Временная механика

Временная механика

Вступление

При объяснении всяческих временных путешествий, пророчеств и пр. используется много всяких разных умных слов: этернализм, самосогласованность, метавремя и т.д. Теорий временной механики много, и здесь я перечислю все, мне известные, чтобы читателю сразу было видно, что мы окинем взглядом. Итак, это простые и не очень запреты-ограничения, в том числе классический принцип самосогласованности Новикова. Это множественные реальности (или — разделение реальностей, оно же — многомировая теория и др. названия). Это теория разрушенного (пересозданного) времени; это теория временных волн; это теория устойчивых конфигураций (сходящихся петель) в метавремени и своего рода соединение многомирья и метавремени, которое я не знаю, как назвать:) Все они делятся на простые и сложные, на петлеобразующие и петленеобразующие (допустимы ли временные петли или нет), на жёсткие и гибкие (подразумевает ли модель изменение временной линии или нет).

Зачем вообще всё это? Зачем выдумывать какие-то теории, почему бы просто не написать, вот машина времени, чувак прыгнул в прошлое, посмотрел, поменял, прыгнул обратно или в прошлом же остался? Потому что парадоксы. Да-да-да, известное «убить своего дедушку». Но прежде чем говорить о парадоксах, поговорим о предельно упрощённой модели времени — точке старта нашего осмысления.

Модель временного узора и парадоксы

Для начала попробуем опираться на простую картину того, как работает мир во времени: события порождают друг друга будто бы по прямой линии, причины порождают следствия, которые являются причинами для новых следствий и так далее. Это похоже на узор, огромный математический граф (граф — это, по-простому, кучу точек, связанных отрезками друг с другом), каждой из точек-вершин которого соответствует ровно одно число — момент времени, временная координата. Временная координата, кстати, вводится на основе повторяющихся, периодических событий (одинаковых точек с разной временной координатой в нашей модели), но это отдельный большой разговор не для этой статьи. Далее, у нас есть правила (законы физики; в фэнтази-мире — возможно, ещё и законы магии; в более сложных мирах — законы множества физик, магий, метафизик, метамагий), которые определяют, какие элементы будут стоять следующими в рисующемся по порядку графе.

Порядок рисования графа первичней чисел-моментов над каждой точек, это он определяет их, а не они его. Впрочем, в физике всё сложнее, см. соответствующую главу. Правила рисования могут быть жёсткими, обязательными, безвариантными — тогда мы имеем дело с чистой предопределённостью, детерминизмом. Или же они могут допускать варианты, отклонения — тогда речь идёт об истинной случайности, настоящем хаосе.

Отдельно упомяну здесь вариант, с которым имеет дело т.н. теория хаоса — когда правила детерминистичны, но небольшое отклонение в том, какие у нас точки-события, ведёт к значительному расхождению в дальнейшем «узоре» времени. Поскольку люди не умеют измерять такие штуки, как погодные условия, с идеальной точностью, то предсказанный результат будет вариативен, случаен, и чем дальше пытаемся предсказать, тем больше разброс. Для теоретико-хаотических систем расхождение вариантов происходит катастрофически быстро; или о том, почему погоду нельзя хорошо предсказать дальше, чем на эн дней; или почему не «решается» в общем случае задача трёх тел. Однако с точки зрения теории времени это детерминизм — условный «рисовальщик графа» прекрасно знает о каждом его элементе, когда пользуется законами природы.

Итак, теперь у нас есть простейшая модель — граф-узор событий во времени, порождающих друг друга. Принцип «работы» графа, принцип, по которому рисуется узор — это его рисование в одном направлении, прошлое влияет на будущее, не наоборот. Но вот мы вводим машину времени. Одно из событий будет связано с «предыдущим» — то есть, с тем, которое по отметке времени, по введённой нами координате будет отставать от него. Получается парадокс? Не обязательно. Дело в том, что не обязательно каждое прошлое событие связано с каждым будущим — мы ещё поговорим об этом. Чтобы был парадокс, будущее событие должно повлиять через машину времени на прошлое, причём то самое, что ведёт к, влияет, определяет это же самое будущее.

Это классический парадокс «первого рода», назову его так. Суть парадокса в самоотрицающей возможности. То есть, возможность путешествия во времени отрицает саму себя путешествием во времени. Не обязательно отрицает само путешествие (хотя и это случается, например, убить изобретателя машины времени), но как минимум — путешествие в том виде, в котором оно произошло. Поскольку мы не собираемся смотреть... эм, поверхностно, то значимым изменением для нас будет любое, которое «транслируется назад». Если у путешественника во времени в результате путешествия должен будет поменяться один атом в пиджаке — это значимо.

