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各种幻想故事中，对穿越时间的描写基本都是出于创作目的。怎么有趣就怎么写，怎么高大上就怎么写，怎么听起来很奇妙很有逼格就怎么写。从祖父悖论到平行世界到世界线收束，有很多有趣的想法被提出，然后变成流行词语。事实上，这些流行词语和科学没有任何关系，它们仅仅只是故事元素罢了。
让我们试图从科学的角度，来看看“人类穿越回到过去”这个描述具体是什么意思吧。
1 基本原则
首先，介绍一个很多人没听过的词：“测量不确定度”。这个词是用来取代“测量误差”的。“测量误差”的定义是测量值减去真实值。例如你手中有一支笔，它的真实长度是10厘米，而你测量到的长度是11厘米，那么你的测量误差就是1厘米。为什么要取代“测量误差”呢？因为你没办法回答这个问题：“你说真实长度是10厘米，你怎么知道它的真实长度的？”
是的，人类唯一能得知长度的方法就是测量，而测量只能得到测量值，得不到所谓的“真实值”。无论你测量多少次，你永远都只能得到无数个测量值，然后再对这些测量值进行求均值、求方差等等数学处理，最终得到数学意义上的“多次测量所得测量值的不确定度”。“真实值”在事实上是不可知的，所以“测量误差”的定义本身就不成立。
这个冷知识其实并不重要，大多数人根本不在乎也用不上“不确定度”“测量误差”这两个概念。我介绍这两个词是想说明一个原则：在科学上，不存在“理所当然”的东西，对任何名词都可以问甚至应该问“这是什么玩意”。例如大多数人认为“真实”是理所当然的，然而没有任何论据和逻辑论证支持这一点，甚至这一点是否可能被证明也不得而知。
2 过去
什么是过去？当你打算在科学的角度谈论它的时候，你就必须给出一个明确的定义了。否则你说“回到过去”的时候，就跟“回到黄色”“回到爆发”“回到阿尔法贝塔西格玛”一样，都是未定义的词组。
按照大部分关于时间穿越的故事中的描述，所谓的“过去”可以被定义为“观察者（穿越者）面对的环境，其和观察者之间产生的各种互动均和观察者记忆中的情形相同”。换言之，你看到了你记忆中过去的情形=你穿越到过去了。是的，请允许我再次声明，“理所当然的过去是不存在的”。按照这个总结出来的定义，我们可以试图这样穿越过去：集中大量的人力物力，构造出一个穿越者记忆中的情景，为了降低代价可以考虑把穿越者打成脑残痴呆，然后禁止穿越者离开这些情景。OK，穿越者成功回到过去了。好吧，除去穿越元素，这种想法早就拍过电影了。
这种穿越听起来很无聊，对吧？那么我们把工程规模扩大，假定无聊的外星人带着太阳系原子重组机来到了这里，调查了某个穿越者的大脑后把整个太阳系除穿越者外所有原子均重构成了他记忆中的样子，事成后直接离开深藏功与名。那么这个穿越者直到自然老死为止，会知道自己穿越的真相吗？你说“无论他知不知道，事实都不会改变”？那么请复习“不确定度”的来龙去脉。“事实”不是理所当然存在的，你必须证明或假设它们存在才行。
你看，“过去”其实可以很容易被构造出来，只是和很多人空想的完全不同。
3 穿越
穿越的定义倒是很简单，例如你坐飞机从中国到了美国，我们也可以说你通过飞机这个外挂从中国穿越到了美国，简单方便易理解。然而这个定义其实隐含了一个非常重要的东西：中国和美国都是“人类可以存在的地点”。觉得这么说很别扭？那我们来对比一下就知道了，你能穿越到美国，你能穿越到红色吗？你能穿越到电磁波吗？同样是名词，你可以存在于“美国”，或者说“具有美国这个概念的现实存在的地点”，但你既不能穿越到“名为红色的地点”，也不能穿越到“名为电磁波的地点”，因为这些地点是不存在的，相应名词对应的东西既不能容纳一只两脚猿，也不能稳定在一个时空坐标上。
