x, y, z

Парадоксы путешествия во времени

Джеймс Глейк

Комментарии: 0
Я сомневаюсь, что какое-либо явление, реальное или вымышленное, послужило поводом для более озадачивающих, извилистых и невероятно бесплодных философских изысканий, чем путешествия во времени. (Некоторые возможные их конкуренты, например, детерминизм и свобода воли, так или иначе связаны с аргументацией против путешествий во времени.) В своем классическом труде «Введение в философский анализ» Джон Хосперс задается вопросом: «Возможно ли, с точки зрения логики, вернуться назад во времени, скажем, в 3000 год до н. э., и помочь египтянам построить пирамиды? Нам следует сохранять бдительность в этом вопросе».

Это так же легко сказать — мы обычно используем одни и те же слова, когда говорим о времени и пространстве — сколь легко и представить. «К тому же, Герберт Уэллс представил это в „Машине времени“ (1895 г.), и каждый читатель представляет это вместе с ним». (Хосперс неверно вспоминает «Машину времени»: „Человек из 1900 года тянет за рычаг машины и внезапно оказывается среди мира на несколько столетий ранее“.) Честно говоря, Хосперс был в некотором роде чудаком, который был удостоен необычной для философа чести: получить за себя один голос выборщика на выборах Президента США. Но его книга, впервые опубликованная в 1953 году, оставалась стандартом на протяжении 40 лет, претерпев 4 переиздания.

НЕВОЗМОЖНАЯ МАШИНА: В романе Герберта Уэллса «Машина времени» 1895 года изобретатель перемещается на 800 000 лет в будущее. Кадр из фильма-адаптации 1960 года. Hulton Archive / Getty Images
НЕВОЗМОЖНАЯ МАШИНА: В романе Герберта Уэллса «Машина времени» 1895 года изобретатель перемещается на 800 000 лет в будущее. Кадр из фильма-адаптации 1960 года. Hulton Archive / Getty Images

На этот риторический вопрос он выразительно отвечает «нет». Путешествие во времени в стиле Уэллса не просто невозможно, а логически невозможно. Это противоречиях в терминах. В рассуждении, тянущемся четыре долгие страницы, Хосперс доказывает это силой убеждения.

«Как мы можем быть в 20 веке н. э. и в 30 веке до н. э. в одно и то же время? В этом уже есть одно противоречие... С точки зрения логики, нет возможности быть в разных веках в одно и то же время». Вы можете (а Хосперс — нет) остановиться и поразмыслить, не скрывается ли ловушка в этой решительно общей фразе: «в то же время». Настоящее и прошлое — разные времена, следовательно, они — ни одно и то же время, ни в одно и то же время. Что и требовалось доказать. Это было удивительно легко.

Однако, суть фантастики о путешествиях во времени в том, что у удачливых путешественников во времени есть их собственные часы. Их время продолжает идти вперед, пока они передвигаются в другое время для Вселенной в целом. Хосперс это видит, но не принимает: «Люди могут двигаться назад в пространстве, но что буквально будет значить „двигаться назад во времени“?»

И если вы продолжаете жить, то что вам остается кроме как каждый день становиться на день старше? Разве «молодеть с каждым днем» — не противоречие в сроках? Если, конечно, это не говорится фигурально, например, «Дорогая моя, ты с каждым днем только молодеешь», где тоже по умолчанию принимается, что человек, хотя и выглядит моложе каждый день, все равно становится старше с каждым днем?

(Он, похоже, не знает о рассказе Ф. Скотта Фицджеральда, в котором Бенджамин Баттон именно это и делает. Родившись семидесятилетним, Бенджамин становится моложе с каждым годом, до самого младенчества и небытия. Фицджеральд признал логическую невозможность этого. У рассказа есть большое наследие.)

Время для Хосперса заведомо просто. Если вы представите, что в один день вы были в двадцатом веке, а на следующий день машина времени переносит вас в Древний Египет, он остроумно замечает: «А нет ли тут очередного противоречия? Следующий день после первого января 1969 года — второе января 1969 года. Следующий день после вторника — среда (это доказано аналитически: „среду“ определяют как день, следующий за вторником)», — и так далее. А еще у него есть последний аргумент, последний гвоздь в логический гроб путешественника во времени. Пирамиды были построены до вашего рождения. Вы не помогали. Вы даже не смотрели. «Это событие нельзя изменить, — пишет Хосперс. — Вы не можете изменить прошлого. Это ключевой пункт: прошлое— это то, что произошло, и вы не можете сделать так, чтобы то, что произошло, не происходило». Это все еще учебник аналитической философии, но вы почти можете услышать, как автор кричит:

