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

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.

(*)"Конечно, я на самом деле должен сказать 1 января 1966, но не будем об этом беспокоиться."

По своей сути, интуитивное описание теряет смысл, поскольку оно предполагает, что моменты могут быть изменены. Интуитивная картина воображает бой часов в полночь 31 декабря 1965 (используя стандартную земную шкалу времени), как "изначально" бывший момент встречи ваших родителей, но воображает дальше, что ваше вмешательство "впоследствии" изменяет вещи так, что с боем часов в полночь 31 декабря 1965 между вашими родителями оказались мили, если не континенты. Проблема с этим изложением событий, однако, в том, что моменты не изменяются; как мы видели, они просто есть. Пространственно-временной батон существует фиксированно и неизменно. Не имеет смысла для моментов быть "изначально" в одной ситуации, а "впоследствии" быть в другой ситуации.

Если вы переместились во времени в декабрь 1965, тогда вы были там, вы всегда были там, вы всегда будете там, вы никогда не будете в другом месте. 31 декабря 1965 не происходило дважды с вашим отсутствием в дебюте, но с присутствием "на бис". С точки зрения вечности на Рис. 5.1 вы существуете – статично и неизменно – в разных местах пространственно-временного батона. Если сегодня вы запустили вашу машину времени, чтобы она послала вас в 11:50 вечера 31 декабря 1965, тогда этот последний момент будет среди положений в пространственно-временном батоне, в которых вы можете быть найдены. Но ваше присутствие на праздновании Нового 1965 года будет вечным и не подлежащим изменению свойством пространства-времени.

Это рассмотрение все еще приводит нас к странным заключениям, но оно позволяет избежать парадокса. Например, вы появились в пространственно-временном батоне в 11:50 вечера 31 декабря 1965, но перед этим моментом там не было записи о вашем существовании. Это странно, но не парадоксально. Если некий парень увидел ваше появление в 11:50 вечера и спросил вас с испугом в глазах, откуда вы взялись, вы можете невозмутимо ответить: "Из будущего". В этом сценарии, по крайней мере, до настоящего времени, мы не попадали в логический тупик. Конечно, вещи получатся более интересными, если вы затем попытаетесь выполнить вашу миссию и удержать ваших родителей от встречи. Что произойдет? Ну, тщательно придерживаясь точки зрения "пространственно-временного" блока, мы неизбежно придем к заключению, что вы не сможете добиться успеха. Не важно, что вы сделаете на этом зловещем новогоднем празднике, вы потерпите неудачу. Удержать ваших родителей на расстоянии друг от друга, – в то время как это кажется находящимся в пределах достижимых для вас вещей, – на самом деле означает логическую белиберду. Ваши родители встретились с боем часов в полночь. Вы были там. И вы "всегда" были там. Каждый момент просто есть; он не изменяется. Применение концепции изменения к моменту имеет почти такой же смысл, как применение психоанализа к камню. Ваши родители встретились с боем часов в полночь 31 декабря 1965 и ничто не может изменить этого, поскольку их встреча является непреложным, неизменным событием, вечно занимающим свое пятнышко в пространстве-времени.

Фактически, теперь, когда вы думаете об этом, вы вспоминаете, что однажды в вашем детстве, когда вы спросили своего отца, на что было похоже предложение вашей матери, он сказал вам, что он никогда не планировал предложить ей руку. Он просто встретил вашу мать перед тем, как задать главный вопрос. Но примерно за десять минут до полуночи на новогодней вечеринке он был так напуган, увидев возникновение человека из ничего, – человека, который заявил, что он из будущего, – что когда он встретился с вашей матерью, он решил сделать ей предложение прямо на месте.

Смысл в том, что полный и неизменный набор событий в пространстве-времени с необходимостью подгоняет их друг к другу в гармоничное самосогласованное целое. Вселенная создает смысл. Если вы путешествуете назад во времени в 31 декабря 1965, вы на самом деле выполняете ваше собственное предназначение. В пространственно-временном батоне там имелся некто, присутствующий в 11:50 вечера 31 декабря 1965, кто не был там в более раннее время. С воображаемой внешней точки зрения на Рис. 5.1, вы были бы в состоянии увидеть это непосредственно; вы также смогли бы неопровержимо увидеть, что эта персона есть вы в вашем текущем возрасте. Для этих событий, произошедших десятилетия назад, чтобы сохранить смысл, вы должны отправиться назад во времени в 1965. Более того, с нашей сторонней точки зрения мы можем увидеть вашего отца, задающего вам вопрос точно после 11:50 вечера 31 декабря 1965, выглядящего испуганным, убегающего и встречающего вашу мать в полночь; немногим далее вдоль батона вы можете увидеть бракосочетание ваших родителей, ваше рождение, ваше дальнейшее детство и, еще позже, ваше вступление в машину времени. Если путешествия во времени были бы возможны, мы уже не смогли бы объяснять события в одно время исключительно в терминах событий в более ранние времена (с любой заданной точки зрения); но полная совокупность событий с необходимостью составляла бы осмысленную, логически последовательную, непротиворечивую историю.

