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

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.

(*)"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.