Вся королевская конница и вся королевская рать не смогли бы сделать так, чтобы то, что случилось, не случилось, ибо это — логическая невозможность. Когда вы говорите, что для вас, с точки зрения логики, возможно вернуться (буквально) в 3000 год до н. э. и помочь построить пирамиды, вы сталкиваетесь с вопросом: так вы помогали строить пирамиды или нет? Когда это случилось впервые, вы не помогали: вас там не было, вы еще не родились, это было вообще до того, как вы вышли на сцену

Признайте это. Вы не помогали строить пирамиды. Это факт, но логический ли? Не каждый логик находит эти силлогизмы самоочевидными. Некоторые вещи не могут быть доказаны или опровергнуты логикой. Хосперс пишет более изворотливо, чем можно подумать, начиная со слова время. И в конце он открыто принимает как данность вещь, которую пытается доказать. «Вся так называемая ситуация пронизана противоречиями», — заключает он. «Когда мы говорим, что можем представить, мы просто играем словам, но логически словам описывать нечего».

Курт Гёдель позволил себе не согласиться. Он был ведущим логиком века, логиком, чьи открытия сделали невозможным даже думать о логике по-старому. И он знал, как разбираться с парадоксами.

Там, где логическое утверждение Хосперса звучало как «логически невозможно попасть из 1 января в какой-либо другой день, кроме 2 января того же года», Гёдель, работая в иной системе, выражался примерно так:

«То, что не существует никакой параметрической системы из трех взаимно перпендикулярных плоскостей на осях абсцисс, напрямую следует из необходимого и достаточного условия, которому должно удовлетворять векторное поле v в четырехмерном пространстве, если на векторах поля возможно существование трехмерной взаимно перпендикулярной системы.

Он говорил о мировых осях в континууме пространства-времени Эйнштейна. Это было в 1949 году. Свою величайшую работу Гёдель опубликовал на 18 лет раньше, когда он был 25-летним ученым в Вене. Это было математическое доказательство, раз и навсегда уничтожавшее всякую надежду на то, что логика или математика может являть собой конечную и постоянную систему аксиом, явно верных или неверных. Теоремы о неполноте Гёделя были построены на парадоксе и оставляют с еще большим парадоксом: мы определенно знаем, что полная определенность для нас недостижима.

Прогулка сквозь время: Альберт Эйнштейн (справа) и Курт Гёдель во время одной из своих знаменитых прогулок. На 70-летний юбилей Гёдель продемонстрировал Эйнштейну расчеты, по которым относительность допускает цикличное время. The Life Picture Collection / Getty Images
Прогулка сквозь время: Альберт Эйнштейн (справа) и Курт Гёдель во время одной из своих знаменитых прогулок. На 70-летний юбилей Гёдель продемонстрировал Эйнштейну расчеты, по которым относительность допускает цикличное время. The Life Picture Collection / Getty Images

Теперь Гёдель думал о времени — «этом загадочном и противоречивом понятии, которое, с другой стороны, формирует основу существования мира и нас самих». Сбежав из Вены после аншлюса по Транссибирской магистрали, он устроился в Принстонский Институт передовых исследований, где его дружба с Эйнштейном, завязавшаяся в начале 30-х годов, стала еще крепче. Их совместные прогулки от Фулд-Холла до Олден-Фарм, за которыми с завистью наблюдали их коллеги, стали легендарными. В свои последние годы Эйнштейн признался кому-то, что продолжал ходить в Институт в основном ради того, чтобы иметь возможность пройтись до дома с Гёделем.

На 70-й день рождения Эйнштейна в 1949 году его друг продемонстрировал ему удивительные расчеты: его уравнения поля из общей теории относительности, оказывается, допускали вероятность существования «вселенных», в которых время циклично — или, если быть точнее, вселенных, в которых некоторые мировые линии образуют петли. Это «замкнутые временные линии», или, как сказал бы современный физик, замкнутые временные кривые (ЗВК). Это закольцованные шоссе без подъездных дорог. Временнáя кривая — это набор точек, разделенных лишь временем: место одно, время разное. Замкнутая временная кривая закольцовывается на саму себя и поэтому нарушает привычные правила причинности и следствия: события сами становятся собственной причиной. (Сама Вселенная в таком случае целиком бы вращалась, признаков чего астрономы не обнаружили, и по подсчетам Гёделя ЗВК была бы крайне длинной — миллиарды световых лет — но эти детали упоминаются редко.)

