Перайсьці да зьместу

Часавы парадокс

Зьвесткі зь Вікіпэдыі — вольнай энцыкляпэдыі

Ча́савы парадо́кс, парадокс часу альбо парадокс падарожжаў у часе — парадокс, уяўная супярэчнасьць або лягічная супярэчнасьць, зьвязаная зь ідэяй часу й падарожжаў у часе. У той час як паняцьце падарожжа ў часе ў будучыню адпавядае сучаснаму разуменьню фізыкі праз рэлятывісцкае запаволеньне часу, часавыя парадоксы ўзьнікаюць з-за абставінаў, зьвязаных з гіпатэтычным падарожжам у часе ў мінулае; яны часта выкарыстоўваюцца, каб прадэманстраваць ягоную немагчымасьць. У фізыцы парадоксы часу дзеляцца на дзьве вялікія групы:

  • парадоксы кансістэнцыі, прыкладам якіх зьяўляецца парадокс забітага дзядулі (гл. ніжэй);
  • прычынныя завесы[1].

Іншыя парадоксы, зьвязаныя з падарожжамі ў часе, зьяўляюцца разнавіднасьцю парадокса Фэрмі й парадоксаў свабоды волі, якія вынікаюць з прычынна-сьледчых завес, такіх як парадокс Ньюкомба[2].

Прычынна-выніковая пятля

[рэдагаваць | рэдагаваць код]
Уверсе: арыгінальная траекторыя більярднага шара.
Пасярэдзіне: більярдны шар выходзіць з будучыні й наносіць мінуламу ўдар, які не дае мінуламу шару трапіць у машыну часу.
Унізе: більярдны шар ніколі не трапляе ў машыну часу, што выклікае парадокс, ставячы пад сумнеў, як яго старэйшая асоба можа калі-небудзь выйсьці з машыны часу й зьмяніць ейны курс.

Прычынна-выніковая пятля — парадокс падарожжа ў часе, які ўзьнікае, калі будучая падзея зьяўляецца прычынай мінулай падзеі, якая, у сваю чаргу, зьяўляецца прычынай будучай падзеі. Абедзьве падзеі існуюць у прасторы-часе, але іх паходжаньне немагчыма вызначыць. Прычынна-выніковая пятля можа ўключаць у сябе падзею, чалавека або абʼект, або інфармацыю[1][3]. Тэрміны парадокс бутстрапа, парадокс прадвызначэньня або анталягічны парадокс часам выкарыстоўваюцца ў мастацкай літаратуры для абазначэньня прычынна-выніковай пятлі[4][5].

Парадокс забітага дзядулі

[рэдагаваць | рэдагаваць код]

Парадокс кансістэнцыі або парадокс забітага дзядулі ўзьнікае, калі мінулае якім-небудзь чынам зьмяняецца, што стварае супярэчнасьць. Распаўсюджаным прыкладам зьяўляецца падарожжа ў мінулае і ўмяшаньне ў канцэпцыю сваіх продкаў (напрыклад, папярэднюю сьмерць бацькоў), што ўплывае на канцэпцыю самога сябе. Калі б падарожнік у часе не нарадзіліся, то яны не маглі б зьдзейсьніць такі ўчынак. Такім чынам продак жыве да нашчадкаў наступнага пакаленьня продка падарожніка ў часе і, у рэшце рэшт, падарожніка ў часе. Такім чынам, няма прадказанага выніку гэтага[3]. Парадоксы пасьлядоўнасьці ўзьнікаюць заўсёды, калі магчыма зьмяніць мінулае[1].

Магчымае рашэньне заключаецца ў тым, што падарожнік у часе можа зрабіць усё, што адбылося, але ня можа зрабіць анічога, чаго не адбылося. Калі ён зробіць тое, чаго не адбылося, то зьявіцца супярэчнасьць[3]. Гэта называецца прынцыпам самаузгодненасьці Новікава.

Парадокс Фэрмі

[рэдагаваць | рэдагаваць код]

Парадокс Фэрмі можа быць прыстасаваны для падарожжаў у часе й сфармуляваны:

«Калі б падарожжа ў часе было магчымым, дзе ўсе госьці з будучыні?»

Адказы варʼіруюцца: ад немагчымасьці падарожжа ў часе да магчымасьці таго, што госьці з будучыні ня могуць дабрацца да адвольнага пункту мінулага, або што яны маскуюцца, каб пазьбегнуць выяўленьня[6].

