祖父悖论，是有关时间旅行的悖论。由法国科幻小说作家赫内·巴赫札维勒在1943年小说《不小心的旅游者》中提出。
悖论情形如下：假如你回到过去，在自己父亲出生前把自己的祖父母杀死，但此举动会产生一矛盾的情况：你回到过去杀了你年轻的祖母，祖母死了就没有父亲，没有父亲也不会有你，那么是谁杀了祖母呢？ 或者看作：你的存在表示，祖母没有因你而死，那你何以杀死祖母？
平行宇宙
物理学家认为，也许世界是由无数个平行宇宙组成的，而当某人回到过去杀你的祖父母时，此人杀的其实是另一个宇宙的人（或者你的这个举动也可以创造一个新的平行宇宙），而此人的“祖父”或“祖母”的死只会使那个平行宇宙的此人不再存在，而这个平行宇宙的此人则平安无事。
在量子物理中，“多个世界（世界线理论）”理论可以如此理解：对于每一个似乎随机的事件来说，只要它的可能性不是零，它所有可能的情形都会在不同的平行世界中发生，造成历史的分支。物理学家大卫·多伊奇（David Deutsch）认为，当你回到过去去杀你的祖父母时，你其实进入了另一个世界，杀的是另一个世界的人。（那个世界与你的世界的差别仅在于你祖父母死了）
M理论，作为至今最有可能结合5种不同的弦论的理论，是如此解释平行宇宙的：多个三维的“膜”可以同时在一个四维的宇宙（不是爱因斯坦的三维空间加一维时间；见膜宇宙学）中存在；这些膜之间的撞击会在膜中产生大量的能量——这也可以解释大爆炸是如何起源的。可是，M理论并不能解释不同膜的历史之间的关系，也不能肯定，当你回到过去时，你会进到另一个膜里面。
M理论
M理论（英语：M-theory）是物理学中将各种相容形式的超弦理论统一起来的理论。此理论最早由爱德华·威滕于1995年春季在南加州大学举行的一次弦理论会议中提出。威滕的报告启动了一股研究弦理论的热潮，被称为第二次超弦革命。
弦理论学者在威滕的报告之前已经识别出五种不同的超弦理论。尽管这些理论看上去似乎非常不一样，但多位物理学家的研究指出这些理论有着微妙且有意义的关系。特别而言，物理学家们发现这些看起来相异的理论其实可以透过两种分别称为S对偶和T对偶的数学变换所统合。威滕的猜想有一部分是基于这些对偶的存在，另有一部分则是基于弦理论与11维超重力场论的关系。
尽管尚未发现M理论的完整表述，这种理论应该能够描述叫膜的二维及五维物体，而且也应该能描述低能量下的11维超引力。现今表述M理论的尝试一般都是基于矩阵理论或AdS/CFT对偶。威滕表示根据个人喜好M应该代表Magic（魔术理论）、Mystery（神秘理论）或Membrane（膜理论），但应该要等到理论更基础的表述出现后才能决定这个命名的真正意义。
有关M理论数学架构的研究已经在物理和数学领域产生了多个重要的理论成果。弦理论学界推测，M理论有可能为研发统合所有自然基本力的统一理论提供理论框架。当尝试把M理论与实验联系起来时，弦理论学者一般会专注于使用额外维度紧致化来建构人们所处的四维世界候选模型，但是到目前为止，物理学界还未能证实这些模型是否能产生出人们所能观测到（例如在大型强子对撞机中）的物理现象。
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