Если внимание, уделяемое ЗВК, непропорционально их важности или вероятности, Стивен Хокинг знает, почему: «Ученые, работающие в этой области, вынуждены скрывать свой реальный интерес, используя технические термины вроде ЗВК, которые на самом деле являются кодовыми словами для путешествий во времени». А путешествия во времени — это круто. Даже для патологически застенчивого австрийского логика с параноидальными наклонностями. В этом букете вычислений почти зарыты слова Гёдёля, написанные будто бы понятным языком:

«В частности, если P, Q — это любые две точки на мировой линии материи, и P предшествует на этой линии Q, существует временная кривая, соединяющая P и Q, на которой Q предшествует P, т. е. в таких мирах теоретически возможно путешествовать в прошлое или как-то иначе менять прошлое».

Заметьте, кстати, как легко уже стало физикам и математикам говорить об альтернативных вселенных. «В таких мирах...», — пишет Гёдель. Название его работы, опубликованной в журнале Reviews of Modern Physics, было таким: «Решения уравнений гравитационного поля Эйнштейна», и «решение» здесь — ничто иное, как возможная вселенная. «Все космологические решения с ненулевой плотностью материи», пишет он, имея в виду «все возможные непустые вселенные». «В этой работе я предлагаю решение» = «Вот вам возможная вселенная». Но существует ли эта возможная вселенная на самом деле? Живем ли мы в ней?

Гёделю нравилось думать, что да. Фриман Дайсон, тогда молодой физик Института, через много лет рассказал мне, что Гёдель его часто спрашивал: «Ну как, мою теорию доказали?» Сегодня есть физики, которые вам скажут, что если вселенная не противоречит законам физики, то она существует. Априори. Путешествия во времени возможны.

Это довольно низкая планка. Эйнштейн был более осторожен. Да, он признавал, что «такие космологические решения… были найдены мистером Гёделем». Но он мягко добавил: «Будет интересно проверить, не исключаются ли они по физическим причинам». Иными словами, не прыгайте вслед за математикой в окно. Осторожность Эйнштейна мало повлияла на популярность гёделевских замкнутых временных кривых среди фанатов путешествий во времени — и в том числе среди логиков, философов и физиков. Они не недолго думали, прежде чем запустить гипотетические ракеты Гёделя.

«Представим, что наш гёделевский путешественник в пространстве-времени решает отправиться в свое прошлое и поговорить с самим собой», — пишет Ларри Дуайер в 1973 году. Он уточняет:

В точке t1 T говорит с собой в прошлом.
В точке t2 T садится в ракету, чтобы отправиться в прошлое.
Пусть t1=1950, t2=1974.

Не самое оригинальное начало, но Дуайер — философ, публикуемый в Philosophical Studies: An International Journal for Philosophy in the Analytic Tradition, а это далеко от журнала «Невероятные истории». Тем не менее, Дуайер хорошо подготовился и в этой области:

«В научной фантастике много историй, сюжет которых строится вокруг определенных людей, которые с помощью сложных механических устройств перемещаются в прошлое».

Помимо чтения историй, он читает и философскую литературу, начиная c доказательств невозможности путешествий во времени Хосперса. Он думает, что Хосперс просто заблуждается. Райхенбах тоже заблуждается (это Ханс Райхенбах, автор книги «Направление времени»), как и Чапек (Милич Чапек, «Время и теория относительности: аргументы за теорию становления»). Райхенбах доказывал возможность встреч с самим собой — когда «молодое я» встречается со «старым я», для которого «то же самое событие происходит во второй раз», и хотя это кажется парадоксальным, логика в этом есть. Дуайер не согласен: «Именно подобные разговоры породили такую путаницу в литературе». Чапек рисует диаграммы с «невозможными» гёделевскими мировыми линиями. То же самое можно сказать о Суинберне, Уитроу, Стайне, Горовице («проблемы Горовиц безусловно, создает себе сам»), да и о самом Гёделе, неверно представляющим собственную теорию.

