Готовый перевод Terry Pratchett, Jack Cohen, Ian Stewart - The Science of Discworld III : Darwin's Watch / Терри Пратчетт, Джек Коэн и Йен Стюарт - Наука Плоского Мира III: Часы Дарвина: FORWARD TO THE PAST/ Вперёд в прошлое

Однако, волшебники неплохо начали. Используя возможности Гекса волшебники могут перемещаться по шкале времени Круглого Мира. Мы рады, в вымышленном что им это доступно, а можем ли мы делать то же самое, но в действительности?

Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны решить на что похожа машина времени в рамках общей теории относительности. Тогда мы уже сможем говорить о её создании.

Путешествовать в будущее легко: просто подождите. Вернуться обратно гораздо труднее. Машина времени позволяет частице или объекту вернуться в собственное прошлое, так что его мировая линия - времениподобная кривая - должна замкнуться в петлю. Так что машина времени это просто замкнутая времениподобная кривая (сокращённо ЗВК). Вместо вопроса: возможны ли путешествия во времени? нам следует спросить: а может ли существовать ЗВК?

В плоском пространстве Минковского её существовать не может. Конусы направленные назад и вперёд - будущее и прошлое события - нигде не пересекаются (за исключением самой точки события, которую мы в расчёт не берём). Если вы будете пересекать плоское пространство не отклоняясь не более чем на 45° от севера, вы никогда не поймаете сами себя со стороны юга.

Но направленные назад и вперёд конусы могут пересекаться в других видах пространственно-временного континуума. Первым, кто заметил это был Курт Гёдель, более известный своими фундаментальными работами в области математической логики. В 1949 году он разработал релятивистскую математику вращающейся вселенной и обнаружил, что прошлое и будущее каждого момента пересекаются. Начните откуда угодно и когда угодно, отправитесь в собственное будущее и вы окажетесь в собственном прошлом. Однако, наблюдения показывают, что вселенная не вращается, а вращающая стационарная вселенная (особенно изнутри) не похожа на приемлемый способ создать машину времени.

Хотя, если волшебники должны были закрутить Круглый Мир..

Самый простой пример будущего, которое встречает встречает свой прошлое, можно привести, если взять пространство Минковского и свернуть по вертикали (по направлении времени) в цилиндр. Тогда координаты времени станут циличными, подобно тому как в индуистской мифологии Брахма каждую кальпу (4, 32 миллиарда лет) воссоздает вселенную. Хотя цилиндр и выглядит изогнутым, соответствующий ему пространственно-временной континуум в действительности не искривлён (конечно не в гравитационном смысле). Если вы скручиваете листок бумаги в цилиндр, он не теряет формы. Вы можете развернуть его обратно и бумага не согнётся и не будет скомканной. А муравей, который находится на его поверхности может и не заметить, что пространство изогнуто, потому что расстояния его на поверхности не изменились. То есть не изменилась местная метрика. А изменилась глобальная геометрия пространственно-временного континуума.

Сворачивание пространства Минковского это пример мощного математического трюка по созданию нового пространственно-временного континуума из старых: копировать и вставить. Если вы можете вырезать куски из известного пространственно-временного континуума и склеить их вместе, не доформировав их метрик, тогда результатом окажется другое возможное пространство. Мы говорим "деформировать метрики", а не "преломлять" на том же основании, что скрученное пространство Минковского не искажено. Мы говорим о внутреннем искривлении, которое может ощутить существо обитающее в данном пространственно-временном континууме, а об очевидной для внешнего зрителя кривизне.

Свёрнутая версия пространства Минковского это очень простой способ доказать, что пространственно-временной континуум, который подчиняется уравнениям Эйнштейна может содержать ЗВК - и таким образом путешествия во времени не противоречат известным в данный момент законам физики. Но это не подразумевает, что путешествия во времени возможны. Это важнейшее различие между их математической вероятностью и физической реализацией.

Пространственно-временной континуум возможен, если он подчиняется уравнениям Эйнштейна. Это физически осуществимо, если он существует или мог быть создан как часть нашей собственной вселенной. Нет достаточных оснований считать, что свёрнутое пространство Минковского физически осуществимо: определённо трудно было бы переделать вселенной такую форму, если бы она изначальна не была бы наделена циклическим временем, а сейчас лишь очень немногие люди (не считая индусов) считают, что это так. Поиски пространства, которое содержит ЗВК и правдоподобную физику это поиски более приемлемой топологии. Есть множество математически возможных топологий, но подобно ирландцу указывающему направление, вы не можете двигаться во всех их них.

