 |
Мы все – одно. Может ли человек путешествовать назад во времени
|
|
|
|
Мы все – одно
В своей книге «Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман! » Фейнман рассказывает, что однажды ему позвонил возбужденный наставник Джон Уилер, который сказал: «Я знаю, почему все электроны имеют одинаковый заряд и одну и ту же массу! » Фейнман спросил почему. Уилер ответил: «Потому что все они – это один и тот же электрон! »
Ученый мгновенно понял идею Уилера. На фейнмановской диаграмме при рассеянии электрон отскакивает обратно в прошлое. Ясно, что позитрон и электрон будут обладать одной и той же массой, потому что на самом деле это одна и та же частица. Но предположим, что когда‑ то, в отдаленном прошлом, движущийся назад во времени электрон вновь рассеется на чем‑ то, отразится и снова двинется вперед во времени. Тогда у нас будут уже два электрона, существующие одновременно, но на самом деле они окажутся одной и той же частицей. Может быть, все электроны связаны таким образом и существует лишь один, который мечется назад и вперед во времени.
Фейнман пишет, что отверг эту идею не потому, что она была слишком безумной (ничто в физике не может быть слишком безумным), но потому, что она, судя по всему, предсказывала, что позитронов и электронов во Вселенной должно быть одинаковое количество. Но если это так, где же все позитроны? (Характерно, что первая реакция великого теоретика, такого как Фейнман, на новую гипотезу – сразу же попытаться ее опровергнуть. ) Уилер предположил, что они где‑ то прячутся – скажем, внутри протонов.
В настоящее время идея Уилера представляется более правдоподобной. Как я уже упоминал, Андрей Сахаров показал (в 1967 году), что крохотная известная разница между веществом и антивеществом («нарушение CP ‑ симметрии») позволяет нам постулировать почти, но все же не совсем равное число частиц и античастиц в ранней Вселенной. Тогда после аннигиляции большинства из них мы получим нынешнюю Вселенную с преобладанием вещества.
|
|
|
Возможно, когда‑ нибудь кто‑ нибудь организует на основе идеи Уилера новую религию. Человеческая душа после смерти движется назад во времени, рассеивается (отражается) и становится душой, движущейся вперед, – другой личностью. Это происходит многократно. Может быть, во Вселенной существует всего одна душа. Приятным аспектом такой религии стало бы то, что в ней не требуется постулировать Золотое правило. Мало того, Золотое правило неизбежно возникает само по себе: то, что ты делаешь с другими, на самом деле делаешь с самим собой.
Может ли человек путешествовать назад во времени
Фейнмановский электрон, движущийся назад во времени, на первый взгляд не имеет непосредственного отношения к вопросу, который так волнует читателей научной фантастики: как насчет путешествия человека в прошлое? Сейчас (после «Машины времени» Герберта Уэллса, написанной в 1895 году), когда научная фантастика старается ориентироваться на недавние научные открытия, подобные перемещения во времени обычно «осуществляются» двумя способами: движением быстрее света или кротовыми норами.
Когда в фильме «Супермен» герой обнаруживает, что Лоис Лейн мертва, он летит быстрее скорости света, сдвигается в прошлое и принимает меры, чтобы предотвратить ее гибель, – ведь в его новой системе отсчета это еще не случилось. Но несмотря на то что герой действует как будто по теории относительности, на самом деле совершенное им противоречит уравнениям Эйнштейна. Если помните, я показал, что движение быстрее скорости света способно менять последовательность разделенных событий. Тахионная пушка может поразить цель прежде, чем выстрелит. Но наблюдатели никогда не разойдутся во мнениях, несмотря на то что такое оружие делает причинно‑ следственную связь двусмысленной. Если Лоис Лейн умирает в одной системе отсчета, она умирает и во всех остальных, хотя и в разные моменты времени. И чтобы спасти ее, как это делается в фильме, пришлось бы постулировать, что с теорией относительности что‑ то не так. Но тогда зачем летать быстрее скорости света? Если вы не стараетесь согласовывать свой сюжет с современной физикой, почему не встать просто на научно‑ фантастическую позицию и не заставить Супермена с его супермозгом построить машину времени по Уэллсу?