Парадокс Ньюкомба

[рэдагаваць | рэдагаваць код]

Парадокс Ньюкомба — гэта разумовы экспэрымэнт, які паказвае відавочную супярэчнасьць паміж прынцыпам чаканай карыснасьці й прынцыпам стратэгічнага дамінаваньня[7]. Мысьленны экспэрымэнт часта пашыраюць, каб дасьледаваць прычыннасьць і свабоду волі, дапускаючы «ідэальныя прадказальнікі»: калі існуюць ідэальныя прадказальнікі будучыні, напрыклад, калі існуе падарожжа ў часе як мэханізм для стварэньня ідэальных прагнозаў, то ідэальныя прагнозы, здаецца, супярэчаць свабодзе волі таму што рашэньні, відавочна, прынятыя па волі, ужо вядомыя ідэальнаму прадказальніку[8][9].

Філязофскі аналіз

[рэдагаваць | рэдагаваць код]

Нават ня ведаючы, ці магчыма падарожжа ў часе ў мінулае фізычна, можна паказаць з дапамогай мадальнае лёгікі, што зьмяненьне мінулага прыводзіць да лягічнае супярэчнасьці. Калі гэта абавязкова праўда, што мінулае адбылося пэўным чынам, то гэта ілжыва й немагчыма, каб мінулае адбылося іншым спосабам. Падарожнік у часе ня змог бы зьмяніць мінулае й прывесьці яго да стану, які не адпавядае ягонаму стану цяпер; падарожнікі ў часе будуць дзейнічаць толькі такім чынам, які ўжо адпавядае таму, што абавязкова адбылося[10][11].

Разгляд парадоксу забітага дзядулі прывёў некаторых да думкі, што падарожжа ў часе па сваёй прыродзе парадаксальна й таму лягічна немагчыма. Напрыклад, філёзаф Брэдлі Доўдэн прывёў такі аргумэнт у падручніку «Лягічныя разважаньні», сьцьвярджаючы, што магчымасьць стварэньня супярэчнасьці цалкам выключае падарожжа ў часе ў мінулае. Аднак некаторыя філёзафы й навукоўцы лічаць, што падарожжа ў часе ў мінулае не павінна быць лягічна немагчымым пры ўмове, што няма магчымасьці зьмяніць мінулае[12], як мяркуе, напрыклад, прынцып самаадпаведнасьці Новікава. Даўдэн перагледзеў свой пункт гледжаньня пасьля таго, як пераканаўся ў гэтым у размове зь філёзафам Норманам Сўорцам[13].

Агульная тэорыя адноснасьці

[рэдагаваць | рэдагаваць код]

Разгляд магчымасьці зваротнага падарожжа ў часе ў гіпатэтычным сусьвеце, апісаным мэтрыкай Гёдэля, прымусіў вядомага лёгіка Курта Гёдэля сьцьвярджаць, што сам час можа быць свайго роду ілюзіяй[14][15]. Ён прапануе нешта накшталт блёкавага прагляду часу, у якім час зьяўляецца проста іншым вымярэньнем, як прастора, з усімі падзеямі ва ўсе часы, якія фіксуюцца ў гэтым чатырохмерным «блёку».

Квантавая фізыка

[рэдагаваць | рэдагаваць код]

Некаторыя фізыкі, такія як Даніэль Грынбэргер[16][17] і Дэвід Дойч, выказалі здагадку, што квантавая тэорыя дазваляе падарожнічаць у часе, калі мінулае павінна быць самазгодным. Дойч сьцьвярджае, што квантавае вылічэньне з адмоўнай затрымкай — падарожжа ў часе назад — стварае толькі самаузгодненыя рашэньні, а вобласьць, якая парушае храналёгію, накладвае абмежаваньні, якія не бачныя ў клясычных развагах[18]. У 2014 годзе дасьледчыкі апублікавалі мадэляваньне, якое пацьвярджае мадэль Дойча з фатонамі[19]. Дойч выкарыстоўвае тэрміналёгію «некалькіх сусьветаў» у сваёй працы, каб выказаць квантавыя зьявы, але адзначае, што гэтая тэрміналёгія нездавальняючая. Іншыя ўспрынялі гэта як азначаньне, што «нямецкае» падарожжа ў часе ўключае ў сябе падарожніка ў часе, які ўзьнікае ў іншым сусьвеце, што дазваляе пазьбегнуць парадоксу забітага дзядулі[20].

