时空旅行真的存在吗？这位科学巨人为时间建立了数学基础

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引言：20世纪中期，高德尔提出了时空旅行的理论挑战爱因斯坦提出的广义相对论，当时的爱因斯坦很长的一段时间都深受其干扰，但正是高德尔的挑战让爱因斯坦更加努力完善广义相对论。高德尔还动摇了数学界的根基，让数学家们一度很低迷。

20世纪10年代，爱因斯坦提出了震惊世界的广义相对论。狭义相对论认为所有的惯性参考系都是等价的。而广义相对论则在狭义相对论的基础上加多了一条定理：加速度与引力场局域等价原理。爱因斯坦提出的广义相对论是当时人们公认的真理，但是在爱因斯坦提出相对论后的第三十四年，有个人提出了一个质疑广义相对论的观点——允许某种形式的时空旅行。这个人是爱因斯坦在普林斯顿研究院的同事兼朋友，他的名字叫库尔特·高德尔，是来自法国维也纳的一位数学家。

从20世纪50年代开始的10多年时间，高德尔在科学界一直充当着挑战权威理论的角色。首先，高德尔建立了数学基础去证明时空旅行，这个做法让爱因斯坦大吃一惊，因为这个理论的提出是对爱因斯坦提出的广义相对论的一种干扰。再者，高德尔还提出数学家们认为完美的算术是不完整的理论，这个理论动摇了许多数学家们信奉的东西。

高德尔认为爱因斯坦提出的理论会导致一些不良结果，他是如何证明的呢？首先，他假设我们生存的宇宙一直保持旋转。因为宇宙在旋转，所以人们能够在时空中进行任意点与点之间的旅行，也就是说人们可以在任意时间看见任何事情。高德尔提出的假设适用于爱因斯坦提出的方程，因此得出了方程的一个奇怪的解。

在当时，爱因斯坦也很困扰于高德尔发现的解。但是因为宇宙有坍塌的趋势，再加上宇宙存在引力，因此宇宙只有保持高速的旋转才能避免坍塌。高德尔通过计算得出宇宙旋转一圈必须在七百亿年内，但是只有低于光速的时间才能实现时空旅行，这个又与“超光速能使时间倒退”的观点相违背。虽然后来高德尔的理论被证明是错误的，但正是高德尔的“捣乱”才促使爱因斯坦更加努力去完善广义相对论。

自从数学家们发现欧几里得定理之后，很多数学家都认为数学能够在慢慢的探索中变得越来越完美，也就是说复杂的数学问题能够被简化为简单的数学公理，所有的数学问题都能通过几条公理的推导从而得出答案。但恰恰相反的是，高德尔认为数学中存在的一些定理是没办法通过数学的推导方式而等到证明的，也就是说人类没办法运用现实生活中的数学知识证明这些定理的正确性，所以数学的算术是不完整的，也永远不可能完美。

高德尔是如何证明他的理论是正确的呢？他利用悖论的方法制造了一些复杂的逻辑骗局，让人们认为数学中确实存在着一些无法通过算术证明的正确定理。他的证明是从一个独特的悖论语句开始的，例如“这个定理是错的”，假如这个句子表达的内容是对的，那么能够推导出这个句子

的内容是错的。

?高德尔甚至还把这个逻辑悖论运用到了整个数学中，按照这种逻辑，任何领域中原本被认为最精准的数学都变得不准确了，这让很多热衷于数学的人恨得牙痒痒的，但是也激励更多的数学家去证明自己，从而推进数学的发展。


本文选自：今日头条