Однако, вы можете до самых удивительно-интересных. Все что вам нужно это проектирование чёрных дыр. О, и белых разумеется. И отрицательная энергия. А теперь всё это шаг за шагом. Сначала чёрные дыры. Впервые они были предсказаны в классической Ньютоновской механике, где у них нет ограничений скорости для движущегося объекта. Частицы могут уйти от притягивающей их массы, но сильнее их гравитационного поля, двигаясь быстрее соответствующей космической скорости. Для Земли это 7 миль в секунду (11 км), а для солнца это 26 миль с секунду (41 км). В статье представленной Лондонскому Королевскому Обществу в 1783 году, Джон Митчелл отметил, что концепция космической скорости в сочетании с конечной скоростью света, предполагает, что достаточно массивные объекты не могут испускать свет воообще - потому что тогда космическая скорость будет меньше чем скорость света. В 1796 году Пьер Симон Лаплас повторил эту мысль в своём "Изложении Системы Мира". И оба они представляли, что во вселенной могли находится тела больше чем солнце, но совершенно тёмные.

Они на сто лет опередили своё время.

В 1915 году Карл Шварцшильд сделал первый шаг к ответу на релятивистскую версию того же вопроса, когда решил уравнения Эйнштейна для гравитационного поля вокруг массивной сферы в вакууме. Его решение очень странно работало на критическом удалении от центра сферы, которое теперь называется радиусом Шварцшильда. Если вам интересно, он равен массе звезды, умноженной на двойное значение гравитационной постоянной, и разделённой на квадрат скорости света

Радиус Шварцшильда для Солнца составляет 1,2 мили, а на Земле- 0,4 дюйма - оба похоронены на недосягаемой глубине, где они не могут причинить неприятности. Так что не совсем ясно, насколько важным было это странное поведение, или что оно хотя бы означало.

Что произошло бы с звездой, если бы ее собсвенный радиус оказался меньше ее радиуса Шварцшильда?

В 1939 году Роберт Оппенгеймер и Хартленд Снайдер показали, что она рухнет под собственным гравитационным притяжением. Действительно, целая часть пространства-времени схлопнется, сформировав область, которую не сможет покинуть никакая форма материи, даже кванты света.

Так родилось захватывающе новое физическое понятие. В 1967 году Джон Арчибальд Уилер ввел термин "черная дыра" и новое понятие обрело имя.

Как с течением времени развиваются чёрные дыры? Начальный сгусток материи сокращается до радиуса Шварцшильда и продолжает сжиматься до тех пор, пока за конечное время вся масса не сожмётся до одной точки, которая называется сингулярность. Хотя мы не можем наблюдать сингулярность: они лежит за пределами "горизонта событий" радиуса Шварцшильда, которой разделяет наблюдаемую область, которая может испускать свет, и недоступную область, где свет попадает в ловушку.

Если бы вы наблюдали сжатие чёрной дыры снаружи, то увидели бы звезду, сокращающуюся до радиуса Шварцшильда, но не более. По мере сжатия его скорость для стороннего наблюдателя приближалаь бы к скорости света, что согласно релятивистскому замедлению времени предполагает, что всё сжатие для стороннего наблюдателя происходит бесконечно долго. Свет от звезды смещался бы дальше и дальше в красную сторону спектра. И всё это назвалось бы "красной дырой".

Чёрные дыры идеальны для конструирования пространственно-временного континуума. Вы можете копировать и вставить черную дыру в любую вселенную (в том числе и нашу), которая имеет асимптотически плоские области.[1] Это делает топологию черной дыры физически осуществимой в нашей вселенной. В самом деле, сценарий гравитационного коллапса делает всё ещё правдоподобнее: просто нужно начать с достаточно большой концентрации вещества вроде нейтронной звезды или центра галактики. Технологически продвинутое общество сможет создавать чёрные дыры.

