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物理学揭示的因果迷宫究竟通向何方？

因果结构（causal structure）无疑是物理学乃至所有科学规律的基本出发点之一，也正因为其过于基础性的地位，反而使我们经常忽视对其本身的审视。这就像大多数受过系统训练的中学生，都可以熟练掌握平面几何中许多解题技巧，但很少有学生会质疑那条关于平行线的“第五公设”：过直线外一点，有且只有一条直线平行于已知直线。然而正是对这条基本公设的深入研究，才使我们打破了平直空间的思维框架束缚，认识到弯曲空间中的非欧几里得几何，从而为整个近代物理学的发展铺平了道路。类似的，倘若我们能够成功突破旧有的因果关联思维框架，构建起新的认识和理论，想必也会催生出许多意义深远的成果。
时间可以循环吗？
时间序列是因果联系的前提。在牛顿时代，绝对的时间就代表了所有事件一致的先后顺序，绝对的因果关联显得天经地义理所应当。而当相对论产生之后，我们已经知道几何化的时间不再是绝对的物理量，事件的先后顺序也会因参照系不同而有所不同。再加上速度上限的存在，于是因果关联关系就被限制在“光锥”之中，只有“类时”间隔的事件之间，才有可能产生因果关联，而“类空”间隔的事件之间就无法建立因果联系。
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然而光锥只是维护局域时空内的因果关联，未必能够维护整个宇宙总体时空的绝对因果，因为广义相对论所描述的时空会弯曲，如果一条类时世界线弯曲成闭合环路，那么就会出现像“祖父悖论”这样的因果关系悖论。科幻电影中经常提起的“时空虫洞”，就可能会含有这样的几何结构。当然制造那样的时空虫洞非常困难，需要大量的奇异物质。但其实产生闭合类时线的条件比产生虫洞的条件要宽松许多，比如在每个旋转且带电的黑洞内部，理论上都存在闭合类时线。
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尽管它是数学上被允许的时空结构，但其所对应的因果关系却令人困惑。为了维护旧有因果结构的尊严，霍金还提出了“时序保护猜想”，理由是闭合类时线会使真空中有些能量堆积到无穷大——更专业的说法是，真空极化能动张量在紧致生成的柯西视界处发散，且不可重整化——然而这理由明显缺乏说服力，与其说它保护了时序的工整，倒不如说是限制了引力理论自身的适用范围[1]。
目前物理学家们只能依照既有的认知，对各种时空进行分类，最能够维护因果关联的时空被称为“双曲时空”。也许，我们现在所习惯的因果关联，本就是恰好身处双曲时空才会产生的偏狭之见吧。
因果关联可以逆时间传递吗？
退一步说，即使真如霍金所愿，宇宙中找不到闭合类时线，常识认知的因果联系就没有瑕疵了吗？答案也没有那么肯定。大多数物理定律都表现出“时间反演对称性”，也就是把方程中的t统统换成-t之后方程依然成立，于是我们不禁要遐想世界中是否存在逆时间的成分。
很早以前，费曼和惠勒就曾经猜测电磁波可以逆时间传递，并籍此提出了“吸收体理论”，后来狄拉克也曾对这个理论做过一些补充。因为描述电磁波的方程满足时间反演对称性，所以这个理论提出电磁波里同时包含两种波，一种沿时间正方向行走，另一种则沿逆时间方向传波。
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这样电磁波的发射方与接收方就成了一对互为因果的整体。如果没有接收方的存在，发射方就不能发出电磁波。就像如果没有买家下订单，卖家就不会发货一样。只不过，这里买家的订单信息是逆时间传递的。所以在时间上虽然卖家发货在前，买家收货在后，但在因果逻辑上却是买家的订单信息在“前”。
如今，吸收体理论渐已淡出了主流认知领域，因为它似乎与氢原子谱线中的兰姆位移无法相容。但逆时间传递因果关系的思想，却一直留存在其他理论之中。华盛顿大学的物理教授John Gleason Cramer，就基于这种思想提出了一种量子力学诠释。这个名为“交易诠释”（Transactional Interpretation of Quantum Mechanics，TIQM）的理论，可以比较清楚地解释量子测量中的波函数塌缩、非定域关联、量子隧穿等各种量子现象，既不需要多世界的存在，也不像哥本哈根诠释那样含糊其辞。唯一的代价，就是需要鼓足勇气抛开热力学第二定律给出的时间指向，允许存在逆时间方向传递的波。
不过，以目前的认知，关乎能量分布的演化过程都必然遵循热力学第二定律，所以交易诠释中那些逆时间方向传递的波，应该没办法携带能量。而一个“不携带能量的波”对大多数物理学家来说，并不是容易接受的概念。只有少数支持交易诠释的研究者，以“逆时间的波永远不会独立存在”来勉强为之辩护。

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