Путешествие во времени волнует как ученых, так и любителей научной фантастики с тех пор, как Герберт Уэллс впервые придумал его в 19 веке. Но это правдоподобно? Астрофизик из Принстона Джон Ричард Готт III обсуждает два возможных варианта.
Путешественник во времени из «Машины времени» Герберта Уэллса провозглашает: «На самом деле существует четыре измерения, три из которых мы называем тремя планами Пространства, а четвертое - Время». Таким образом, безымянный главный герой новеллы формулирует концепцию времени, которая продолжает интересовать любителей науки и фантастики. Более того, при этом Уэллс предвосхитил одно из открытий специальной теории относительности Эйнштейна, а именно: время измеряется по-разному для наблюдателей в разных состояниях движения.
Со времени публикации новеллы физики и авторы добились прогресса в описании правдоподобных концепций путешествий во времени. В книге «Путешествие во времени во Вселенной Эйнштейна» астрофизик из Принстона Джон Ричард Готт III описывает научные отчеты о возможности путешествий во времени, сводящиеся к двум конкурирующим объяснениям: радикальному и не столь радикальному, оба из которых были ярко представлены в литературе. и кино.
Первая, радикальная гипотеза о том, как возможны путешествия во времени, постулирует существование множества вселенных, между которыми могут прыгать агенты. Готт сравнивает представление о времени с переключением между железнодорожными путями. Он написал,
Переживать единую мировую историю, как мы, это все равно, что ехать на поезде по рельсам из прошлого в будущее. Как пассажиры в поезде, мы видим, как события проходят, как станции вдоль пути - вот идет Римская империя, идет Вторая мировая война, и смотрите, люди высаживаются на Луну. Но вселенная может быть похожа на гигантскую распределительную станцию с множеством переплетенных железнодорожных путей. Рядом с нашей трассой находится та, на которой никогда не было Второй мировой войны. Поезд постоянно сталкивается с стрелочными переводами, на которых он может двигаться по одной из двух линий. Перед Второй мировой войной, возможно, был день, когда Гитлера могли убить, направив поезд на путь, на котором Второй мировой войны не было.
Эта, казалось бы, надуманная концепция путешествий во времени основана на выводах из квантовой механики: принцип неопределенности Гейзенберга гласит, что наблюдатель не может определить положение и скорость частицы с произвольной точностью. Готт описывает, как противоречивая, но не невозможная экстраполяция этого факта дает представление о путешествии по нескольким вселенным:
Это приводит… к многомировой теории квантовой механики, которая постулирует разные параллельные миры, в которых частица обнаруживается в этих разных местах. Многие физики считают эту интерпретацию ненужным дополнением к теории, но ряд физиков, работающих на границах нашего понимания квантовой теории, серьезно относятся к этой многомировой интерпретации и ее уточнениям и расширениям.
Если это дополнение к квантовой теории верно, то многие кажущиеся странными рассказы о путешествиях во времени вполне возможны. Одним из примеров, который приводит Готт, является роман Timescape (1980), получивший премию Nebula в 1980 году, в котором главный герой посылает сигнал из экологически опустошенного мира 1998 года ученым в 1963 году в надежде, что они ниспровергнут надвигающуюся гибель. Многомировая теория путешествий во времени не только делает эту историю правдоподобной, но также, как отмечает Готт, предполагает, что среди многих вселенных, которые впоследствии должны были бы существовать, есть одна, которая, вероятно, в реальности разыгрывает то, что описывает роман. В самом деле, если эта версия верна и вы в нее верите, то, вероятно, есть другая вселенная, в которой вы этого не делаете.
Более простая и консервативная концепция физической правдоподобности путешествий во времени основана на самосогласованности, согласно которой путешественники во времени ничего не меняют в прошлом, потому что они всегда были в прошлом. Как описывает это Готт,
Если вы стали свидетелем предыдущего события, оно должно разыграться, как прежде. Подумайте о том, чтобы пересмотреть классический фильм «Касабланка». Вы знаете, как это обернется. Сколько бы раз вы это ни видели, Ингрид Бергман всегда садится в этот самолет. Взгляд путешественника во времени на сцену был бы таким же. Изучая историю, она может знать, как все обернется, но она не сможет это изменить. Если бы она вернулась в прошлое и заказала билет на «Титаник», она не смогла бы убедить капитана в том, что айсберги опасны. Почему? Потому что мы уже знаем, что произошло, и это нельзя изменить. Если на борту и были путешественники во времени, им определенно не удалось остановить капитана. И имена тех путешественников во времени должны быть в списке пассажиров, который вы можете прочесть сегодня.
Среди многих фильмов, которые передают такое последовательное повествование о путешествии во времени, есть «Гарри Поттер и узник Азкабана». Путешествие во времени Гарри и Гермионы ничего не меняет, когда они путешествуют во времени, чтобы спасти Клювокрыла: они были там все время, и фильм ясно показывает это, включая звуки путешественников во времени в первый раз, когда события разворачиваются в фильме..
Несмотря на потенциально обескураживающие последствия для свободы воли, самосогласованный подход к путешествиям во времени не лишен тревожных парадоксов. Могут ли быть вещи, которые никогда не возникают и не исчезают? Игорь Новиков назвал такие частицы джиннами (от арабского слова «джинн»). Один из способов представить себе эту проблему - представить путешествующего во времени плагиатора. Представьте, что вы прочитали и запомнили все произведения Шекспира. Затем вы возвращаетесь во времени прямо перед тем, как Шекспир написал их, и публикуете их сами. Это может быть непротиворечивым и правдоподобным, если вы делаете это под собственным именем Шекспира. Но тогда кто на самом деле написал произведения Шекспира? Не ты, потому что ты скопировал его; не он, потому что ты вернулся в прошлое и опередил его. Новиков назвал такие явления причинными петлями.
Возможно, самым смелым исследованием причинно-следственной петли является рассказ Роберта Хайнлайна «Все вы, зомби-», который он написал за один день и позже по нему был снят фильм под названием «Предопределение». В истории каждый персонаж оказывается одним и тем же человеком, который с помощью путешествий во времени и операции по смене пола оказывается своей собственной матерью и отцом, оставаясь при этом самосогласованным. Если путешествия во времени разрешены, может ли такой человек существовать? Хайнлайн озвучил возможность, хотя и маловероятную.
Размышление о путешествиях во времени в физических терминах делает их правдоподобными, но более пристальное изучение конкурирующих концепций путешествий во времени приводит к, казалось бы, неправдоподобным последствиям. Пока мы размышляем и исследуем эти идеи, в новой книге автора Джеймса Глейка «Путешествие во времени» рассказывается история людей, занимавшихся этим со времен Герберта Уэллса.