Путешествие во времени

Один из гостей высказывает предположение о том, что модель становится невидимой, так как движется во времени слишком быстро, как невидимы спицы быстро вращающегося колеса. Но что произойдет, если движущийся во времени предмет перестанет двигаться? Если вы не помните, был ли куб на столе в понедельник, то каким образом вы могли бы во вторник вернуть куб на стол в понедельник? А если вы во вторник вздумаете отправиться в будущее и поставите куб на стол в среду, а затем вернетесь во вторник, то что произойдет в среду, если во вторник вы уничтожите куб?

В многочисленных научно-фантастических произведениях предметы, переносимые во времени то туда, то обратно, служат неисчерпаемым источником всякого рода недоразумений. Сэм Майнз однажды так кратко сформулировал сюжет своего рассказа "Найди скульптора": "Некий ученый строит машину времени и отправляется на ней в будущее. Там он обнаруживает памятник себе, сооруженный в ознаменование первого путешествия во времени. Забрав с собой статую, герой возвращается в свое собственное время и впоследствии сооружает памятник самому себе. Понимаете, в чем тут хитрость? Памятник должен быть установлен в собственном времени ученого с таким расчетом, чтобы, когда тот прибудет в будущее, памятник уже стоял на своем месте и ждал его. Ученый должен отправиться в будущее и привезти памятник назад, чтобы установить его в своем собственном времени. Какой-то части цикла здесь явно недостает. Когда же был изготовлен памятник?"

Великолепным примером того, как возникает парадокс, даже если назад во времени посылается всего лишь сигнал, может служить гипотеза о тахионах частицах, движущихся быстрее света (такие частицы могли бы существовать). Теория относительности не оставляет другого выхода, кроме как признать, что любой объект, движущийся быстрее света, движется назад во времени. Это обстоятельство вдохновило канадского ботаника А. Г. Реджинальда Баллера на создание следующего часто цитируемого шуточного стихотворения (так называемого лимерика):

Шустрая мисс Антуанетт

Носилась по свету быстрее, чем свет.

Ей в завтра хотелось попасть,

Да все втуне:

Умчится теперь, прилетит накануне!

Тахионы, если существуют, не могут быть использованы для передачи сигналов. Дж. Бенфорд, Д. Бук и У. Ньюкомб (парадоксу Ньюкомба посвящены две последние главы в моей книге "Завязанные узлом бублики и другие математические забавы"*) упрекнули физиков, занимающихся исследованием тахионов, за то, что те упустили из виду это немаловажное обстоятельство. В своей статье "Тахионный антителефон" они обратили внимание на то, что некоторые методы поиска тахионов основаны на взаимодействиях, позволяющих теоретически осуществлять связь с помощью тахионов. Предположим, что физик Джонс на Земле связывается по тахионному антителефону с физиком Альфа в другой галактике. Оба собеседника принимают следующее соглашение. Как только Альфа получает сигнал от Джонса, он немедленно посылает ответный сигнал. Джонс обещает посылать сигнал Альфе в три часа по земному времени в том и только в том случае, если он не получит сигнал от Альфы к часу дня. Вам понятно, в чем здесь трудность? Оба сигнала распространяются назад во времени. Если Джонс посылает свой сигнал в три часа, то ответ Альфы мог дойти до него до часа дня. "Таким образом, - заключают свои рассуждения авторы, - обмен сигналами происходит в том и только в том случае, если он вообще не происходит... Подлинное... противоречие с принципом причинности". По мнению авторов, большие суммы денег уже были затрачены впустую на обнаружение тахионов методами, основанными на идее тахионной связи и потому заранее обреченными на провал.

----------------

* Gardner М. Knotted Doughnuts and Other Mathematical Entertainments. - New York: W. H. Freeman and Company, 1986.

Растяжение времени в теории относительности, путешествие во времени в космосе Геделя и обращение времени в фейнмановском подходе к античастицам столь тщательно опутаны колючей проволокой других законов природы, что никакие противоречия возникнуть не могут. В большинстве научно-фантастических произведений парадоксы также "огорожены" и остаются вне досягаемости: любое событие, способное порождать парадокс, остается за рамками повествования. Однако в некоторых историях явные логические противоречия все же возникают. Когда это происходит, автор либо оставляет ситуацию парадоксальной, чтобы дать пищу уму читателя, либо пытается избежать парадокса с помощью тонких предположений.

Прежде чем мы перейдем к обсуждению того, как избегать парадоксов, следует хотя бы кратко упомянуть о жанре псевдопутешествий во времени, в которых не может возникнуть противоречие. Например, парадокс не может возникнуть, если кто-нибудь просто наблюдает прошлое, никак с ним не взаимодействуя. Электронная машина из рассказа Эрика Т. Белла "Перед рассветом", снимающая кинофильмы из прошлого по световым отпечаткам на древних породах, так же не способна привести к парадоксам, как просмотр видеоленты с записью старой телевизионной программы. Не может возникнуть парадокс и в том случае, если кто-то отправляется в будущее в состоянии летаргии, как Рип ван Винкль или Вуди Аллен в кинофильме "Спящий" или герои романов "Глядя назад" Эдварда Беллами и "Когда спящий проснется" Герберта Уэллса. Не возникает парадокс и тогда, когда кто-то во сне отправляется в прошлое (как в романе Марка Твена "Янки из Коннектикута при дворе короля Артура"), попадает в будущее в перевоплощенном виде или в галактику, где время течет так медленно по сравнению с земным, что по возвращении на Землю герой оказывается в глубоком прошлом - за несколько веков до своей эпохи. Но когда кто-то "реально" путешествует в прошлое или в будущее, взаимодействует с ним и возвращается назад, возникают весьма серьезные трудности.

В некоторых ограниченных ситуациях парадокса удается избежать, если обратиться к "монолитной вселенной" Минковского, в которой история как бы заморожена: пространство-время заменено мгновенной "фотографией", на которой все мировые линии вечны и неизменны. Время в такой картине, хотя оно жестко детерминировано, может в некотором смысле течь вперед и назад, хотя за это приходится платить дорогой ценой. Ганс Рейхенбах, обсуждая проблему путешествия во времени в своей книге "Философия пространства и времени", сформулировал суть возникающих парадоксов следующим образом. Предположим, что чья-то мировая линия может замыкаться, образуя петлю, то есть подходить очень близко к какой-то точке пространства-времени, в которой "владелец" мировой линии успел побывать прежде. Может ли при встрече в пространстве-времени происходить взаимодействие между "двойниками"? Могут ли они, например, разговаривать между собой? Рейхенбах считает, что чисто логически такая возможность вполне допустима. Отвергнуть ее мы можем, приняв следующие две аксиомы, убедительно подтверждаемые всем нашим опытом: (1) каждый человек представляет собой единственную и неповторимую индивидуальность, сохраняющую свое тождество, когда человек с возрастом стареет, и (2) мировая линия любого человека линейно упорядочена, поэтому то, что он считает "теперь", соответствует всякий раз единственной точке на мировой линии. (Хотя Рейхенбах об этом и не упоминает, но нам приходится тут отказаться от всяких представлений о свободе воли. Рейхенбах утверждает, что если мы готовы пожертвовать "всем этим", то петли на мировой линии любого человека не будут приводить к каким-либо парадоксам.)