首先，对于时间旅行者来说，这是个好消息。物理学家们早就认识到，物理定律本身并没有明确禁止时间旅行。据他们所知，这些定律并不在意时间是向前还是向后流逝；它们在这两种情况下都同样适用。
这一认识催生了许多研究，其中一些研究非常严肃，试图测试因果关系的极限。在这项工作中，物理学家们尝试了各种方法，从扭曲时空的结构到利用量子不确定性进行时间旅行。他们甚至测试了一些想法。但似乎都不奏效。事实上，一些方案需要明显不符合物理条件的设定，使得它们不太可能得到检验。
但最热情的爱好者总是寄希望于时间旅行尚未被证明是不可能的这一观点。
记忆丧失
现在是坏消息，来自纳什维尔范德比尔特大学的数学家 Lorenzo Gavassino。Gavassino 发现了一些以前未知的时空旅行的副作用。
他说，物理定律可能并没有禁止时间旅行，但如果它可行，这些定律会导致一些奇异的后果，其中之一是任何进行时空旅行的人都无法记住它。物理定律表明，这个人一回到现在，他们的记忆就会被抹去。
那么，物理定律是如何导致这一令人失望的结论的呢？原来，只有一个定律对此负责——热力学第二定律，即任何系统的熵，或者说无序度，总是随时间增加。
与其他所有定律不同，第二定律区分了时间向前和向后流动。鸡蛋永远不会复原，牛奶也不会从咖啡中分离出来，等等。
在 M series of thought experiments 中，Gavassino 现在已经证明，这对于一艘载有时空旅行者且沿着时空中的圆形路径航行的飞船来说，具有重要意义，换句话说，就是一次回到同一时间点的旅程。
这种圆形旅程的一个关键特征是，熵在开始时和结束时必须相同——因为旅行者回到了原来的状态。因此，如果熵随时间增加，那么在这个圆上必须有一个熵达到最大值的点，然后返回到其原始值。
Gavassino 说，对于飞船中越过最大熵点的时空旅行者来说，后果是显而易见的：“所有热力学过程（包括诸如记忆形成和衰老等生物过程）都会逆转，”他说。“乘客的记忆必然在旅程结束时被抹去。”
Gavassino 在这篇论文中的突破在于，他用量子力学和时空的数学来形式化了这一想法。
这篇论文中一个特别迷人的方面涉及到时空旅行期间时钟的行为。Gavassino 证明了时钟不会按预期工作。要使一个时钟在完成旅程后回到起点，它必须以一种在旅途中产生整数“滴答”次数的频率来计时。
这个要求可以给用于标准线性时间的时钟引入细微的“缺陷”，使得它们在闭合类时曲线中的测量不可靠。而且，由于同样的论点也适用于分子的普通振动和原子，这就提高了在类时曲线中物质的普通存在可能会受到广泛干扰的可能性。
或许 Gavassino 最深刻的发现是记忆的抹除，无论是人类的、计算机的还是其他形式的。Gavassino 将记忆建模为物体与“记忆载体”之间的相互作用。他表明，在旅程中产生的记忆必须在结束时被撤销，因为系统必须恢复到其原始的熵状态。
循环的终结
这种现象从根本上改变了旅行者对时间的感官体验。“任何在闭合类时曲线中收集到的记忆都会在循环结束前被抹去，”他解释道。
Gavassino 的发现对我们理解时间和因果关系具有重要意义。虽然这项研究并未确定时间旅行是否可能，但它揭示了在这种情况下必须满足的严格条件。
在一个存在闭合类时曲线的宇宙中，时间旅行不会像科幻小说中的自由冒险那样。相反，旅行者将面对一个由严格的自我一致性、被抹去的记忆和被扰乱的因果关系所支配的世界。
当然，想成为时间旅行者的人会寻找 Gavassino 论证中的潜在漏洞。一种可能性是，虽然热力学第二定律适用于整个系统，但它不一定适用于其组成部分。
因此，可能存在一种方式，系统的某些部分熵会减小，而其余部分熵会增加，从而确保总熵符合所需条件。事实上，人类记忆的形成和保持就是这样发生的。这可能为人类及其记忆在穿越闭合类时曲线的旅途中得以保存提供一种方式。
这对潜在的时间旅行者来说是诱人的思考。当然，我们中间任何实际的时间旅行者早就得出结论，Gavassino 一定在某个地方遗漏了什么。
参考：Life on a closed timelike curve : arxiv.org/abs/2405.18640