Чёрная дыра не имеет ЗВК, так что мы не сможем путешествовать во времени. Пока что. Однако, мы подобрались гораздо ближе. Следующим шагом будет использование обратимости во времени уравнений Эйнштейна: каждому решению соответствует точно такое же, за исключением того, что время в нём бежит вспять. Обращённые во времени чёрные дыры называют белыми. Горизонт событий черной дыры это граница которую не может пересечь ни одна частица, горизонт событий белой дыры это граница за которую ни одна частицы не может попасть, но от которой в любой момент может возникнуть частица. Так что снаружи белая дыра будет выглядеть как внезапный взрыв материи звезды, появляющейся из-за обращённого во времени горизонта событий.

Белый дыры могут показаться куда более странными. Это имеет смысл для изначальной концентрации вещества и которое при достаточной плотности его сжатия образует чёрную дыру. Однако почему же тогда сингулярность внутри белой дыры внезапно начинает извергать звезду обратно, оставаясь с начала времён неизменной? Возможно потому что внутри белой дыры время бежит в обратном направлении, так что причинно-следственные связи движутся от будущего к прошлому? Давайте сразу согласимся с тем, что белые дыры являются математически возможными и отметим что они тоже являются асимптотически плоскими. Так что если вы знаете, как создать одну, вы можете легко создать её в своей собственной вселенной.

И не только: вы можете совместить черную и белую дыру вместе. Вырежьте их вдоль их горизонтов событий и соедините их этими горизонтами. В результате получится своего рода труба. Материя может проходить сквозь неё только в одном направлении: влетая в чёрную дыру и вылетая через белую.

____
[1] Это математический способ сказать, что вы можете засунуть чёрную дыру куда угодно. (Ну или как обезьяна за рулём может ехать куда угодно)
________

Получится что-то вроде клапана для материи. Проход через клапан соответствует времениподобной кривой, поскольку через него в действительности могут пройти материальные частицы.

Оба конца трубы могут быть размещены в любой асимптотически плоской области любого пространства. Вы можете разместить один конец в нашей вселенной, а другой где-нибудь ещё, или можете разместить оба конца в нашей - за исключением областей вблизи большой концентрации вещества. Теперь у вас получилась кротовья нора. Расстояние внутри кротовьей норы гораздо короче чем тоже расстояние, но в нормальном пространственно-временном континууме, которое зависит только от вашего воображения и желания.

Кротовья нора - это короткий путь через вселенную. Но это только перенос материи, а не перемещение во времени. Хотя, не берите в голову - мы практически у цели.

Ключ к путешествиям во времени через кротовью нору это пресловутый парадокс близнецов, отмеченный физиком Полем Ланжевеном в 1911 году. Напомним, что согласно теории относительности, чем быстрее движетесь вы, тем медленнее движется время и совсем останавливается, если вы достигаете скорости света. Этот эффект известен как замедление времени. Процитируем из "Науки Плоского Мира I": "Предположим, что Розенкранц и Гильденстерн родились в один и тот же день. Розенкранц проводит всю свою жизнь дома, в то время как Гильденстерн путешествует со скоростью близкой к скорости света, и потом возвращается домой обратно. Из-за замедления времени, для Гильденстерна прошёл только год, тогда когда для Розенкранца прошли все 40. Так что Гильденстерн теперь моложе своего брата-близнеца на 39 лет."

В этом парадоксе есть загадка: с точки зрения Гильдерстерна как раз Розенкранц пронёсся мимо почти со скоростью света. Конечно, но разве не по той же причине Гильдерстерн должен быть на 39-лет моложе, чем Розенкранц? Но очевидная симметрия ошибочна. С этой точки зрения Гильдерстерн является объектом, который ускоряется и замедляется, особенно когда направляется домой, тогда как Розенкранц таким объектом не является. В теории относительности ускорение имеет большое значение.

В 1988 году Майкл Моррис, Кип Торн и Ульви Юртсевен поняли, что объединение червоточины с парадоксом близнецов дает ЗВК. Идея состоит в том, чтобы оставить белый конец червоточины зафиксированным, а черный постоянно перемещать назад и вперед со скоростью, чуть ниже скорости света. Как только черный конец червоточины прекращает движение, в игру входит релятивистское замедление времени, и время течет медленнее для наблюдателя, движущегося с этой стороны. Представьте линии, которые соединяют две червоточины через нормальное пространство, так что время для наблюдателей на обоих концах течет одинаково. Сначала эти линии почти горизонтальны, поэтому они не времениподобны, и для материальных частиц невозможно по ним следовать. Но с течением времени линия становится ближе к вертикали, и в конце концов становится времениподобной. Как только будет преодолён этот `временной барьер ', вы можете путешествовать из белого конца червоточины в черный через нормальное пространство - двигаясь по времениподобной кривой. Поскольку кротовья нора является коротким путём, вы можете сделать это в очень короткий период времени, фактически мгновенно переместившись из черного конца к соответствующему белому. Это то же самое место, откуда вы начали путешествие, но в прошлом.