По Дуайеру, все они совершают одинаковую ошибку. Они представляют себе, будто путешественник может изменить прошлое. Это невозможно. Дуайер может смириться с другими трудностями путешествий во времени: обратная причинность (следствия предшествуют причинам) и умножение сущностей (путешественники и их машины времени встречаются со своими двойниками). Но не с этим. «Что бы ни подразумевало путешествие во времени, изменение прошлого в нем невозможно». Возьмем старого T, который путешествует с помощью гёделевской петли из 1974 в 1950 и встречает там молодого T.

Эта встреча, разумеется, записывается в памяти путешественника дважды; если реакция молодого T на встречу с собой может быть напуганной, скептической, радостной и т. д., старый T, в свою очередь, может вспомнить или не вспомнить свои ощущения, когда в молодости он встретился с человеком, назвавшим себя им же в будущем. Теперь, конечно, будет нелогичным сказать, что T может что-то сделать с молодым T, потому что его собственная память ему говорит, что с ним этого не случалось.

Конечно.

Почему Т не может вернуться и убить своего дедушку? Потому что он этого не сделал. Все так просто. За исключением того, что, конечно же, все никогда не так просто.

Роберт Хайнлайн, создавший множество Бобов Уилсонов в 1939, бьющих друг друга перед тем, как объяснить тайны путешествий во времени, вновь вернулся к парадоксальным возможностям 20 лет спустя в истории, которая превзошла своих предшественников. Она была озаглавлена «Все вы зомби» и опубликована в Fantasy and Science Fiction после того, как редактор Playboy отказался от нее, потому что его подташнивало от секса в ней (это был 1959 год). В истории есть сюжет о трансгендерности, немного прогрессивный для той эпохи, но необходимый чтобы совершить эквивалент четверного акселя в путешествии во времени: главный герой является своей (/своим) же матерью, отцом, сыном и дочерью. Название также является шуткой: «Я знаю, откуда я появился, — но откуда взялись все вы зомби?»

Парадокс ставший реальным: В некотором смысле, петля путешествия во времени схожа с пространственным парадоксом, таким как этот, созданный художником Оскаром Рутерсвардом.
Парадокс ставший реальным: В некотором смысле, петля путешествия во времени схожа с пространственным парадоксом, таким как этот, созданный художником Оскаром Рутерсвардом.

Может ли кто-то это превзойти? В чисто количественном выражении — конечно. В 1973 году Дэвид Герролд, будучи молодым телевизионным автором в непродолжительном (а, позднее, продолжительном) «Звездном пути», опубликовал свой роман «Дублированный» о студенте по имени Даниэль, который получает Ремень времени от загадочного «дяди Джима» вместе с инструкцией. Дядя Джим убеждает его вести дневник, что оказывается удобно, потому что жизнь быстро становится запутанной. Вскоре нам становится тяжело уследить за увеличивающимся как гармошка составом персонажей, включающих Дона, Диану, Дэнни, Донну, ультра-Дона и тетю Джейн — все они (как будто бы вы не знали) являются одним человеком на петляющих американских горках времени.

Существует много вариаций на эту тему. Число парадоксов увеличивается почти так же быстро, как число путешественников во времени, но, когда вы присмотритесь поближе, оказывается, что они одинаковы. Это все один парадокс в разных костюмах под стать случаю. Иногда он называется парадоксом шнурков — в честь Хайнлайна, чей Боб Уилсон затащил себя в будущее за свои же шнурки. Или онтологическим парадоксом, загадкой бытия и становления, также известным как «Кто твой папочка?». Люди и предметы (карманные часы, блокноты) существуют без причины или происхождения. Джейн из «Все вы зомби» является своей же матерью и отцом, вынуждая задать вопрос, откуда взялись ее гены. Или: в 1935 году американский биржевой брокер находит уэллсовскую машину времени («полированная слоновая кость и блестящий никель»), спрятанную в пальмовых листьях Камбоджийских джунглей («таинственной земле»); он нажимает на рычаг и отправляется в 1925 год, где машину полируют и прячут в пальмовые листья. Это ее жизненный цикл: закрытый десятилетний временной изгиб. «Но откуда она взялась изначально?» — спрашивает брокер у буддиста в желтых одеждах. Мудрец объясняет ему как болвану: «Не было никогда никакого „изначально“».

