четверг, 29 декабря 2011 г.

Путешествия в А- и Б-времени. ч.1


Путешествия в А- и Б-времени.

Свойства А- и Б-теорий проявляются особенно рельефно, когда речь заходит о путешествиях во времени. Путешествие в Б-времени скорее всего вообще невозможно. Слишком большая строгость теории приводит к возникновению огромного числа парадоксов. Фантастика почерпнула множество сюжетов из запутанных ситуаций, возникающих в том случае, если путешественник во времени вознамерится изменить свою судьбу. Что будет, если вернуться в тридцатые годы двадцатого столетия и убить Гитлера? А если кто-то, живущий после вас, вернется и предотвратит ваше убийство Гитлера? Что будет, если внук (не дай бог) вернется во времена молодости своего дедушки и убьет его? Как он тогда появился на свет? Что, если вернуться назад и рассказать себе же самому выигрышные номера лотереи, когда станешь богатым -- вдруг превратишься в богача или по возвращении из прошлого? Что, если показать музыкантам прошлого мелодии современности, как изменится музыка? Последние парадоксы, как и множество других, использовались в легендарном фильме "Назад в будущее".
Что только ни придумывали фантасты, чтобы обойти трудности путешествий в Б-времени. Иногда они запрещали путешественнику какими-то неясными законами физики прикасаться или находиться на близком расстоянии рядом с самим собой. Традиционным выходом из положения было сделать так, чтобы мир изменялся только после возвращения, и никто, кроме главного героя (ну, может быть, и его девушки), не помнили того, каким был мир до изменений, внесенных героем в прошлом. Более изощренным вариантом было создавать препятствия на пути у героя, когда тот собирался сделать что-либо, приводящее к парадоксу, как если бы сама природа не позволяла человеку такое издевательство над собой. Кстати, такой же точки зрения придерживается Дэвид Льюис, когда защищает возможность путешествий во времени.
Но помимо фантастических есть еще и научные проблемы, связанные с путешествиями в Б-времени. Физиков заботит то, что если открыть портал, то через него можно пройти один раз в прошлое, но можно пройти, вернуться в настоящее и опять -- в прошлое. Если в качестве портала физик рассматривает "червоточину" в пространстве-времени, то речь идет о том, что путешественник может гулять по этой червоточине туда и сюда сколько ему заблагорассудится, а только потом вынырнуть либо с этой, либо с той стороны. Но для всех остальных не будет совершенно никакой разницы, что он делал в червоточине. На такую маленькую неувязку фантаст даже не обратил бы внимания, но для физика это означает, что нет однозначного решения физической задачи. Так или иначе, если говорить о Наблюдателях из Грани, которые способны не только появляться в разное время, но и в разных параллельных вселенных, -- путешествия в Б-времени, скорее всего, нам не подходят.

Другое дело -- перемещение в А-времени, которое может, как мы сейчас увидим, иметь гораздо более сложную топологию, чем линейное время или временная ось Ньютона. В 60-ые годы двадцатого столетия появилась так называемая темпоральная логика или логика времен (как времена глаголов), как ее называл основоположник Артур Приор. Как и положено А-теории, эта логика имеет дело с настоящим, прошлым и будущим, только они получают математическое выражение в виде операторов. Если какое-то высказывание X выполняется в настоящем, то, как мы делали раньше, это записывается просто:

X.

Если же высказывание выполняется в какой-то момент прошлого или будущего, то это соответственно записывается:

Px и Fx.

Используя операторы P и F, можно еще определить два других: G, означающий "всегда будет истинным" и H -- "всегда было истинным". Но, собственно говоря, детали временной логики нам не очень и нужны, если, конечно, мы не собираемся заниматься теорий вычислений, где она последнее время с успехом применяется. Важно обратить внимание на то, что в отличие от логики на основе Б-теории, где говорится об истинности высказывания в момент времени t, во временной логике нигде не подразумевается какая-то определенная структура времени. Вводя новые аксиомы или исключая их, временная логика может описывать то временную ось, то временную петлю, то дискретное время, а то и гораздо более сложные структуры.
В частности, в рамках временной логики оказалось возможным говорить о ветвящемся времени. Приор и другие философы исследовали его математически строго, хотя оно было известно и другим А-теоретикам ранее. Как ни странно, а, может быть, и закономерно, одним из первых ветвящееся время описал Борхес в рассказе "Сад расходящихся тропинок". Этот рассказ, в котором появляется множество возможных вариантов будущего и настоящего, очень высоко оценивается современными временными логиками. Впрочем, другие его произведения тоже зачастую опережали научную мысль. Такова сила дарования этого всесторонне образованного писателя!
Ветвящееся время так до сих и не получило одобрения современной физики. И мы знаем теперь почему: физические основы, заложенные Ньютоном неотделимы от Б-теоретических позиций. Тем не менее, само понятие уже прочно вошло в культуру и, конечно, заняло свое место в научной фантастике. Из самой временной логики не ясно, каким именно образом ветвится время. Там показывается только, что подобные структуры возможны. Точнее: если естественно предположить,, что для двух несовпадающих моментов времени А и В в прошлом один из них дожен соответствовать более раннему моменту развития мира, а другой -- более позднему, то для двух моментов будущего C и D это не обязательно.


Рисунок 1.

Что касается природы самого момента ветвления, то здесь возможны различные варианты. Например, можно считать, что ветвление образуется каждый раз, когда человек принимает решение. Гуляя, можно свернуть направо или налево, можно продать акции или не продавать. Можно прыгнуть за утопающим в воду, а можно не прыгать. Каждое такое решение создает точку ветвления, из которой выходит две или больше ветви. Каждый человек, способный принимать решения, создает огромное количество точек ветвления даже за один день. Такая картина соответствует концепции открытого будущего, которое часто противопоставляют Б-временному детерминизму. Надо отметить также, что ветвь, соответствующая нереализованному выбору, очень напоминает возможный мир. Многие философы, например Хинтикка, да и сам Приор, видели в темпоральной логике возможность построить семантику модальной логики подобно тому, как философ Диодор Крон выводил необходимость и возможность из временных операторов. Хинтикка в шестидесятых годах даже призывал срочно создать основанную на ветвящемся времени физику, описывающую также и возможные миры. Но эта программа так и не была полностью реализована даже в рамках философии, не говоря уже о физике.
Другая возможность имеет дело с ветвящимся временем независимо от выбора или свободы воли. Этот вариант больше напоминает объективно существующее Б-время, но с топологией, значительно сложнее ньютоновской оси времени. Изучением такого Б-ветвящегося времени занимается современная физика.