Nghịch lý ông nội

Nghịch lý ông nội là một vấn đề trong nghịch lý của du hành thời gian, hay hiểu đơn giản là vấn đề không thể hiểu hoặc không có cách giải, lần đầu tiên được miêu tả (miêu tả đúng như khái niệm hiện nay) bởi nhà khoa học giả tưởng René Barjavel trong quyển sách Le Voyageur Imprudent (Nhà du hành khinh suất) xuất bản năm 1943. Tuy nhiên, những vấn đề tương tự (thậm chí còn phức tạp hơn) đã được miêu tả sớm hơn, ví dụ điển hình tiểu thuyết By His Bootstraps của Robert A. Heinlein. Điều nghịch lý ở đây là: Có một người đàn ông du hành thời gian về quá khứ và giết ông nội mình trước khi ông mình cưới bà nội. Kết quả là cha của anh ta sẽ không được sinh ra, điều đó dẫn tới người đàn ông đó sẽ không bao giờ được ra đời thì làm sao anh ta có thể du hành về quá khứ. Nhưng nếu anh không về quá khứ để giết ông nội mình thì ông nội anh phải còn sống và điều đó nghĩa là anh vẫn được ra đời và có thể vượt thời gian để giết ông nội mình. Hai tình trạng trên đã phủ nhận sự tồn tại của cả hai trường hợp, đây là một loại của nghịch lý logic.

Mặc dù tên lý thuyết này là nghịch lý ông nội, nó không nói riêng về sự không thể sinh ra đời của một ai đó. Đúng hơn thì khái niệm này bao gồm bất cứ những hành động nào làm nên sự không thể vượt thời gian về quá khứ từ lúc đầu. Tên nghịch lý ông nội là tên thông thường nhất được dùng để diễn tả hiện tượng nghịch lý du hành thời gian. Một ví dụ nữa là sử dụng một kiến thức khoa học của nhà khoa học A để tạo ra cỗ máy thời gian rồi sử dụng nó đi về quá khứ rồi giết nhà khoa học A, nếu nhà khoa học A bị giết trước khi phát minh ra kiến thức khoa học đó thì cỗ máy thời gian cũng sẽ không hề được tồn tại. Thuyết nghịch lý tương tự được biết đến (trong triết học) như là autoinfanticide (tạm dịch là "em bé tự sát"): Nói về trở về thời gian và giết chính mình khi còn là đứa bé.

Lý thuyết nghịch lý ông nội là một minh chứng bác bỏ khả năng du hành thời gian về quá khứ. Tuy nhiên, đã có một số phương pháp dùng để giải mã câu đố này đã được công bố, như là lý thuyết thời gian bất khả đổi nghĩa là tất cả mọi thứ trong thế gian đều đã sắp đặt không ai có thể thay đổi gì hết hoặc là khái niệm vũ trụ là một khoảng thời gian và không gian song song. Ví dụ như là không-thời gian (hay còn nói là thế giới) mà người đó được sinh ra khác biệt với thế giới mà người đó trở về quá khứ để giết ông nội mình hoặc có thể người đó vì muốn giết ông nội mình nhưng đã vô tình cứu ông thay vì giết được ông, điều đó nghĩa là ông nội anh vẫn còn sống và anh vẫn được ra đời để mà sau này trở về cứu ông nội mình.

Một nghịch lý có liên quan là Nghịch lý Hitler hoặc Nghịch lý vụ ám sát Hitler. Nghịch lý Hitler này được thấy trong các thể loại khoa học giả tưởng, khi một người hùng vai chính du hành về quá khứ để giết chết Hitler trước khi Hitler tạo nên chiến tranh thế giới hai. Nếu như chiến tranh thế giới thứ hai chưa từng xảy ra thì lý do quay về quá khứ để giết Hitler cũng sẽ không hề tồn tại. Thêm vào đó, ảnh hưởng của sự tồn tại của Hitler rất to lớn và hầu như sẽ ảnh hưởng đến tất cả những người sinh sau thế chiến thứ hai. Do đó, nghịch lý ông nội cũng có thể được áp dụng trong nghịch lý Hitler vì thế chiến thứ hai ảnh hưởng đến sự ra đời của những người sinh sau thế chiến thứ hai.