Некоторые из искуснейших петель включают в себя просто информацию. «Мистер Бунюэль, у меня была для вас идея фильма». Книга о том, как построить машину времени прибывает из будущего. Смотрите также: парадокс предопределенности. Попытка изменить, что-то, что должно случиться, каким-то образом помогает этому произойти. В «Терминаторе» (1984), киборг-убийца (которого сыграл со странным австрийским акцентом 37-летний бодибилдер Арнольд Шварценеггер) возвращается назад во времени, чтобы убить женщину до того, как она родит ребенка, которому суждено возглавить движение сопротивления в будущем; после неудачи киборга остаются обломки, которые делают возможным его же создание; и так далее.

В каком-то смысле, конечно, парадокс предопределенности появился за несколько тысячелетий до путешествий во времени. Лай, надеясь нарушить пророчество о своем убийстве, оставляет младенца Эдипа в горах умирать, но, к сожалению, его план выходит ему боком. Идея самоисполняющегося пророчества стара, хотя название ново, придуманное социологом Робертом Мертоном в 1949 году для описания вполне реального феномена: «ложное определение ситуации, вызывающее новое поведение, которое превращает первоначальное ложное представление в реальность». (Например, предупреждение о нехватке бензина ведет к его панической скупке, что приводит к нехватке бензина.) Люди всегда задавались вопросом, могут ли они убежать от судьбы. Только теперь, в эпоху путешествий во времени, мы спрашиваем себя, можем ли мы изменить прошлое.

Все парадоксы являются временными петлями. Все они заставляют нас думать о причинно-следственной связи. Может ли следствие опережать причину? Конечно же нет. Очевидно. По определению. «Причина это объект, за которым следует другой…» Повторял Дэвид Юм. Если ребенку делают прививку от кори, а затем у него случается припадок, возможно, прививка стала причиной припадка. Единственное, что все знают точно, это то, что припадок не был причиной прививки.

Но мы не очень хороши в понимании причин. Первым человеком, который, как мы знаем, пытался анализировать причину и следствие с помощью логического рассуждения, был Аристотель, который создал уровни сложности, которые с тех пор вызывали замешательство. Он различал четыре отдельных типа причин, которые можно назвать (делая скидку на невозможность перевода между тысячелетиями): действие, форма, материя и цель. В некоторых из них тяжело признать причины. Действующая причина скульптуры — это скульптор, но материальная — это мрамор. Обе нужны для существования скульптуры. Конечная причина это предназначение, то есть, допустим, красота. С хронологической точки зрения конечные причины обычно вступают в игру позже. В чем причина взрыва: динамит? искра? грабитель? взлом сейфа? Такие размышления кажутся современным людям мелочными. (С другой стороны, некоторые профессионалы считают, что лексикон Аристотеля был плачевно примитивным. Они не хотели бы обсуждать причинность без упоминаний имманентности, трансцендентности, индивидуализации, и арности, гибридных причин, вероятностных причин и причинно-следственных цепочек.) В любом случае, нам стоит помнить, что ничто, при близком рассмотрении, не имеет единственной недвусмысленной, неоспоримой причины.

Примете ли вы предположение о том, что причина cуществования камня — тот же камень мгновением раньше?

«Кажется, все рассуждения об установлении факта основаны на отношениях Причины и Следствия», утверждает Хьюм, но он понял, что эти рассуждения никогда не были легкими или определенными. Это солнце — причина нагревания камня? Оскорбление — причина чьего-то гнева? Наверняка можно сказать только одно: «Причина — объект, за которым следует еще один...» Если следствие не обязательно вытекает из причины, было ли это вообще причиной? Споры эти звучат эхом в коридорах философии, и продолжают звучать, несмотря на попытку Бертрана Рассела в 1913 году уладить дело раз и навсегда, для чего он обратился к современной науке. «Странно, но в развитых науках, таких как гравитационная астрономия, никогда не встречается слова “причина”», писал он. Теперь очередь за философами. «Причина, по которой физики отказались от поиска причин состоит в том, что, фактически, их нет. Я верю, что закон причинности, как и многое, что на слуху среди философов, это всего лишь реликт минувшей эпохи, выживший, как и монархия, только потому, что ошибочно считается безвредным».

Рассел держал в уме гипер-ньютоновскую точку зрения на науку, веком ранее описанную Лапласом, — скрепленная вселенная — в которой все сущее связано вместе механизмами физических законов. Лаплас говорил о прошлом как о причине будущего, но если весь механизм, пыхтя, движется как единое целое, почему нам должно казаться, что какая-то отдельная шестерня или рычаг будут более причинными, чем любая другая деталь? Мы можем решить, что лошадь — причина движения повозки, но это просто предубеждение. Нравится вам это или нет, но лошадь тоже полностью определена. Рассел заметил, и в этом он не был первым, что когда физики записывают свои законы математическим языком, у времени не бывает предопределенного направления. «Закон не делает разницы между прошлым и будущим. Будущее „определяет“ прошлое в том же смысле, в каком прошлое „определяет“ будущее».