Вы только что совершили путешествие во времени.

Немного подождав вы можете замкнуть свой путь в ЗВК и оказаться на том же самом месте откуда начали. Не назад в будущее, а вперёд в прошлое. Чем дальше в будущем находится ваша начальная точка, чем дальше в прошлое вы можете перемещаться. Но у этого способа есть один недостаток: вы не можете пересечь временной барьер, который возникает в тот момент, когда вы создали кротовью нору. Даже не надейтесь отправится в прошлое и поохотится на динозавров. Или раздавить бабочку мелового периода.

Можем ли мы создать такие устройства? Возможно ди в действительности путешествие сквозь червоточину?

Существуют машины времени, основанные на парадоксе близнецов, но все они ограничены скоростью света. Они будут работать лучше, и, возможно, их будет легче строить и эксплуатировать, если бы вы могли использовать двигатель искривления и путешествовать сквозь пространство быстрее света, как герои Звездного Пути.

Однако это же запрещено теорией относительности, верно?

А вот и не верно.

Специальная теория относительности запрещает, но, как выяснилось, общая теория относительности это допускает. Удивительно, но она позволяет это благодаря обычной научно-фантастической ерунде, которую проворачивают многочисленные авторы, знакомые с релятивистскими ограничениями, но всё равно желающие чтобы их корабли перемещались быстрее света. "Теория относительности запрещает телу двигаться быстрее скорости света" говорят они, "но она не запрещает пространству двигаться быстрее чем свет". Поместите ваш звездолёт в некую область пространства и оставьте его неподвижным относительно этой области. Никакого осквернения идей Эйнштейна. А теперь перемещайте всю область пространства (со звездолётом конечно) со сверхсветовой скоростью. Бинго!

Да-да, очень забавно. Вот только...

В рамках общей теории относительности это именно то, к чему в 1994 году пришёл Алькубьеерре Мойя. Он доказал, что существуют решения уравнений Эйнштейна для поля, подразумевающие частичную деформацию пространственно-временного континуума с образованием мобильного пузыря. Пространство сокращается перед пузырём и расширяется позади него. Поместите звездолёт внутрь пузыря и он сможет "поймать" гравитационную волну, находясь внутри статичной оболочки местного-пространственного временного континуума. Скорость с которой корабль движется относительно пузыря - равна нулю. Передвигается только оболочка пузыря, но это не важно.

Писатели-фантасты правы. Нет релятивистских ограничений скорости, с которой может двигаться пространство.

У идеи двигателей искривления те же недостатки, что и у червоточин. Вам необходима экзотическая материя для создания гравитационного отталкивания, необходимого при искажении пространства таким нестандартным способом. Существуют и другие схемы двигателей искажения, якобы преодолевающие это препятствие, но у них полно своих проблем. Сергей Красников заметил одну неловкую особенность двигателя деформации Алькубьерре: внутренняя часть пузырька становится совершенно обособлена от наружней. Капитан звездолета, находясь внутри пузырька, не может управлять им, и он не может даже включить его или выключить. Красников предложил метод, "сверхсветовых шоссе". На пути к цели звездолет движется чуть медленнее скорости света, оставляя за собой как бы область искаженного пространства-времени. Возвращаясь обратно, корабль летит через эту область уже быстрее, чем свет. Однако, сверхсветовое шоссе также нуждается в отрицательной энергии; с другой стороны, Кен Олум и остальные доказали, что любой тип двигателя искажения может существовать.

Срок жизни любого количества отрицательной энергии ограничен. Относительно кротовьих нор и деформационных двигателей эти ограничения означают, что такие структуры должны быть либо очень малы, либо область отрицательной энергии должна быть крайне тонкой. К примеру, кротовья нора, с шириной прохода около 3 футов (1 метр) должна ограничить свою отрицательную энергию до области толщиной в одну миллионную диаметра протона. Общее количество необходимой отрицательной энергии было бы эквивалентно общей энергии, испускаемой (или позитивной энергии) 10-тью миллионами звезд за один год. Если бы проход кротовьей норы был бы шириной в один световой год, тогда толщина области отрицательной энергии должна быть меньше радиуса протона, то потребовалось бы энергия 10 квадриллионов звёзд.