Nghịch lý tiền định

Nghịch lý tiền định hay vòng lặp nhân quả là nghịch lý du hành thời gian thường được sử dụng trong các tác phẩm khoa học viễn tưởng. Vòng lặp nhân quả thời gian bao gồm sự kiện 1 diễn ra trước là nguyên nhân (hay ít nhất là một trong những nguyên nhân) của sự kiện 2 diễn ra sau, và bằng du hành thời gian, sự kiện 2 lại là nguyên nhân của sự kiện 1. Nghịch lý xảy ra khi nhà du hành thời gian rơi vào vòng lặp các sự kiện tiền định anh ta hoặc chị ta du hành thời gian về quá khứ. Lúc này, sự kiện 2 sẽ là sự kiện nhà du hành thời gian trở về quá khứ, và 1 là điều gì đó nhà du hành thời gian đã làm trong quá khứ khiến anh ta hoặc chị ta muốn quay trở về. Nghịch lý này đưa ra giả thuyết rằng những nhà du hành thời gian không có cách nào để thay đổi được một sự việc. Ví dụ khi một người quay về quá khứ để cứu một người khỏi tai nạn giao thông và khi ở quá khứ người đó lấy xe chạy đến nơi trước khi tai nạn xảy ra, vô tình người đó đâm trúng chính người mà họ trở về để cứu và gây ra cái chết, cái chết mà đã khiến bản thân trong tương lai muốn quay trở lại quá khứ.

Lý thuyết này liên quan mật thiết đến nghịch lý bản thể ở chỗ có thứ không thể xác định được nguồn gốc độc lập, mà trong trường hợp này là lý do của chuyến du hành thời gian. Nghịch lý không ngụ ý rằng có một kế hoạch lớn hơn từ một nguồn gốc cao hơn, nó chỉ khẳng định rằng thời gian là bất biến. Chuỗi sự kiện vẫn có thể xảy ra bởi quan hệ nhân quả thay vì bởi một nguồn gốc siêu nhiên, ví dụ: Sự kiện A. Nhà bác học điên gặp Kẻ hoang tưởng lầm bầm điều gì đó về phương pháp du hành thời gian; Sự kiện B. Nhà bác học điên dành cả đời để chứng minh sự tồn tài của du hành thời gian, bỏ mặc vợ con mình khiến họ bỏ rơi ông; Sự kiện C: Nhà bác học điên trở về quá khứ để ngăn chặn điều này; Sự kiện D. Du hành thời gian khiến Nhà bác học điên trở thành Kẻ hoang tưởng. Tính tiền định của sự việc nằm ở việc nhân quả là bất biến, không phải vì một kế hoạch hay kịch bản nào đó.

Bởi vì du hành thời gian có khả năng làm ảnh hưởng đến quá khứ, một cách để giải thích vì sao quá khứ không thay đổi là nói điều gì đã xảy ra phải xảy ra. Điều này có nghĩa là mọi nỗ lực thay đổi quá khứ của nhà du hành thời gian, dù vô tình hay cố ý, cũng chỉ tạo ra và hoàn thành quá khứ mà chúng ta biết bấy lâu nay thay vì thay đổi nó, và kiến thức về lịch sử của nhà du hành thời gian đã bao gồm những chuyến du hành tương lai tro: ng kinh nghiệm ở quá khứ của bản thân (theo Nguyên tắc tự nhất quán của Novikov).