«Но, — говорят нам, — вы не можете повлиять на прошлое, тогда как вы можете до некоторого предела повлиять на будущее». Эта точка зрения основывается на тех самых ошибках, обусловленных причинностью, от которой мне хотелось избавиться. Вы не можете сделать прошлое не таким, каким оно было — верно… Если вы уже знаете, каким оно было, очевидно, что нет смысла желать, чтобы оно было другим. Но вы также не можете сделать будущее иным, чем оно будет… Если случается так, что вы знаете будущее — например, в случае приближающегося затмения — это так же бесполезно, как желать, чтобы прошлое было другим.

Но пока, вопреки Расселу, ученые большие рабы причинности, чем кто бы то ни было. Курение сигарет вызывает рак, хотя ни одна отдельная сигарета не вызывает какого-то отдельного рака. Сжигание нефти и угля приводит к изменению климата. Мутация в одном единственном гене вызывает фенилкетонурию. Коллапс состарившийся звезды вызывает вспышку сверхновой. Хьюм был прав: «Все размышления об установлении фактов, по видимому, основаны на отношениях Причины и Следствия». Иногда это все, о чем мы говорим. Линии причинности везде, длинные и короткие, четкие и размытые, невидимые, переплетающиеся и неминуемые. Все они идут в одном направлении, из прошлого в будущее.

Допустим, однажды в 1811 году, в городе Теплиц на северо-западе Богемии, мужчина по имени Людвиг сделал записи на нотной строке в своей записной книжке. Вечером в 2011 году женщина по имени Рэйчел подула в рог в Бостонском симфоническом зале с известным эффектом: воздух в помещении заколебался, в основном с частотой 444 колебания в секунду. Кто может отрицать, что, хотя бы частично, записи на бумаге вызвали колебания в атмосфере двумя столетиями позже? С использованием физических законов, будет сложновато рассчитать путь влияния молекул Богемии на молекулы в Бостоне, даже с учетом Лапласовского мифического «разума, который имеет понятие о всех силах». При этом мы видим неразрывную причинную цепь. Цепь информации, если не материи.

Рассел не закончил дискуссию, когда он объявил принципы причинности реликтами ушедшей эпохи. Не только философы и физики продолжают сшибаться лбами над причиной и следствием, они добавили в эту смесь новые возможности. Теперь на повестке ретропричинность, также известная как обратная причинности или ретро-хрональная причинность. Майкл Даммет, заметный английский логик и философ (и читатель научной фантастики), похоже, дал начало этому течению своей статьей 1954 года, «Может ли следствие предшествовать причине?», за которой 10 лет спустя последовала его же менее осторожная работа «Осуществляя прошлое». Среди вопросов, которые он поднял, был такой: Предположим, некто слышит по радио, что корабль его сына затонул в Атлантическом океане. Он молится Богу, чтобы его сын оказался среди выживших. Совершил ли он святотатство, когда просил Бога отменить то, что было сделано? Или его молитва функционально идентична молитве о будущем безопасном путешествии его сына?

Что же, вопреки всем прецедентам и традициям, может вдохновить современных философов на обдумывание возможности того, что следствия могут предшествовать причинам? «Стэнфордская энциклопедия философии» предлагает такой ответ: «Путешествия во времени». Именно так, все парадоксы путешествий во времени, и убийства, и рождения, вырастают из ретро-причинности. Следствия отменяют свои причины.

Парадоксы путешествия во времени

Первый основной аргумент против причинного порядка заключается в том, что темпоральный порядок, в котором возможна темпорально обратная причинность, возможен случаях вроде путешествий во времени. Кажется метафизически возможным, что путешественник во времени входит в машину времени в момент t1, с тем, чтобы выйти из нее в какой-то бывший ранее момент t0. И это кажется номологически возможным, после того как Гёдель доказал, что существуют решения эйнштейновских уравнений поля, разрешающих замкнутые пути.

Но путешествия во времени не то чтобы избавляют нас от всех вопросов. «Тут могут сталкиваться множество некогерентностей, в том числе некогерентность изменения того, что уже исправлено (вызывая прошлое), способности убить или не убить собственных предков, а также возможности создать причинную петлю», — предостерегает энциклопедия. Писатели храбро рискуют появлением парочки некогерентностей. Филлип Дик запускал часы в обратную сторону в «Время, назад», как и Мартин Эмис в «Стреле времени».

