Структура реальности. Наука параллельных вселенных - Дэвид Дойч

Аргументы, основанные на виртуальной реальности, помогают при понимании путешествия во времени, потому что понятие виртуальной реальности требует серьёзного отношения к контрфактуальным событиям, а потому квантовая концепция времени, подразумевающая наличие многих вселенных, кажется естественной, будучи воспроизведённой в виртуальной реальности.

Убедившись, что путешествие в прошлое входит в репертуар универсального генератора виртуальной реальности, мы понимаем, что идея о путешествии в прошлое вполне осмысленна. Но это не означает, что она непременно физически достижима. Ведь в виртуальной реальности возможно и путешествие со сверхсветовой скоростью, и вечные двигатели, и много всего другого, что невозможно физически. Никакое количество рассуждений о виртуальной реальности не может доказать, что данный процесс разрешён законами физики (но рассуждение может доказать, что он не разрешён: если бы мы пришли к противоположному выводу, это означало бы, в соответствии с принципом Тьюринга, что путешествие во времени физически невозможно). Так что же наши позитивные выводы о виртуальном путешествии во времени говорят нам о физике?

Они говорят нам, как выглядело бы путешествие во времени, если бы оно имело место. Они говорят нам, что путешествие в прошлое неизбежно является процессом, происходящим в нескольких взаимодействующих и взаимосоединённых вселенных. В этом процессе участники, куда бы они ни отправились во времени, в общем случае перемещаются из одной вселенной в другую. Точные способы соединения вселенных зависят, помимо всего прочего, от намерений участников.

Таким образом, чтобы путешествие во времени было физически возможно, необходимо существование мультиверса. Кроме того, необходимо, чтобы законы физики, управляющие мультиверсом, были таковы, что в присутствии машины времени и потенциальных путешественников во времени вселенные становились бы взаимосоединёнными именно так, как описал я, и никак иначе. Например, если я не собираюсь использовать машину времени, что бы ни случилось, на моём снимке не должна появиться ни одна версия меня, путешествующая во времени; то есть с моей вселенной не может соединиться ни одна вселенная, в которой версии меня используют машину времени. Если я определённо собираюсь использовать машину времени, то моя вселенная должна получить соединение с другой вселенной, в которой я тоже определённо использую её. А если я намерен разыграть «парадокс», то, как мы видели, моя вселенная должна соединиться с другой вселенной, в которой копия меня имеет такое же намерение, что и я, но, осуществляя это намерение, ведёт себя отлично от меня.

Удивительно, но всё это — как раз то, что предсказывает квантовая теория! Вкратце результат таков, что если пути в прошлое действительно существуют, то путешествующие по ним свободны взаимодействовать с окружающей их средой так же, как они могли бы делать это, если бы эти пути не вели в прошлое. Путешествие во времени ни в коем случае не становится логически невозможным и не налагает особых ограничений на поведение путешественников во времени.

Всё это оставляет в силе вопрос, возможно ли физически существование путей в прошлое. Этот вопрос был предметом многих исследований и всё ещё является в высшей степени спорным. Обычно отправной точкой является набор уравнений, формирующих (предсказательную) основу общей теории относительности Эйнштейна — нашей лучшей теории пространства и времени на сегодняшний день. Эти уравнения, известные как уравнения Эйнштейна, имеют множество решений, каждое из которых описывает некую возможную четырёхмерную конфигурацию пространства, времени и гравитации. Уравнения Эйнштейна определённо подразумевают возможность существования путей в прошлое; обнаружено много решений с таким свойством. До недавнего времени принятая практика состояла в том, что такие решения последовательно игнорировались. Но это никоим образом не следовало ни из самой теории, ни из какого-либо физического довода вообще. Так происходило потому, что физики находились под впечатлением, что путешествие во времени «привело бы к парадоксам», и, следовательно, такие решения уравнений Эйнштейна должны быть «нефизическими». Это произвольное мнение напоминает о том, что произошло в первые годы после появления теории общей относительности, когда сам Эйнштейн отверг решения, описывающие Большой взрыв и расширение вселенной. Он попытался изменить уравнения так, чтобы они описывали статическую вселенную. Позднее он говорил об этом как о величайшей ошибке своей жизни, а расширение вселенной экспериментально подтвердил американский астроном Эдвин Хаббл. В течение многих лет ошибочно отвергались как «нефизические» и решения, полученные немецким астрономом Карлом Шварцшильдом, в которых впервые описывались чёрные дыры. Эти решения описывали контринтуитивные явления, такие как область, которую в принципе невозможно покинуть, и гравитационные силы, которые в центре чёрной дыры становятся бесконечными. В настоящее время господствует мнение о том, что чёрные дыры действительно существуют и действительно обладают теми свойствами, которые предсказывали уравнения Эйнштейна.