Двигатели искривления, во всяком случае, еще хуже. Для достижения скорости, в 10 раз большей скорости света (Варп Фактор 2 из Звездного пути) толщина стенки пузыря должна быть 10-32 метров. Если у вас есть звездолёт длинной в 200 метров, то энергии, необходимой для создания пузыря, должно быть в 10 миллиардов раз больше чем находится в известной нам части вселенной.

Занятно.

Рассказий Круглого Мира может иногда подтверждаться документально. Когда Рональду Маллету было десять лет, его 33-летий отец умер от сердечного приступа, вызванного курением и употреблением алкоголя. "Я был полностью опустошен", как он об этом сказал. Вскоре он прочёл "Машину Времени" Уэллса.

_______
[1] См, Майкл Брук, "Ураган времени", New Scientist, выпуск от 19 мая 2001 г.
_____

И решил что, "если бы я смог построить машину времени, я бы предупредил его о том, что может случится."

Детская мечта исчезла, но интерес к путешествиям во времени остался. Будучи уже взрослым, Маллет изобрёл совершенно новый вид машины времени, которая использует преломлённый свет.

Моррис и Торне преломляют пространство чтобы создать кротовью нору используя материю. Масса искривляет пространство. Леви-Чивита преломляет пространство используя магнетизм. Магнетизм имеет энергию, а энергия (как говорит нам Эйнштейн) это масса. Малетт предпочитает преломлять пространство используя свет. А свет тоже имеет энергию. Так что он вполне может сойти за массу. В 2000 году он опубликовал статью на тему деформации пространства с помощью кругового луча света. Тогда его-то и осенило. Если вы можете деформировать пространство, то должны деформировать и время. И его вычисления показали, что кольцо света может создать и кольцо времени - замкнутую времениподобную кривую.

Со свето-преломляющей машиной времени Маллета вы можете отправиться в своё прошлое. Путешественник во времени проделывает свой путь по замкнутой петле света, пространства и времени. Путь по такой петле имеет такой же эффект как и перемещение обратно во времени. Тем больше раз он проходит по петле, чем дальше во времени он уходит, оставляя спиральную мировую линию. Когда он отправляется достаточно далеко в своё прошлое он покидает петлю. Всё просто.

Да, но...мы сталкиваемся со старой проблемой. Для создания кольцевого луча света потребуется огромное количество энергии.

Это так ... если, конечно, вы не можете замедлить свет. Кольцо из действительно медленного света, света Плоского мира , имеющего скорость звука на Круглом мире, гораздо проще сделать. Причина в том, что когда свет замедляется, он получает инерцию. Это дает больше энергии и при меньших усилиях получается более сильный эффект деформации.

Теория относительности утверждает, что в вакууме скорость света постоянна. В другой среде свет замедляется. Вот почему, например, стекло преломляет свет. В нужной среде свет можно замедлить до скорости шага и даже остановить. В экспериментах Лене Хау в 2001 году продемонстрировали этот эффект, использовав среду под названием конденсат Бозе-Эйнштейна. Это неистовая, вырожденная форма материи, возникающая при температурах близких к абсолютному нолю. Он состоит из множества атомов состоящих в одинаковом состоянии и образующих "сверхжидкость" с нулевой скоростью.

Так что возможно Уэллсовский путешественник во времени мог встроить охлаждающее оборудование и лазер в свою машину времени. Но свето-преломляющая машина времени Маллета страдает от того же ограничения, что и машина времени на основе червоточин. Вы можете отправиться назад в любое время, но не позже того момента, когда была создана машина.

Уэллс возможно был прав, сократив эпизод встречи с гигантскими гиппопотамами.

Всё это чисто релятивистские машины времени, но у вселенной так же имеются и квантовые характеристики, которые тоже следует учитывать. Поиски объединяющей и релятивистскую и и квантовую теории, солидно названной "теорией квантовой гравитации" и так часто осмеянной как Теория Всего - закончились красивым математическим предложением по названием теория струн. В этой теории вместо фундаментальный частиц представлены вибрирующие многомерные петли. Самая известная версия использует шестимерные петли, так что их модель пространственно-временного континуума на самом деле десятимерная. Почему же никто до сих пор этого не указал? Возможно потому что дополнительные шесть измерений перекручены настолько плотно, что никто не наблюдал их и не может наблюдать. Или опять же, как в случае с ирландцем - мы не можем туда попасть.