Кажется, мы и правда путешествуем кругами.

«Недавнее возрождение физики кротовых нор привело к очень беспокоящему наблюдению», — писал Мэтт Виссер, математик и космолог из Новой Зеландии в 1994 году в журнале Nuclear Physics B (ответвление Nuclear Physics, посвященное «теоретической, феноменологической и экспериментальной физике высоких энергий, квантовой теории поля и статистическим системам»). Судя по всему, «возрождение» физики кротовых нор вполне устоялось, хотя эти предполагаемые тоннели через пространство-время оставались (и остаются) полностью гипотетическими. Беспокоящее наблюдение заключалось в следующем: «Если проходимые кротовые норы существуют, то, судя по всему, их довольно легко превратить в машины времени». Наблюдение не просто беспокоящее, но беспокоящее в высочайшей степени: «Это чрезвычайно беспокоящее положение дел стимулировало Хокинга на провозглашение его догадки о хронологической защите».

Хокинг это, разумеется, Стивен Хокинг, физик из Кэмбриджа, который на тот момент уже стал самым известным физиком из живущих, отчасти из-за его многолетней борьбы с боковым амиотрофическим склерозом, отчасти из-за популяризации самых заковыристых проблем космологии. Нет ничего удивительного в том, что его привлекли путешествия во времени.

«Гипотеза о защищенности хронологии» — так называлась статья, которую он написал в 1991 году для журнала Physical Review D. Он так объяснил свои мотивы: «Было предположено, что развитая цивилизация может обладать технологией искажения пространства-времени до появления замкнутых временных кривых, что позволило бы путешествие в прошлое». Предположено кем? Армией писателей-фантастов, безусловно, но Хокинг цитировал физика Кипа Торна (еще одного протеже Уилера) из Калифорнийского технологического института, работавшего со своими аспирантами над «червоточинами и машинами времени».

В определенный момент термин «достаточно развитая цивилизация» стал устойчивым. Например: если мы, люди, этого сделать не можем, сможет ли достаточно развитая цивилизация? Термин полезен не только для фантастов, но и для физиков. Так, Торн, Майк Моррис и Ульви Юртсевер написали в Physical Review Letters в 1988: «Мы начнем с вопроса: позволяют ли законы физики достаточно развитой цивилизации создать и поддерживать червоточины для межзвездных перемещений?» Неудивительно, что 26 лет спустя Торн стал исполнительным продюсером и научным консультантом фильма «Интерстеллар». «Можно представить, что развитая цивилизация сможет вытащить червоточину из квантовой пены», — писали они в той статье 1988 года, и они привели иллюстрацию с подписью: «Диаграмма пространства-времени для превращения червоточины в машину времени». Они представляли себе червоточины с отверстиями: космический корабль может войти в одно и выйти из другого в прошлом. Логично, что в качестве заключения они привели парадокс, только в этот раз умирал в нем не дедушка:

«Может ли развитое существо зафиксировать кота Шредингера в живом состоянии в событии P (разрушив его волновую функцию до живого состояния), а затем вернуться во времени через червоточину и убить кота (разрушить волновую функцию до мертвого состояния) до того, как он достигнет P?»

Ответа они не дали.

И тут вмешался Хокинг. Он проанализировал физику червоточин, как и парадоксы («всевозможные логические проблемы, возникающие при способности изменить историю»). Он рассматривал возможность избежания парадоксов «путем некоторого видоизменения концепции свободной воли», но свободная воля редко бывает удобной темой для физика, и Хокинг увидел подход получше: он предложил так называемую гипотезу о защищенности хронологии. Понадобилось очень много вычислений, и, когда они были готовы, Хокинг убедился: сами законы физики защищают историю от возможных путешественников во времени. Независимо от того, что считает Гёдель, они не должны допускать возникновения замкнутых временных кривых. «Похоже, что имеется сила, защищающая хронологию, — написал он вполне по-фантастичному, — которая предотвращает возникновение замкнутых временных кривых и, таким образом, делает вселенную безопасной для историков». И завершил он статью красиво — в Physical Review он это сделать мог. У него была не просто теория — у него были «доказательства»:

«Имеется также убедительное доказательство данной гипотезы в форме того факта, что нас не сметают орды туристов из будущего».

