Ткань космоса. Пространство, время и текстура реальности

Грин Брайан

Сходный парадокс, предложенный философом из Оксфорда Майклом Дамметтом и подчёркнутый его коллегой Дэвидом Дойчем, дразнит ум немного другим образом, но, возможно, ещё больше сбивает с толку. Расскажу об этом парадоксе на обыденном примере. Представьте, что я создал машину времени и перенёсся на десять лет в будущее. После короткого ланча в японском ресторанчике «Тофу-для-Вас» (сеть ресторанов быстрого обслуживания, вытеснившая «Макдоналдс» после глобальной эпидемии коровьего бешенства, навсегда отбившей охоту к чизбургерам) я иду в ближайшее интернет-кафе и читаю о достижениях в теории струн за последние десять лет. И здесь меня поджидает сюрприз. Я обнаруживаю, что были решены все проблемы теории струн. Теория теперь полностью разработана и успешно используется для объяснения свойств всех известных частиц. Получено неопровержимое доказательство

существования дополнительных измерений и теоретические предсказания, касающиеся суперсимметричных партнёров частиц — их массы, электрические заряды и т. д. — только что были подтверждены с помощью Большого адронного коллайдера. Больше нет никаких сомнений: теория струн является единой теорией Вселенной.

Но меня поджидает ещё больший сюрприз, когда я начинаю читать, благодаря кому достигнут столь великий прогресс. Революционная статья была написана годом ранее не кем иным, как Ритой Грин — моей матерью. Я шокирован. Не подумайте о непочтительности: моя мать — чудесная женщина, но она не учёный и не может понять, как это кто-то может быть учёным, и, к примеру, прочла лишь первые несколько страниц «Элегантной Вселенной», после чего отложила её в сторону и сказала, что из-за этой книги у неё разболелась голова. Так как же она смогла написать главную статью в теории струн? Читая её статью, я поражаюсь её простому и всё же глубочайшему прозрению и вижу в конце, что она благодарит меняза годы интенсивных занятий по физике и математике после её посещения семинара Тони Роббинса [99] , позволившего преодолеть ей свои внутренние страхи и пробудить в себе физика. Ну и ну, — думаю я. Она пошла на этот семинар после того, как я отправился в будущее. Лучше бы мне побыстрее вернуться в своё время, чтобы начать с ней занятия.

99

Один из последователей нейролингвистического программирования (НЛП), нестандартного подхода к психологии и человеческой коммуникации. Очень популярен в США благодаря своим публичным семинарам, после которых его участники запросто проходят по раскалённым углям, не получая никаких ожогов. (Прим. перев.)

Ладно, я возвращаюсь в своё время и начинаю знакомить свою мать с теорией струн. Но дело идёт туго. Проходит год, проходит второй. И хотя она старается изо всех сил, прогресса почти нет. Я начинаю беспокоиться. Мы продолжаем занятия ещё пару лет, но прогресс минимален. Теперь я по-настоящему обеспокоен. Осталось не так уж много времени до того, как должна выйти та самая революционная статья. Как же она напишет её? Наконец, я принимаю важное решение. Когда в будущем я читал эту статью, она произвела на меня такое впечатление, что прочно отпечаталась в моей памяти. Так что вместо того чтобы предоставить моей матери самой делать своё открытие — что кажется всё менее и менее вероятным — я говорю ей, что написать, а затем проверяю и убеждаюсь, что она изложила всё, что я помню. Она публикует статью, и вскоре та переворачивает весь мир физики. Появляется всё, что я запомнил из своего путешествия в будущее.

А теперь загадка. Кого благодарить за революционную статью моей матери? Конечно, не меня. Я узнал о результатах, прочтя о них в статье. Но как благодарить мою мать, если она лишь записала то, что я ей сказал? Конечно, настоящий вопрос не в том, кого благодарить — вопрос в том, оттуда появилось новое знание, новое прозрение и новое понимание, представленное в статье моей матери. На кого или что можно указать и заявить: «Благодаря этому человеку или этому компьютеру появились новые результаты?» У меня, как и у моей матери, не было никаких прозрений, а никто другой не причастен к этому делу, и мы не использовали компьютер. Тем неё менее, каким-то непостижимым образом эти великолепные результаты появились в статье моей матери. Видимо, в мире, позволяющем путешествовать как в прошлое, так и в будущее, знание может материализоваться из воздуха. Это, несомненно, очень странно, хотя, возможно, и не так парадоксально, как в ситуации воспрепятствования собственному рождению.