Мы имеем парадокс: узор событий был один по первоначальному построению, а должен стать другим, причём оба построения обусловлены одними и теми же причинами — получается две разных реальности. Чтобы осознать значимость парадокса, попробуем построить такой же парадокс без временных махинаций. Например, представьте себе, что экран, с которого вы сейчас это читаете, включённый и выключенный. Одновременно. В логике это называется противоречие — когда мы имеем «а и не а», то есть, истинно утверждение — и, вместе с тем, его отрицание. Через противоречие обычно описывают и самое фундаментальное определение модальности возможного в философии: возможность есть то, что непротиворечиво. Самоотрицающая возможность — это, получается, то, что даже по определению не возможность. Это невозможность.

Парадокс первого рода может быть сложнее. Например, мы можем иметь два или больше влияющих друг на друга узоров-реальностей, подробней о таких структурах будет в последних главах. Но, в конечном итоге, всё сводится именно к этому — к отмене событием самого себя, замене на что-то другое и, в итоге, противоречию в рисовании узора.

Коротко упомяну парадокс «второго рода»: это создающая себя возможность. Иначе говоря, если парадокс первого рода не даёт даже образовать петлю во времени, то второго рода парадокс — это уже вполне себе событийная петля событий. Она непротиворечивая. Её особенность в том, что если мы сотрём петлю и все связанные событий в будущем и попробуем нарисовать сначала, пользуясь одними и теми же правилами, то окажется, что петли... нет. То есть, петля не может образоваться, но при этом она есть. И — непротиворечива.

Обыкновенно такие петли выглядят чем-то вроде «дал себе прошлому знание, как построить машину времени, построил её в будущем и дал себе об этом знание». Убери неведомо откуда взявшееся знание о машине времени — петли не будет. Однако противоречий в парадоксах второго рода нет, поэтому это «более слабые» парадоксы, чем первого рода. Парадоксы первого рода разрешать требуется, второго — в принципе, не обязательно, они не игнорируют причинно-следственность, а скорее «метапричинно-следственность»: возникает резонный вопрос, почему граф с петлёй, если мог быть без.

Ещё есть парадоксы «третьего рода». Это ситуации разрешения парадоксов первого рода в сторону переписывания реальности. То есть, у нас получается событие, возникшее как бы из ничего. Путешественник во времени (не обязательно это человек или даже вещь, может быть информация), возникший из несуществующего будущего — будущее, которое сам стёр. Это нечто среднее между первым и вторым родом, сочетающее в себе «возникновение из ничего» и гипотетический другой вариант реальности. Как мы посмотрим ниже, эти парадоксы автоматически разрешаются в случае разрешения «предшествующего» парадокса первого рода. То есть, парадоксами не являются, никаких противоречий в них нет.

Философия времени

Как вообще «выглядит» время? Наша модель-узор всем бы хороша, но как она относится к реальности? На этот вопрос философы придумали три ответа, которые в дальнейшем пригодятся. Это следующие точки зрения:

1) Презентизм;

2) Растущий блок;

3) Этернализм.

Каждая из них предполагает свой способ соотношения узора событий и реальности. И каждая интуитивна по-своему.

Презентизм — это модель, в которой из всего узора реален, настоящий только один срез — срез, который мы ассоциируем, собственно, с настоящим временем. С «сейчас». Для презентиста будущего ещё нет, а прошлого уже нет. Они не реальные, не настоящие, не существующие. Есть только постоянно движущийся «срез» настоящих событий. Это действительно логично — и вправду, в нашей жизни «пощупать» будущее или прошлое, как-нибудь с ними провзаимодействовать, кроме как быть всё время результатом прошлого и предшественником будущего — нельзя.

Легко понять, что презентизм — это худшая для путешествий во времени точка зрения. Некуда путешествовать. Тем не менее, две временные механики могут работать и с презентизмом. Любые механики, работающие с презентизмом как с самой «слабой» с точки зрения «количества реальности» позицией будут работать и с двумя другими вариантами.

Этернализм — это полная противоположность презентизма. Для этерналистов существует и прошлое, и будущее, и настоящее в равной мере, а «выбор» настоящего зависит лишь от выбора наблюдателя. Движение из прошлого в будущее для этерналиста связано скорее с феноменом восприятия времени у людей, для него все прошлые и будущие состояние объектов уже выстроены в четырёхмерные (3 пространственных измерения и 1 временное) структуры, которые существуют как целое. Если для презентизма реальность — это точка на фиктивной, мнимой прямой времени, то для этерналиста вся прямая одинаково реальна. Действительно, нет никаких причин, кроме нашего разума (который частенько норовит себя обмануть, применяя здравый смысл куда ни попадя), нашего ощущения времени, чтобы какие-то моменты были выделены во времени. Следовательно (по мнению этерналистов), время одинаково реально от начала до конца (если у него есть начало и конец).

Этернализм является самым удобным для временных путешествий взглядом — но при этом он же и порождает парадоксы. Вспомните: формулируя парадокс, мы исходили из того, что весь «блок» времени уже существует, поэтому, воздействуя на прошлое, мы как бы создаём новый «блок», и два «блока» накладываются друг на друга, вступая в противоречие. Для этерналиста путешествие во времени выглядит в чём-то более неправильно, чем для презентиста! Второму просто некуда путешествовать и нечего разрушать, а первый путешествием разрушает саму реальность!

