Брайан Грин. Ткань космоса: Пространство, время и структура реальности - Брайан Грин

Более тяжелая проблема, однако, возникает, когда мы думаем о другом виде путешествия во времени, путешествии в прошлое. Нет сомнений, вы знакомы с некоторыми из них. Например, имеется стандартный сценарий, в котором вы отправляетесь в прошлое и предотвращаете ваше собственное рождение. Во многих фантастических описаниях это достигается с применением насилия; однако любое менее радикальное, но столь же эффективное воздействие – такое как предотвращение встречи ваших родителей – может быть проделано так же легко. Парадокс ясен: если вы никогда не рождались, как вы могли появиться и, в особенности, как вы могли отправиться в прошлое и предотвратить встречу ваших родителей? Для путешествия в прошлое и удержания ваших родителей в отдалении друг от друга вы должны были родиться; но если вы родились, отправились в прошлое и удержали ваших родителей в отдалении, вы не смогли бы родиться. Мы неосторожно попали в логический тупик.

Сходный парадокс, предложенный философом из Оксфорда Майклом Дамметтом и модифицированный его коллегой Дэвидом Дойчем, дразнил разум слегка отличающимся, возможно, даже более сбивающим с толку образом. Вот одна из версий. Представим, что я построил машину времени и преместился на десять лет в будущее. После короткого ланча в Tofu-4-U (сеть, которая обошла МакДоналдс после того, как великая пандемия коровьего бешенства придавила публичное увлечение чизбургерами) я нашел ближайшее интернет-кафе и смог посмотреть онлайн, какие достижения были сделаны в теории струн. И получил роскошный сюрприз. Я прочитал, что все открытые задачи в теории струн были решены. Теория была полностью разработана и успешно использована для объяснения всех известных свойств частиц. Неопровержимые доказательства для дополнительных размерностей были найдены, и предсказания теории о свойствах суперсимметричных партнеров частиц – их массах, электрических зарядах и так далее – были уже в точности подтверждены Большим Адронным Коллайдером. Больше не осталось никаких сомнений: теория струн является единой теорией вселенной.

Когда я немного глубже посмотрел, кто ответственен за такие великие достижения, я был удивлен куда больше. Прорывную статью написала годом раньше никто иной как Рита Грин. Моя мать. Я был шокирован. Это не означает неуважение: моя мать замечательная личность, но она не ученый, не может понять, почему кое-кто становится ученым и, например, прочитала только несколько страниц Элегантной вселенной перед тем, как закрыть книгу, сказав, что от нее разболелась голова. Так как же она могла написать ключевую статью по теории струн? Ну, я прочитал ее статью онлайн, был поражен простыми, однако глубоко проницательными обоснованиями и увидел в конце, что она благодарит меня за несколько лет интенсивных инструкций по математике и физике после семинара Тони Роббинса*, склонившего ее к преодолению своих опасений и нашедшего внутри нее физика. Черт, думаю я. Она просто записалась на этот семинар, когда я отправился в мое путешествие в будущее. Мне лучше направиться назад в мое собственное время, чтобы начать инструкции.

(*)"Известный в США отец-основатель индустрии "живого кучинга" (оно же нейролингвистическое программирование, оно же мотивационный тренинг) – лекционных курсов, призванных вскрыть внутренний потенциал слушателей, помочь им преодолеть страхи и в итоге добиться успеха вне зависимости от области деятельности. – (прим. перев.)"

Итак, я возвращаюсь во времени, чтобы преподавать моей матери теорию струн. Но дело движется плохо. Проходит год. Затем второй. И хотя она сильно старается, она все еще не постигает теории. Я начинаю волноваться. Мы стоим перед теорией вторую пару лет, но прогресс минимален. Теперь я на самом деле разволновался. Больше не остается времени перед тем, как предполагается, что появится ее статья. Как она может написать ее? Наконец, я принимаю большое решение. Когда я читал ее статью в будущем, она произвела на меня такое впечатление, что я запомнил ее слово в слово. Так что вместо того, чтобы заставить мою мать совершить открытие самостоятельно, – что выгядит все менее и менее вероятным, – я скажу ей, что ей написать, удостоверившись, что она включит в текст в точности все, что я запомнил, читая ее статью. Она опубликует статью, что немедленно вызовет мировой пожар в физике. Все, о чем я прочитал во время моего пребывания в будущем, произойдет.