Как подчеркивалось в последней секции, это не означает при любом напряжении воображения, что путешествия во времени в прошлое возможны. Но это строго показывает, что обозначенные парадоксы, такие как предотвращение вашего собственного рождения, сами возникли из логических ошибок. Если вы путешествуете во времени в прошлое, вы можете изменить его не более, чем вы можете изменить число π. Если вы путешествуете в прошлое, вы есть, были и всегда будете частью прошлого, той самой частью, которая привела вас к путешествию туда.

С внешней точки зрения на Рис. 5.1 это объяснение как убедительно, так и логически последовательно. Обследуя всю полноту событий в пространственно-временном батоне, мы видим, что она сцеплена с жесткой структурой космического кроссворда. Однако, с вашей точки зрения на 31 декабря 1965, вещи все еще загадочны. Я утверждал выше, что даже если вы могли бы попытаться удержать ваших родителей от встречи, в классическом подходе вы не добились бы успеха в этой задаче. Вы можете видеть, как они встречаются. Вы можете даже помочь их встрече, возможно, нечаянно, как я коротко изложил. Вы могли бы отправляться назад во времени неоднократно, так что там присутствовало бы много вас, каждый с намерением предотвратить союз ваших родителей. Но, чтобы успешно предотвратить встречу ваших родителей, должно было бы измениться нечто, в отношении чего концепция изменения бессмысленна.

Но даже после осмысления этих абстрактных наблюдений, мы можем попытаться спросить: Что остановит вас от достижения цели? Если вы стоите на вечеринке в 11:50 вечера и видите вашу юную мать, что остановит вас от того, чтобы увезти ее? Или, если вы видите вашего юного отца, что остановит вас от того, чтобы – о, ужасно даже просто сказать это, – застрелить его? Разве вы не имеете свободы воли? Это именно то место, где с некоторыми допущениями может вступить в игру квантовая механика.

Свобода воли, многомирье и путешествие во времени

Свобода воли коварная проблема даже в отсутствие усложняющего фактора путешествия во времени. Законы классической физики детерминистичны. Как мы говорили ранее, если вы знаете точно, каковы вещи сейчас (положения и скорости каждой частицы во вселенной), законы классической физики скажут вам точно, каковы вещи были или будут в любой выбранный вами момент. Уравнения не зависят от предполагаемой свободы человеческой воли. Некоторые понимают, что это означает, что в классической вселенной свобода воли должна быть иллюзией. Вы сделаны из собрания частиц, так что, если законы классической физики должны были определять все относительно ваших частиц в любой момент, – где они были, как они двигались и так далее, – ваша сознательная способность определять ваши собственные действия оказывается полностью подорванной. Это рассуждение убеждает меня, но те, кто верит, что мы являемся чем-то большим, чем сумма наших частиц, могут не согласиться.

В любом случае применимость таких наблюдений ограничена, поскольку наша вселенная является квантовой, а не классической. В квантовой физике, физике реального мира, имеется схожесть с такой классической точкой зрения; имеются также потенциально главнейшие различия. Как вы читали в Главе 7, если вы знаете квантовую волновую функцию прямо сейчас для каждой частицы во вселенной, уравнение Шредингера подскажет вам, какой волновая функция была или будет в любой другой выбранный вами момент времени. Эта часть квантовой физики полностью детерминистична, точно так же, как и в классической физике. Однако, акт наблюдения усложняет квантовомеханическую историю и, как мы видели, все еще подогревает дебаты вокруг проблемы квантового измерения до крайних пределов. Если физики однажды придут к заключению, что уравнение Шредингера это все, что есть в квантовой механике, тогда квантовая физика в целом будет во всех отношениях так же детерминистична, как и классическая физика. Как и с классическим детерминизмом, некоторые могут сказать, что это означает, что свобода воли есть иллюзия; другие так не скажут. Но если мы в настоящее время потеряли часть квантовой истории, – если переход от вероятностей к определенным результатам требует чего-то вне стандартной квантовомеханической схемы, – тогда, как минимум, возможно, что свобода воли может найти конкретное воплощение в физических законах. Мы можем однажды найти, что, как рассуждают некоторые физики, акт сознательного наблюдения является существенным элементом квантовой механики, будучи катализатором выделения одного результата из квантового тумана.[9] Персонально мне это кажется экстремально маловероятным, но я не знаю пути, как избежать этого.