Взятые буквально, уравнения Эйнштейна предсказывают, что путешествие в прошлое возможно вблизи массивных вращающихся объектов, таких как чёрные дыры, если они вращаются достаточно быстро, а также в некоторых других ситуациях. Но многие физики сомневаются в реальности этих предсказаний. Не известно ни одной достаточно быстро вращающейся чёрной дыры, а кроме того, было показано (не вполне убедительно), что, скорее всего, невозможно увеличить скорость вращения чёрной дыры искусственно, потому что любой быстро вращающийся материал, направленный в чёрную дыру, будет выброшен обратно и не сможет в неё попасть. Возможно, скептики правы, но поскольку их нежелание принять возможность путешествия во времени исходит из убеждения, что такое путешествие ведёт к парадоксам, оно не является обоснованным.

Даже когда уравнения Эйнштейна будут поняты более полно, они не дадут окончательных ответов по вопросу о путешествии во времени. Общая теория относительности предшествует квантовой теории и не полностью совместима с ней. Никто ещё не преуспел в формулировке удовлетворительной квантовой версии — квантовой теории гравитации. Тем не менее, исходя из приведённых мной аргументов, в ситуациях, связанных с путешествием во времени, должны доминировать квантовые эффекты. Типичные версии-кандидаты, претендующие на звание квантовой теории гравитации, не только позволяют существование в мультиверсе связей с прошлым, они предсказывают, что подобные связи непрерывно образуются и самопроизвольно рвутся. Это происходит во всём пространстве и времени, но только на субмикроскопическом уровне. Типичный путь, созданный этими эффектами, имеет ширину около 10–35 м и остаётся открытым в течение планковского времени (около 10–43 секунды) и, следовательно, простирается в прошлое только на планковское время.

Путешествие в будущее, для которого по существу необходимы только эффективные ракеты, находится на умеренно отдалённом, но уверенно предсказуемом горизонте технологии. Путешествие в прошлое, которое требует манипуляций с чёрными дырами или иного, столь же сильного разрушения структуры пространства и времени, станет реализуемым на практике только в отдалённом будущем, если станет вообще. Сейчас мы не знаем ничего в законах физики, что исключало бы путешествие в прошлое; напротив, они делают возможность путешествия во времени вполне правдоподобной. Будущие открытия в фундаментальной физике могут изменить это. Возможно, будет открыто, что квантовые флуктуации в пространстве и времени становятся чрезвычайно сильными около машин времени и надёжно перекрывают вход в них (Стивен Хокинг, например, утверждал, что некоторые сделанные им вычисления подтверждают вероятность этого, однако его доводы не являются вполне убедительными). Возможно, некое до сих пор неизвестное явление может исключить путешествие в прошлое — или же предоставить новый и более простой метод его осуществления. Невозможно предсказать будущий рост знания. Но если при будущем развитии фундаментальной физики сохранится возможность путешествия во времени в принципе, то его практическое осуществление, несомненно, станет всего лишь технической проблемой, которая в конце концов будет решена.