Хокинг — один из тех физиков, кто знает, что путешествия во времени невозможны, но также знает, что говорить о них интересно. Он отмечает, что мы все путешествуем во времени в будущее со скоростью 60 секунд в минуту. Он описывает черные дыры как машины времени, напоминая, что гравитация замедляет ход времени в определенном месте. И он часто рассказывает историю о вечеринке, которую он устроил для путешественников во времени — приглашения он отправил только после самого события. «Я сидел и ждал очень долго, но никто не пришел».

На самом деле идея гипотезы о защищенности хронологии витала в воздухе задолго до того, как Стивен Хокинг дал ей имя. Рэй Брэдбери, например, изложил ее в своем рассказе 1952 года о путешествующих во времени охотниках на динозавров: «Время не допускает подобной путаницы — чтобы человек встретился сам с собой. Когда возникает угроза таких событий, Время отходит в сторону. Как самолет, попадающий в воздушную яму». Заметьте, что Время здесь — активный субъект: Время не допускает, и время отходит в сторону. Дуглас Адамс предлагал собственную версию: «Парадоксы — просто шрамовая ткань. Время и пространство сами затягивают вокруг них свои раны, и люди просто помнят настолько осмысленную версию события, насколько им нужно».

Может, это немного похоже на магию. Ученые предпочитают ссылаться на законы физики. Гёдель считал, что здоровая, свободная от парадоксов вселенная — лишь дело логики. «Путешествия во времени возможны, но никто не сможет убить себя в прошлом», — сказал он молодому посетителю в 1972 году. «Изначальностью часто пренебрегают. Логика очень сильна». В какой-то момент защищенность хронологии стала частью базовых правил. Она даже превратилась в клише. В своем рассказе 2008 года «Область неподобия» Ривка Гальхен все эти концепции воспринимает как должное:

«Писатели-фантасты пришли к аналогичным решениям парадокса дедушки: внуки-убийцы неизбежно натыкаются на какое-то препятствие — нерабочие пистолеты, скользкие банановые шкурки, собственную совесть — прежде чем осуществить свое невозможное дело».

«Область неподобия» — это из Августина: «Я ощущал себя далеко от Тебя, в области неподобия» — в regione dissimilitudinis. Он не до конца существует, как и все мы, прикованные к моменту в пространстве и времени. «Я созерцал иные вещи ниже Тебя, и я видел, что они и не до конца есть, и их не до конца нет». Помните, Бог вечен, а мы нет, к большому нашему сожалению.

Рассказчица Гальхен заводит дружбу с двумя мужчинами постарше, может философами, может, учеными. Точно не говорится. Эти отношения не очерчены точно. Рассказчица чувствует, что и сама она не очень точно очерчена. Мужчины говорят загадками. «Ох, время покажет», — говорит один из них. А еще: «Время — это наша трагедия, материя, через которую нам приходится пробираться, чтобы стать ближе к Богу». Они на время исчезают из ее жизни. Она следит за некрологами в газетах. Загадочным образом в ее почтовом ящике появляется конверт — диаграммы, бильярдные шары, уравнения. Она вспоминает старую шутку: «Время летит как стрела [time flies like an arrow], а плодовые мушки любят банан [fruit flies like a banana]». Одно становится ясным: все в этом рассказе много знают о путешествиях во времени. Судьбоносная временная петля — все тот же парадокс — начинает возникать из теней. Поясняются некоторые правила: «вопреки популярным фильмам, путешествие в прошлое не меняет будущее, или, вернее, будущее уже было изменено, или, вернее, все еще сложнее». Судьба будто мягко тянет ее в нужную сторону. Может ли кто-то избежать судьбы? Вспомните, что случилось с Лаем. Все, что она может сказать: «Определенно, наш мир подчиняется правилам, все еще чуждым нашему воображению».

Автор: Джеймс Глейк — автор научно-популярной литературы, лауреат многих наград, автор бестселлеров «Хаос: создание новой науки», «Гений: жизнь и наука Ричарда Фейнмана» и «Информация: история, теория, поток». Его книги переведены на 30 языков.

Иллюстрации: Дэниэл Хертцберг.
Оригинал: Nautilus.
Перевели: Кирилл Козловский, Илья Силаев и Денис Чуйко.
Редактировали: Артём Слободчиков, Роман Вшивцев и Сергей Разумов.
Newочём
Комментарии: 0