Многие физики надеются, что теории струн, настолько хорошо объединяющей и релятивистскую и квантовую теории, удастся предоставить доказательства выдвинутой Хокингом гипотезы о защищённости хронологии - о том, что вселенная сговорилась, чтобы все события происходили в хронологическом порядке. В связи с этим пятимерные струнно-тоеритические вращающиеся черные дыры называются черными дырами БМПВ [1]. Если такая дыра вращается довольно быстро, то внутри своей области она имеет замкнутую времениподобную кривую. Теоритически вы можете создать одну из них из гравитационных волн и тайных струнно-теоритических штук под названием D-браны.

___
[1] Джейсон Брекенридж, Роб Майерс, Аманда Пит и Кумрун Вафа.
________

И здесь мы видим намёк на космологическую полицию времени Хокинга. Лиза Дайсон внимательно рассмотрела то, что произойдёт, если поместить гравитационные волны и D-браны вместе. Подобно тому как черная дыра находится в одном шаге от того, чтобы стать машиной времени, элементы прекращают группировку на том же самом этапе. Вместо этого они образуют оболочку из гравитонов (гипотетические частицы гравитации, по аналогии с фотонами света). D-браны оказываются в ловушке этой оболочки. Гравитоны не позволяют подойти ближе, и БМПВ не вращается достаточно быстро чтобы создать доступную ЗВК.

Законы физики не позволят собрать вам машину времени такого типа, пока не будет изобретён достаточно хитроумный вид подмостков.

Квантовая механика создаёт новое впечатление о путешествиях во времени. Для начала она открывает путь для создания кротовьих нор. По самой крошечной шкале квантового мира, известной как Планковская Длина (около 10-35 метров) пространственно-временной континуум считается квантовой пеной - постоянно изменяющейся массой крошечных кротовьих нор. Квантовая пена это своего рода машина времени. Время плещется внутри пены подобно тому как морская пена покачивается на океанских волнах. Вам просто нужно научится её использовать. Развитая цивилизация могла бы использовать гравитационные манипуляторы чтобы захватывать квантовые кротовьи норы и даже расшириять их до микроскопического размера.

Квантовая механика также проливает свет (или, возможно, тьму) на парадоксы путешествия во времени. Законы квантовой механики являются неопределенными - многие события, такие как распад радиоактивного атома, довольно случайны. Один из способов сделать эту неопределенность математически приемлемой является теория "множества миров" `Хью Эверетта III. Этот взгляд на вселенную хорошо знаком любителям фантастики - наш мир является лишь одним из бесконечного числа параллельных миров, в которых может произойти любая последовательность событий. Это эффектный способ описать принцип суперпозиций, в которых спин электрона может быть направлен вверх и вниз в одно и то же время, и (предположительно) кошка может быть и живой и мертвой одновременно.

Это нормально для электронов и, вероятно, нонсенс для кошек ( см. эпизодическую роль Грибо в Науке Плоского Мира).

В 1991 году Давид Дойч доказал, что благодаря многомировой интерпретации, время квантово-механические путешествия во времени не создают никаких препятствий для свободы воли. Парадокс дедушки перестаёт быть парадоксом, потому что дедушка будет убит в параллельном мире, а не в исходном.

Но нам это кажется обманом. Да, это разрешает парадокс, но только демонстрируя то, что это не было настоящим путешествием во времени. Это было путешествие в параллельный мир. Мило, но это не то же самое. Мы так же согласны с рядом физиков, среди которых и Роджер Пенроуз, которые понимают, что многомировая интерпретация квантовой теории является эффективным математическим описанием, но отрицать, что участие параллельных миров здесь в какой-то смысле чересчур. Вот вам аналогия. Используя математическую технику под названием анализ Фурье, можно разложить любой повторяющий звук, будь то мелодия сыгранная на кларнете, в суперпозицию "чистого" звука, которая включает только одну частоту вибрации. В некоторым смысле, чистый звук формирует серию "параллельных нот", которые вместе создают настоящую ноту. И вряд ли найдёте того, кто станет утверждать, что следовательно должен существовать соответствующий набор параллельных кларнетов, каждый из которых играет одну из чистых нот. Математическое разложение может не иметь буквального физического аналога.

