理論。這個東西，或許能解決“穿越時空”所帶來的一切難題。

先說說，啥是退相干

退相干理論，是量子力學當中的一個基本理論，大致的內容為：倘若存在一個連續分布疊加的量子波函數概率幅，就會產生相干性。而后，這個相干性的波函數概率幅，在經過觀測后，會導致其瞬間退變為離散分布于某一特定點的狄拉克δ函數。

當你看完這段話后，我相信你馬上會嚷嚷起來：你這個作者啊，故意刁難人是不是哇！整一些稀奇古怪的名詞湊成一句，咱們看不懂��！別著急，接下來，我就要講講這個退相干究竟是個什么意思。事實上，本人曾在尾猿會專欄發表過的一篇文章里，就有講過這個退相干和穿越之間的聯系，不過當時講的也不太全面。如今咱再在這里來講講。

大家知道，咱們的宇宙是由兩種東西構成：物質，還有能量。姑且先拋開暗物質和暗能量（因為物理學家根本不知道那是啥玩意），咱們的物質構成，稱為粒子，咱們的能量構成，稱為量子。量子力學就是這兩種粒子的全部運動描述理論。在量子力學當中，無論是量子，還是粒子，都具有一種奇特的特性，我們稱之為“波粒二象性”。這個特性講的是什么呢？無論是量子還是粒子哇，他們都是以波動的方式，運動的！這個波，學名叫做德布羅意波，又叫物質波，是一個叫德布羅意的物理學家在1924年提出來的。

提出了德布羅意波之后，期初這個物理學家只是參考了一些實驗數據和光的“波粒二象性”，整合出來的一個物理學理論，但是令人沒有想到的是，這個德布羅意波竟然在日后成為了著名的物理理論之一，原因是因為，后來有人將其和量子力學的不確定性完美結合了在一起，用它來表述量子的運動方程。不確定性可是量子力學的主心骨之一，這個原理認為，一切的粒子（量子）都是具有多個不確定的值的，你永遠不可能測量到它的精準物理共軛量。簡單來說，德布羅意波不是我們講的普通的波，而是描述粒子在某一空間內出現的概率的波動，也成為幾率波。

既然是描述粒子幾率的，那么肯定要有個波動函數，這就是我們稱之為“波函數”的東西。接下來，重點來了。

當年，在物質波、不確定性這些理論相繼被提出來之后，物理學家在物理研究過程中突然發現一個很奇妙的現象：如果一個任意粒子，沒人去觀察它的話，那么，它的波函數（波運動的方程）的一種叫本征態的東西，將會變成無窮多。只有在觀測到它的時候，才會瞬間跳躍到其中一個本征態，這在量子力學里被稱之為量子退相干，過去也叫“波函數坍塌”。

還是聽不懂？簡單來說，本征態就是指這個粒子任何可能的狀態，比如它可能在廚房，也可能在廁所。沒人觀測的它的時候，它出現在哪都有可能，有人觀測它的時候，它就在其中一個可能（例如一個房屋內）內確定了下來！由于任何物質都是粒子構成，所以講得通俗一點就是，如果全宇宙沒人看月亮，月亮有可能是不存在的。只有當一個人看到的那一剎那，月亮才在某個地方確定下來。稍微了解過物理學的，都知道“薛定諤的貓”，那只小貓的兩種狀態（死或活）就是貓的兩種“本征態”。

那講了這么多，讀者恐怕有點著急了：賴仲達你丫還不講這個跟穿越有毛線關系！現在，我馬上要講了，請大家拿好瓜子！

與穿越有什么聯系

如果大家看過某些穿越劇，可能會注意到這樣一個細節：不少劇中的人都認為，某些重大歷史不能改變，一旦改變可能會引起“某種問題”。例如在英劇《DOCTOR WHO》當中，重大或者確定的歷史事件，被稱為“定點”，改變它甚至會引起時空崩潰。而劇中這些個概念，在物理學上還真的可以解釋：為什么這些歷史事件不能改變？原因很簡單，就是我上面所講述的退相干：這些歷史事件已經被觀測過了，它所在時空的波函數，已經坍塌到了一個確定的“本征態”，而不是幾個本征態“想干”在一起。簡單來說，未觀測情形下，物質擁有N種可能，觀測后，物質只剩下一個可能；同樣，歷史重大事件被觀測之后，在那一個時間點上，只剩下1種可能（本征態）。

如果你穿越回過去，在那個時間點上，就多了一個“觀察者”，就會造成第二個可能（本征態）出現，例如開國大典照片上出現了一個飛碟，而當年所有人都觀測到，沒有這只飛碟，所以穿越會導致開國大典出現“有飛碟又沒有飛碟”的情況�？梢哉f：如果真能穿越，在同一時刻你會觀測到兩種不同的本征態，例如你同時觀測到一只貓又死又活。這是違反量子法則的。

而后，用這個概念來解釋穿越，就不會再發生悖論了：

假定有人穿越回過去，在自己外祖父小的時候殺死了自己的外祖父。首先。在準備穿越之前，他的狀態是“活著的”，也就是說這個人本征態是“活”。那么就會有一個因果關系，由于這個人活著，這個人肯定是由他母親生出，他母親是由她父母（這人的外祖父母）生出，所以，如果活著，意味著這個人的母親在出生之前，外祖父必然活著。這相當于，他間接觀測到了，這個人“活”，意味著外祖父小時候的本征態已經坍塌確定為“活”。然后呢，他穿越到外祖父小時候，又殺死了外祖父，此時他外祖父的本征態就變成了“死”，這樣，在同一時刻內（外祖父小時候），這個人觀測到了外祖父“又死又活”，違反了量子法則，所以這次穿越無法真實生效。

如果真的生效了，哪又會如何呢？在物理上找不到一個確定的解決方案。但是我們可以推理一下：兩種不同的可能，例如又死又活，同時被人觀測到疊加在一起，這是不可能的，但是如果沒人觀測，這就變得可能了（參考薛定諤的貓）。所以，如果真有這種疊加現象發生，那么現象所牽扯到的一切事件，或許都將變成“沒人觀測”的情況，有可能就全部徹底消失了。