同理，你要穿越过去，具体来说是“你要到达一个名为过去的（或者说符合你心目中过去）的地点”，然而这个地点的存在性有人证明吗？甚至可证明吗？没人知道。“过去”作为一个泛泛的描述，当然是有其意义的。然而，“过去”作为一个地点，可能是不存在的。没有任何物质、能量、信息构造出这样一个你可以到达的地点。
事实上，不仅这样的地点可能是不存在的，甚至这样的世界都可能是不确定的。我们都愿意相信未来是不确定的，面对科学带来的机械论（一切都在宇宙诞生之时便已注定），人类一直尝试否定它，直到量子力学诞生，不确定性原理才第一次在科学意义上给出了支持。然而不确定性原理支持的可不仅仅是“未来不确定”而已，连“过去”也被不确定性原理所撼动了。没错，在物理定律面前，除了熵增定律等少数定律外，绝大多数定律对过去和未来来说是不变的。你心中未来有多么不确定，过去就有多么不确定。当然，科学界对此可能还没有明确的共识，但至少霍金等科学家已经在科普著作中谈论这种思想了。
因此，你想要穿越回到的“过去”，不仅可能是不存在的，甚至可能是不确定的。
4 人类
好吧，我们假设过去是存在的，是确定的，是可以到达的。我们假设所有幻想故事中的穿越过去都是成立的。那这个话题是不是就到此为止了？不，我们还有最后一个要讨论的名词：“人类”。当然，我们不讨论人类的定义、生理机制和自由意志等等。我们只讨论，当人类和穿越过去结合起来的时候，有哪些有趣的推论？
首先，当然是最著名的“祖父悖论”啦。如果一个人回到过去杀死他的祖父，那么他就不会诞生，所以有自由意志的人不能回到过去。恩，悖论就是这么神奇。那么我们改一下，把“一个人”替换成“一个黑洞”，那么穿越成功后，地球被黑洞吞吃掉，所有人都不会诞生了，悖论依然成立。你说黑洞影响太大了，那我们换成“地球增加了一个人类的质量后对擦肩而过的小行星的引力变化”如何？或者干脆“穿越回某个时间点的人类太多了，导致那个时间点的地球总质量超过了临界质量，几乎无限的穿越者坍缩成了黑洞毁灭了太阳系”如何？
——没错，各种幻想故事中最擅长的就是夸大人类自由意志对世界的影响，因为这样才有趣才好看。然而物理定律表示呵呵。在科学的角度上，哪怕悖论成立，那也是在时间穿越成立的那一瞬间，因果线就已经彻底崩了，你回到过去杀自己的祖父和回到过去杀我的祖父没有任何区别，当然更不会影响你的死活。故事可以把人类放在世界的中心，科学可不这么想。
好吧，祖父悖论没意思了，我们来看看世界线收束。其实这跟“人类回到过去改变历史必然会导致更差的结局”一样，都属于强行用主观意识束缚客观世界。世界线收束导致某人必死？那他死在不同地方导致跟他一起死的蟑螂不一样了，蟑螂们的世界线怎么不收束啊？微生物们的世界线呢？树木石头土壤的世界线呢？你回到过去导致更差的结局？对你来说更差可能是对另一个人来说更好，你们俩一起穿越的话，到底以谁的更差为准？
——没错，各种幻想故事中最擅长的就是夸大人类自由意志对世界的影响，因为这样才有趣才好看。然而物理定律表示呵呵。在科学的角度上，人类和其他动物和植物和石头土壤等等没什么区别，主角和配角也没什么区别。没有说人类的世界线（这玩意可测量吗？单位是多大？）就比蟑螂的世界线更高贵更伟大，没有说主角的悲欢喜怒就比配角的悲欢喜怒更重要。故事可以把人类或者主角放在世界的中心，科学可不这么想。
再来看看平行世界，这其实跟过去没啥关系了，只是用来强行解释祖父悖论而已。你进行了某次穿越行为，你来到了一个新世界，这个新世界跟你记忆中的世界似乎一模一样，仅此而已。这跟过去有啥关系啊？干脆开个穿越大门，人类瞬间从单星球文明变成双星球文明了，多好啊！干脆穿越到一个“地表环境和现在环境几乎一致但没有人类”的新地球，穿越大门开起来，人类所有资源翻倍再也不用愁什么资源贫乏了，平行世界是无限的啊！什么，你说“每一个可能性对应一个平行世界，那是否存在一个不存在平行世界的平行世界？”
——没错，各种幻想故事……（以下略）。
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