|
|
|
Касательно путешествий во времени, мы можем воспользоваться тем, что кротовая нора способна соединять одну локацию в пространстве‑ времени с другой, которая расположена не только в другой точке пространства, но и в ином, возможно более раннем, времени. Представьте рулон старой кинопленки, представляющий ход пространства‑ времени. А теперь сложите пленку и поднесите событие, которое уже произошло, к настоящему моменту. Теперь перепрыгните на соседний виток – и вы в прошлом. Героиня Элли Эрроуэй летала через такую кротовую нору в (чудесном) романе Карла Сагана Contact[235]. Если вам хочется увидеть яркое изображение кротовой норы, посмотрите, как Джоди Фостер (она играет Элли) проваливается в нее в (не слишком удачном) фильме, снятом по этому роману. Не так давно Кип Торн[236] – один из ключевых физиков, связавших кротовые норы с путешествиями во времени, – выступил в роли исполнительного продюсера масштабного научно‑ фантастического фильма «Интерстеллар», в котором обыгрывается такая возможность.
Путешествия во времени настолько умозрительны, что обычно не рассматриваются как тема для серьезной профессиональной публикации. Было, однако, знаменитое исключение – в 1988 году Торн с двумя коллегами из Калифорнийского технологического института опубликовал статью в очень престижном научном журнале Physical Review Letters под интригующим заголовком «Wormholes, Time Machines, and the Weak Energy Condition» («Кротовые норы, машины времени и слабое энергетическое условие»). Термин слабое энергетическое условие имеет отношение к вопросу о стабильности кротовых нор. Далее я буду ссылаться на эту работу как на «статью о машине времени». В аннотации к ней говорится:
|
|
|
Утверждается, что если законы физики позволяют продвинутой цивилизации создать и поддерживать кротовую нору в пространстве для межзвездных путешествий, то ее можно преобразовать в машину времени, при наличии которой появится, возможно, способ нарушения причинности.
Это была очень специализированная и очень осторожная статья; вероятно, именно ей мы в наибольшей степени обязаны широкой популярностью предположения, что путешествия во времени через кротовые норы возможны, – хотя авторы и не утверждают этого. Они выдвигают гипотезу, что некая будущая высокоразвитая цивилизация могла бы, в принципе, создать кротовую нору, соединяющую две различных области как во времени, так и в пространстве. Никакого практического способа сделать это в статье не предлагается; авторы просто говорят, что при достаточной способности аккумулировать громадные энергетические ресурсы ничто (ну, почти ничто) из известных законов физики не запрещает этого делать. Проходить через такие кротовые норы можно как туда, так и обратно, поэтому, утверждают они, можно прыгнуть в такую нору и выйти не только в другом месте, но в и другом времени, даже в прошлом.
Это максимум, что до сих пор сумели сделать серьезные физики в плане разработки механизма машины времени. Авторы делают вывод:
Следовательно, проходя в поздние сроки сквозь кротовую нору от правого входа к левому, можно путешествовать назад во времени… и из‑ за этого нарушать причинность.
Нарушение причинности, как показывает парадокс с тахионным убийством, подразумевает отрицание свободы воли. В качестве наглядного примера авторы статьи о машине времени вновь вспоминают кота Шрёдингера! Они говорят:
Пространство‑ время кротовой норы может служить полезным испытательным стендом для идей, имеющих отношение к причинности, «свободной воле» и квантовой теории измерения…
|
|
|
Если взять печально знаменитый пример, то может ли высокоразвитое существо измерить кота Шрёдингера, выяснить, что он жив в момент P (и тем самым «заставить его волновую функцию коллапсировать» в состояние «жив»), а затем вернуться назад во времени через кротовую нору и убить кота (заставить его волновую функцию коллапсировать в состояние «мертв»), прежде чем наступит время [события «кот жив»]?
Нигде в статье о машине времени не обсуждается стрела времени, не оговаривается, что эта стрела должна указывать вдоль направления кротовой норы даже после того, как достигает прошлого. Путешественники во времени, проходящие сквозь кротовую нору, должны делать это, не меняя направления стрелы, чтобы добраться до места назначения, ощущая нормальное течение времени. Это принципиально важный, но не рассмотренный момент.