Nói cách khác: nhà du hành thời gian trở về quá khứ có nghĩa là họ đã từng ở quá khứ trước đây. Vì vậy, sự tồn tại của họ ở quá khứ là đặc biệt quan trọng đối với tương lai, và họ làm điều gì đó khiến tương lai diễn ra đúng như những gì họ nhớ. Nghịch lý này liên quan mật thiết đến nghịch lý bản thể và thường xuất hiện cùng nhau.

Nghịch lý boostrap

Đây là 1 nghịch lý về du hành thời gian. Khi một sự vật, 1 thông tin ở tương lai được gửi về quá khứ, nó ảnh hưởng đến sự tồn tại của thông tin hay sự vật đó ở hiện tại. Nghịch lý boostrap hay thường được ghép với Nghịch lý tiền định. Giả sử, bạn ngân nga một bài hát của người ca sĩ bạn thích ở trong quá khứ, rồi người ca sĩ đó nghe thấy và đã nghĩ ra bài hát mới. Vậy ai đã tạo ra bài hát, không phải là bạn hay người ca sĩ. Nghịch lý boostrap luôn tạo ra sự bí ẩn về nguồn gốc thông tin trong nhiều tiểu thuyết, bộ phim có du hành thời gian.

Hiệu ứng cánh bướm

Hiệu ứng cánh bướm (tiếng Anh: Butterfly effect) là một cụm từ dùng để mô tả khái niệm trong lý thuyết hỗn loạn về độ nhạy cảm của hệ đối với điều kiện gốc (sensitivity on initial conditions). Vốn được sử dụng ban đầu như một khái niệm khoa học đơn thuần, hiệu ứng cánh bướm sau đó đã được nhắc đến nhiều lần trong văn hóa đương đại, đặc biệt là trong các tác phẩm có đề cập tới quan hệ nhân quả hoặc nghịch lý thời gian. Đã có một vài bộ phim nhắc tới hiệu ứng này như: "Hiệu ứng cánh bướm" do diễn viên Ashton Kutcher thủ vai chính.

Năm 1972, nhà khí tượng học và chuyên gia về lý thuyết hỗn loạn Edward Norton Lorenz đã giới thiệu trước Hiệp hội phát triển khoa học Hoa Kỳ (American Association for the Advancement of Science) một bài nói chuyện có tựa đề Predictability: Does the Flap of a Butterfly's Wings in Brazil Set off a Tornado in Texas? (Tính dự đoán được: Liệu con bướm đập cánh ở Brasil có thể gây ra cơn lốc ở Texas?). Trước đó vào năm 1961, trong khi mô phỏng một dự đoán về thời tiết trên máy tính, Lorenz đã lỡ nhập số liệu là 0,506 thay vì 0,506127 như dự định, và do đó đã thu được kết quả dự đoán thời tiết hoàn toàn khác so với tính toán ban đầu. Từ kết quả này Lorenz đã đề cập tới sự ràng buộc chặt chẽ của hệ vật lý đối với các điều kiện ban đầu trong bài nói chuyện. Theo đó một cái đập cánh của con bướm nhỏ bé có thể gây ra sự thay đổi (dù rất nhỏ) trong điều kiện gốc của hệ vật lý, dẫn đến kết quả là những thay đổi lớn về thời tiết như cơn lốc tại một địa điểm cách nơi con bướm đập cách hàng vạn km. Cũng theo Lorenz thì tỉ lệ động năng giữa một cái đập cánh của con bướm với toàn bộ cơn lốc là quá nhỏ, vì thế con bướm chỉ có vai trò không đáng kể trong những tính toán lý thuyết hỗn loạn cho hệ vật lý, nói cách khác thì nếu một cái đập cánh của con bướm có thể gây ra cơn lốc, thì một cái đập cánh khác cũng có thể dập tắt nó, và bên cạnh cái đập cánh của con bướm thì còn có vô vàn hoạt động khác có động năng đáng kể hơn rất nhiều có thể ảnh hưởng tới thời tiết.