Теория растущего блока — нечто среднее между этернализмом и презентизмом. Идея исходит из того, что о прошлом мы буквально знаем, помним, а о будущем можем только гадать. Да, речь о том, что прошлое реально и существует, как в этернализме, и равноправно с настоящим, а настоящее постоянно находится на верхушке растущего блока, узора времени. Соответственно, в значительной части игр со временем растущий блок почти не отличается от этернализма — нас ведь интересуют не путешествия в будущее, которые никаких проблем за собой (обычно, но не всегда, см. предпоследнюю главу) не несут и никакой особой механики не требуют, а путешествия в прошлое, которые и вызывают парадоксы.

Ещё коротенько о разнице, которая порой может быть важна для временных путешествий. Детерминизм. Выше я уже упоминал его. Здесь уточню в одном аспекте: для этернализма время «уже всё есть», поэтому говоря о рисовании узора, мы подразумевает гипотетическое рисование, т.е. определённые симметрии-асимметрии, правила, по которой разные части узора соответствуют друг другу. Это разница того, как выглядят законы физики с точки зрения разных философий времени: для одних они применяются прямо сейчас (презентизм, растущий блок), для других «уже» применены и наблюдаются «извне» в виде некоторых симметрий-асимметрий в распределении материи по четырёхмерному пространству-времени — или по всему (этернализм), или только по прошлому-настоящему (растущий блок).

Так вот, с точки зрения этернализма случайность представляет собой неполноту, неточность симметрии, с точки зрения презентизма — условную монетку, постоянно бросаемую физическими законами (для растущего блока — и то, и другое). И если для презентизма детерминизм — это полный антипод случайности, строгий порядок, соответствующий жёстким законам физики, то с точки зрения этернализма детерминизм — раздваивается. С одной стороны под этим словом подразумевают симметрии и упорядоченности в распределении материи в 4 измерениях. Но с другой — распределение в целом как нечто неизменное, один большой рисунок, который разглядываем со стороны. Со второй точки зрения «рисунок» пространства-времени уже завершён, поэтому никакого «индетерминизма» быть не может. А случайность — это просто беспорядок, неупорядоченность в рисунке, но сам по себе он «предопределён» как целое, он уже есть.

К какой практической разнице это нас ведёт? К довольно интересной и неочевидной: если мы умудримся «открутить время назад» для презентизма или растущего блока, то новое будущее может быть... другим. Если детерминистичное осталось тем же самым, то монетки случайностей будут брошены ещё раз! Может, выпадут как в прошлый раз, а может — что иначе! Для этернализма же никаких монеток нету, они бросались лишь гипотетически, узор нарисован целиком, поэтому если у нас, допустим, будет парадокс второго рода (его, напомню, не обязательно разрешать), то «другое будущее» невозможно. Случайности (неупорядоченности рисунка) будут те же самые. Думаю, путешественникам во времени полезно это знать. Интересно, однако, что случайности теории хаоса, будут одинаковыми, если мы, конечно, не повлияем на начальные условия хаотической системы.

Физика времени; СТО, ОТО, время и сверхсвет

Возникает резонный вопрос: а что думает на этот счёт физика? Возможны ли вообще путешествия во времени? Реальны ли? А как насчёт петель? Насчёт всей этой красивой философии, надуманной пафосные мудрецами? Что же, начнём по порядку.

Во-первых, что касается реальности путешествий во времени. Никаких свидетельств путешествий во времени найдено не было. Люди, утверждающие, что они путешественники в прошлое, ничем доказать это не смогли, зато находятся доказательства обратного. Физических процессов, нарушающих стрелу времени (направление из прошлого в будущее) в замкнутой системе — не обнаружено. Единственным таковым может являться «виртуальный», связанный с интерпретацией квантовой механики с помощью волны-пилота Бома. Но в любом случае речь не идёт даже о передаче информации (чистом пророчестве), не говоря уж о переносе вещи в прошлое — ничего подобного данная теория не предусматривает. Да, кстати, информация и материя, согласно современным физическим представлениям, друг от друга не отделимы. Т.е. нельзя переносить информацию, не задействовав при этом материю.

Собственно, перенос информации, взаимодействие — это всё и составляет причинные связи. На взаимодействия (или же на перенос информации — одно неотделимо от другого, помним!) специальная теория относительности (СТО) накладывает следующее ограничение: оно невозможно быстрее, чем скорость света в вакууме (вне вакуума свет распространяется медленней: чем-то напоминает разницу в скорости звука в зависимости от среды). Нет никаких свидетельств того, что скорость света менялась за время эволюции вселенной. СТО конструкционно истекает из классической (т.е. даже не квантовой!) электродинамики, и фактически нарушение СТО в данном аспекте (превышение скорости света для взаимодействий) означает, что не работает и классическая электродинамика — в том числе биохимия живых тел, оптика и т.д. Имейте это в виду, если создаёте фантастические миры с неработающей СТО.