Что же нам делать с таким парадоксом и такой странностью? Следует ли нам заключить, что хотя законы физики позволяют нам путешествовать в будущее, но любая

попытка перенестись в прошлое обречена на неудачу? Некоторые думают, что это несомненно так. Но, как мы сейчас увидим, существуют пути, позволяющие обходить эти коварные вопросы. Это не означает, что путешествие в прошлое возможно — это отдельная проблема, которую мы затем вкратце рассмотрим — но это показывает, что путешествие в прошлое не может исключаться теми парадоксами, которые мы только что обсуждали.

Пересмотр загадок

Вспомним, как в главе 5 мы обсуждали течение времени с точки зрения классической физики и пришли к образу, существенно отличающемуся от нашего интуитивного представления. Аккуратные рассуждения привели нас к представлению о пространстве-времени как о глыбе льда с навечно замороженными моментами времени, в отличие от известного образа времени как реки, уносящей нас от одного момента к другому. Эти замороженные моменты группируются в представление о «сейчас» — события, произошедшие одновременно, — разными наблюдателями, движущимися друг относительно друга. Мы также использовали равнозначную метафору, в которой пространство-время рассматривается как буханка хлеба, которую можно нарезать на отдельные ломтики под различными углами.

Но, безотносительно к метафорам, урок главы 5 состоит в том, что моменты — события, составляющие блок пространства-времени, — просто существуют. Они безвременные. Каждый момент — каждое событие — существует точно так же, как существует каждая точка пространства. Моменты не приходят внезапно в жизнь при освещении их «прожектором» настоящего времени наблюдателя; такой образ согласуется с нашей интуицией, но не выдерживает логического анализа. Моменты не меняются. Моменты существуют. Освещённость этим «прожектором» — просто одно из множества свойств, составляющих момент. Это прекрасно иллюстрирует рис. 5.1, дающий хотя и не реальную, но наглядную перспективу, на которой в едином взгляде охватываются все события, составляющие историю Вселенной; они все там — неподвижные и неизменные. Различные наблюдатели не согласятся в том, какие события происходят одновременно — они нарезают блок пространства-времени под разными углами, — но весь блок в целом с составляющими его событиями буквально универсален.

Квантовая механика вносит свои поправки в этот классический взгляд на время. Например, в главе 12 мы видели, что на чрезвычайно малых масштабах пространство и пространство-время неизбежно становятся волнистыми и колеблющимися. Однако (см. главу 7) концепция времени в квантовой механике зависит от решения проблемы квантового измерения. Один из подходов к этой проблеме — многомировая интерпретация — особенно уместен для решения парадоксов, возникающих в связи с путешествиями во времени, и мы рассмотрим этот подход в следующем разделе. А пока мы останемся в рамках классической интерпретации квантовой механики и посмотрим, как с помощью представления о блоке пространства-времени можно обходить загадки, связанные с путешествием во времени.

В качестве примера рассмотрим парадокс, возникающий в том случае, если вы решите отправиться в прошлое и воспрепятствовать встрече своих родителей. Интуитивно мы представляем, как это могло бы произойти. Перед вашим путешествием в прошлое ваши родители встретились, скажем, ровно в полночь 31 декабря 1965 г. на новогодней вечеринке, а затем ваша мать родила вас. Затем, много лет спустя, вы решили переместиться в прошлое — в 31 декабря 1965 г. — и, оказавшись там, изменить события; в частности, вы намереваетесь помешать встрече ваших родителей и тем самым воспрепятствовать своему зачатию и рождению. Но давайте теперь посмотрим на это интуитивное представление с точки зрения более корректного описания времени на образе блока пространства-времени.

Сразу же видно, что по своей сути это интуитивное представление бессмысленно, поскольку в нём предполагается, что моменты могут меняться. В интуитивном представлении рисуется, что полночь 31 декабря 1965 г. «изначально» была моментом встречи ваших родителей, но ваше вмешательство «впоследствии» меняет события, так что в полночь 31 декабря 1965 г. ваших родителей разделяют целые километры, если не континенты. Проблема такой смены событий состоит в том, что моменты на самом деле не меняются; как мы видели, они просто существуют, и всё. Существует единый блок пространства-времени, постоянный и неизменный. Бессмысленно представление, что «сначала» момент был таким, а «затем» стал другим.