Я сказал бы, что подлинное путешествие во времени, если таковое возможно, означало бы, что субъективное сейчас путешественника должно перемещаться из настоящего в прошлое. В статье о машине времени не разбирается вопрос, что движение по такой траектории сделало бы с представлением путешественника о моменте сейчас. Авторы говорят, что кротовая нора позволяет нарисовать «замкнутую времениподобную кривую», что на жаргоне физиков означает траекторию, содержащую участок, который уводит в прошлое. Но может ли человек двигаться по этой траектории и субъективно ощущать поступательное движение времени, сохраняя при этом память о том, что уже стало будущим? Я всегда могу развернуть стрелку на электроне и назвать его позитроном, движущимся назад во времени, но будет ли это то самое путешествие, о котором писал Герберт Уэллс?
Еще одна ловушка статьи состоит в том, что кротовая нора в ней описывается как очень нестабильная и короткоживущая – настолько, что человеку просто не хватит времени пройти сквозь нее, прежде чем она исчезнет. Там оставлена лазейка: если физики и инженеры придумают, как придать «плотность отрицательной энергии» большой области пространства, кротовая нора может оказаться более устойчивой. Пока не известно никакого способа сделать это, но ничто в физике, как нам представляется, не исключает этого абсолютно. Однако с таким требованием вся демонстрация реализуемости стабильных кротовых нор рушится, вне зависимости от остальных возражений. Вся концепция становится умозрительной, поскольку требует какой‑ то новой физики. Авторы говорят об этом достаточно ясно. Они утверждают: «Вопрос, можно ли создавать кротовые норы и поддерживать их существование, связан с глубокими и слабо изученными проблемами». Реальность наличия таких кротовых нор напоминает задачу о тахионах: сам по себе факт, что ничто в современной физике не исключает их полностью, не означает, что они действительно есть.
|
|
|
Наконец, даже если по поводу течения времени еще можно что‑ то ответить, а требуемые поля отрицательной энергии удастся найти, остается еще вопрос причинности и свободы воли. Этот момент в статье разбирается хотя бы в том плане, что применяется прием reductio ad absurdum (доведение до абсурда, лат. Прим. ред. ): приводится уже упомянутый пример с котом Шрёдингера. С ним тесно связан также парадокс убитого дедушки, в котором вы перемещаетесь назад во времени и убиваете собственного дедушку. Поскольку без дедушки не может быть и вас, то как бы вы смогли такое проделать, если вас нет и никогда не было? Один из возможных ответов на этот парадокс состоит в том, что вы не обладаете свободой воли, так что даже если бы вам удалось переместиться в прошлое, убить своего дедушку вы бы все равно не смогли. А то, что в какой‑ то момент вы родились, наглядно демонстрирует, что вы этого не делали.
Один из способов сохранить свободу воли – постулировать существование некой космической «цензуры»; то есть вы можете переместиться назад во времени, но не можете изменить того, что уже произошло[237]. Именно это случается с Клэр в романе (и телесериале) «Чужестранка»[238]. Она пытается что‑ то изменить, используя знание будущего, но обстоятельства всегда складываются так, что ее действия ни к чему не приводят: (осторожно, спойлер! [239]) она думает, что убивает предка своего мужа, только чтобы выяснить: ее муж – потомок не родного ребенка этого предка, а приемного. В фильме «Назад в будущее» путешествие в прошлое может изменить настоящее и действительно меняет его – с забавным результатом: по каким‑ то необъясненным причинам воспоминания путешественника при этом не страдают и не изменяются.
Однако важнее, на мой взгляд, другой вопрос: какой смысл путешествовать назад во времени, если не можешь ничего изменить?
Как говорит Сара Коннор в другом фильме, где фигурирует перемещение в прошлое, – в «Терминаторе»: «Господи, можно сойти с ума, думая обо всем этом».
Анализ путешествий во времени с точки зрения физики предполагает стандартную неизменную пространственно‑ временную диаграмму. В самом деле, сейчас большая часть вычислений в физике проводится именно так, и физический мир представляется именно так, но мы все знаем, что это не мир нашего чувственного опыта. Если все в будущем и в прошлом заранее предопределено, какую ценность могут иметь путешествия во времени? На стандартной пространственно‑ временной диаграмме нет никакой возможности указать момент сейчас, а путешествуя во времени, менять мы хотим именно этот момент.
Кротовые норы – очень интересный объект физических расчетов, привлекающий к тому же пристальное внимание научно‑ фантастического (и мультипликационного) сообщества. Не исключено, что кротовые норы – это способ изменять свое положение со скоростью, превышающей скорость света. Но если нам на самом деле нужны путешествия во времени, сперва необходимо разобраться в том, что подразумевается под словом сейчас.
|
|
|