Так что там с подлинными путешествиями во времени, без отвлечение на параллельный миры? С релятивистской точки зрения, где такие вопросы возникают наиболее естественно, есть интересное решение. Если вы создали ситуацию с парадоксальными возможностями, она автоматически приводит к последовательному поведению.

Типичный мысленный эксперимент - это отправить бильярдный шар через кротовью нору, так чтобы он возник в собственном прошлом. Если вы постараетесь, то сможете отправить его так, что когда он столкнётся со своей ранней инкарнацией, то отклонится так, что никогда не войдёт в кротовью нору в первый раз. Это менее жестокая форма парадокса дедушки. Вопрос для физиков: а можно ли в действительности установить такое парадоксальное состояние? Вы должны установить его до того как будет построена машина времени, затем когда она уже будет построена просто посмотреть какое физическое поведение действительно имеет место быть.

Получается, что, по крайней мере, в простейшей математической формулировке этой проблемы, обычные физические законы должны вести себя уникально, но логично и обоснованно. Вы не можете вдруг уронить бильярдный шар внутри уже существующей системы - это уже вмешательство человека, чья "свободная воля" и отношение к законам физики довольно неопределенны. Если же шару не мешать, он будет следовать по своему пути, не создавая при этом никаких логических несоответствий. Пока не известно, будут ли результаты аналогичными в более крупных экспериментах, но это вполне возможно.

Всё это очень хорошо, но вопрос о "свободе воли" по прежнему остаётся открытым. Это детерминистское объяснение, действительное для идеальных физических систем вроде бильярдных шаров. Возможно теперь человеческий разум на самом деле является детерминированной системой (конечно без учета квантовых эффектов чтобы сохранять обсуждение в рамках). Мы склонны думать о том, что делать свободный выбор на самом деле похоже на то как детерминированный мозг вырабатывает единственное решение, которое в действительности может выполнить. Свободы воли может быть всего лишь квалиа принятия решений - то яркое чувство, которое у нас возникает, когда мы видим красный цвет. Физика ещё не способна объяснить откуда возникают эти чувства. Так что при обсуждении временных парадоков вполне обычно игнорировать воздействие свободы воли.

Это звучит разумно, но есть одна загвоздка. Все обсуждение машины времени в терминах физики лишь о возможности для людей конструировать различные деформированные пространственно-временные континуумы: "Возьмите чёрную дыру, соедините с белой.."

Особенно это касается людей выбравших или решивших создать такой устройство. В детерминированном мире они обязаны сконструировать её с самого начала, и в это случае "сконструировать" не самое подходящее слово, или устройство само собирает себя и вы узнаёте в какой именно вселенной вы живёте.

___________
[1] См. Иен Стюарт, Джек Коэн, "Плоды не-воображения: происхождение пытливого ума".
_______

Это как с вращающейся вселенной Гёделя: или вы в ней или нет, но ничего изменить у вас всё равно не выйдет. Вы не можете создать машину времени, если она не подразумевается в процессе развёртывания этой вселенной.

Точка зрения стандартной физики имеет смысл только в мире, где люди обладают свободой воли и могут выбирать для себя: строить или не строить. Так что физика уже не в первый раз приняла несовместимые точки зрения относительно разных аспектов одного и того же вопроса и в результате лишь расстраивается по пустякам.

Страшная правда в том, что при всём изящном теоретизировании, мы понятия не имеет о том как создать действующую машину времени.

Неуклюжие и энергоемкие устройства, которые может предложить реальная физика являются лишь бледным подобием элегантной машины времени уэлсовского путешественника, чей опытный образец был описан как "..искусно сделанный блестящий металлический предмет немного больше маленьких настольных часов. Он был сделан из слоновой кости и какого-то прозрачного, как хрусталь, вещества."

Нам все еще необходимы новые знания и технологии.

Возможно, это действительно Очень Хорошо.

Внимание! Этот перевод, возможно, ещё не готов.
Его статус: идёт перевод

Переведено на Нотабеноиде
http://notabenoid.org/book/42317/162905

Переводчики: Krevedko_boo, Evgenii_rus