Теперь имеется головоломная проблема. Кто должен был подсказать переворачивающую основы статью моей матери? Определенно не я. Я изучил результаты, прочитав их в ее статье. Однако, как моя мать могла получить результат, когда она написала только то, что я ей сказал? Конечно, проблема здесь на самом деле не только в подсказке, – проблема в том, откуда взялось новое знание, новое прозрение и новое понимание, представленное в статье моей матери. На кого я могу указать и сказать: "Этот человек или этот компьютер явился источником новых результатов"? У меня озарения не было, не было его и у моей матери, это не касалось никого другого, и мы не использовали компьютер. Тем не менее, как-то все эти замечательные результаты оказались в ее статье. Очевидно, в мире, который позволяет путешествие как в будущее, так и в прошлое, знания могут материализоваться из разреженного воздуха. Хотя это не совсем уж так парадоксально, как предотвращение вашего собственного рождения, это безусловно странно.

Что мы можем сделать с таким парадоксом и странностью? Должны ли мы заключить, что раз уж путешествия во времени в будущее допускаются законами физики, любая попытка вернуться в прошлое должна провалиться? Некоторые определенно думают так. Но, как мы сейчас увидим, имеются пути в обход сложной проблемы, на которую мы натолкнулись. Это не означает, что путешествия в прошлое возможны, – это отдельная проблема, которую мы коротко рассмотрим, – но это показывает, что путешествия назад во времени не могут быть просто исключены обращением к загадке, которую мы только что обсудили.

Пересмотр загадки

Повторим, что в Главе 5 мы обсуждали течение времени с точки зрения классической физики и натолкнулись на образ, который существенно отличается от нашей интуитивной картины. Аккуратные размышления привели нас к представлению о пространстве-времени как о блоке льда, в котором каждый момент навсегда заморожен на месте, в противоположность привычному образу времени как реки, несущей нас вперед от одного момента к следующему. Эти замороженные моменты группируются в разные виды настоящего – в события, которые происходят в одно и то же время, – разным образом у наблюдателей, находящихся в разных состояниях движения. И чтобы обобщить эту гибкость разрезания блока пространства-времени на различные понятия "сейчас", мы также использовали эквивалентную аналогию, в которой пространство-время выглядит как батон хлеба, который может быть разрезан под разными углами.

Но, независимо от аналогии, урок Главы 5 в том, что моменты – события, составляющие пространственно-временной батон, – просто есть. Они вечные. Каждый момент – каждое событие или происшествие – существует, точно так же, как каждая точка в пространстве существует. Моменты не приходят на мгновение к жизни, когда освещаются "пятном света" от присутствия наблюдателя; этот образ хорошо согласуется с нашей интуицией, но не выдерживает логического анализа. Вместо разового освещения моменты освещаются всегда. Моменты не изменяются. Моменты есть. Быть освещенным является просто одним из многих неизменных свойств, которые составляют момент. Это особенно очевидно из показательной, хотя и воображаемой точки зрения Рис. 5.1, на котором показаны все события, составляющие историю вселенной; они все здесь, статические и неизменные. Различные наблюдатели не согласятся с тем, какие события происходя одновременно, – они делают временной разрез пространственно-временного батона под разными углами, – но полный батон и его составляющие события буквально универсальны.

Квантовая механика предлагает определенные модификации к такому классическому взгляду на время. Например, мы видели в Главе 12, что на экстремально коротких расстояниях пространство и пространство-время становятся неизбежно волнистыми и ухабистыми. Но (Глава 7) полная оценка квантовой механики и времени требует разрешения проблемы квантовомеханического измерения. Одно из предложений, как это сделать, многомировая интерпретация, особенно уместна для переписывания парадоксов, возникающих от путешествий во времени, и мы обсудим ее в следующей секции. Но в этой секции давайте останемся на классической почве и подведем описание пространства-времени в виде блока льда/батона хлеба к рассмотрению этой загадки.

Возьмем парадоксальный пример вашего возвращения назад во времени и предотвращения встречи ваших родителей. Интуитивно мы все знаем, что это должно означать. Перед вашим путешествием во времени в прошлое ваши родители встретились, – скажем, когда пробила полночь 31 декабря 1965*, на новогодней вечеринке, – и в свое время ваша мать родила вас. Затем много лет спустя вы решили отправиться в прошлое, – назад в 31 декабря 1965, – и оказавшись там, вы изменяете вещи; в особенности, вы удерживаете ваших родителей на расстоянии друг от друга, предотвращая ваше собственное зачатие и рождение. Но теперь столкнем это интуитивное описание с более полным рассмотрением описания времени в виде пространственно-временного батона.