Падыход узаемадзеяньня некалькіх сусьветаў зьяўляецца разнавіднасьцю шматсьветнай інтэрпрэтацыі (MWI) квантавай мэханікі Эвэрэта. Гэта ўключае ў сябе падарожнікаў у часе, якія прыбываюць у іншы сусьвет, ня той зь якога яны прыбылі; сьцьвярджалася, што, паколькі падарожнікі трапляюць у іншую гісторыю сусьвету, а не ў сваю ўласную гісторыю, гэта не «сапраўднае» падарожжа ў часе[21]. Стывен Хокінг сьцьвярджаў, што нават калі MWI правільны, мы павінны чакаць, што кожны падарожнік у часе будзе перажываць адзіную несупярэчлівую гісторыю, так што падарожнікі ў часе застаюцца ў сваім сьвеце, а не падарожнічаюць у іншы[22]. Ален Эвэрэт сьцьвярджаў, што падыход Дойча

«ўключае ў сябе зьмяненьне фундамэнтальных прынцыпаў квантавай мэханікі; ён, безумоўна, выходзіць за рамкі простага прыняцьця MWI»,

і што нават калі падыход Дойча слушны, гэта азначала б, што любы макраскапічны абʼект, які складаецца зь некалькіх часьціц, быў бы падзелены на часткі падчас падарожжа ў мінулае, з рознымі часьціцамі, якія ўзьнікаюць у розных сьветах[23].

Тым ня менш, у артыкуле Толксдарфа й Вэрча было паказана, што ўмова самаузгодненасьці CTC Дойча можа быць выканана з адвольнай дакладнасьцю ў любой квантавай сыстэме, апісанай у адпаведнасьці з рэлятывісцкай квантавай тэорыяй поля ў прасторы-часе, дзе CTC выключаны, што ставіць пад сумнеў, ці выконваецца ўмова Дойча сапраўды характэрна для квантавых працэсаў, якія імітуюць CTC у сэнсе агульнай тэорыі адноснасьці[24]. У больш позьнім артыкуле[25] тыя ж аўтары паказалі, што ўмова нерухомай кропкі Дойча CTC таксама можа быць выканана ў любой сыстэме, якая падпарадкоўваецца законам клясычнае статыстычнае мэханікі, нават калі яна ня створана квантавымі сыстэмамі. Аўтары прыходзяць да высновы, што такім чынам умова Дойча не зьяўляецца спэцыфічнай для квантавай фізыкі й не залежыць ад квантавай прыроды фізычнае сыстэмы, каб яна магла быць выканана. У выніку Толксдарф і Вэрч прыходзяць да высновы, што стан Дойча недастаткова спэцыфічны, каб дазволіць сьцьвярджэньні аб сцэнарах падарожжаў у часе альбо іхней гіпатэтычнай рэалізацыі з дапамогай квантавай фізыкі, і што спроба Дойча растлумачыць магчымасьць прапанаванага ім сцэнара падарожжаў у часе з дапамогай шматлікіх сусьветных інтэрпрэтацыяў квантавай мэханікі ўводзіць у зман.

Пазьней Сэт Лойд[26][27] прадставіў альтэрнатыўную прапанову, заснаваную на інтэгралах пасьля выбару й шляху. У прыватнасьці, інтэграл па траекторыях знаходзіцца па адназначных палёх, што прыводзіць да самаузгодненых гісторый.

Крыніцы

[рэдагаваць | рэдагаваць код]
  1. 1 2 3 Francisco Lobo (2003). «Time, Closed Timelike Curves and Causality». Nato Science Series II. — Vol. 95. — P. 289–296. (анг.)
  2. ↑ Jan Faye (November 18, 2015), «Backward Causation», Stanford Encyclopedia of Philosophy, retrieved May 25, 2019 (анг.)
  3. 1 2 3 Nicholas J.J. Smith (2013) Time Travel (анг.)
  4. ↑ Leora Morgenstern (2010) Foundations of a Formal Theory of Time Travel (анг.)
  5. ↑ Eating the Dinosaur. — 1st Scribner hardcover. — New York: Scribner. — P. 60. — ISBN 9781439168486 (анг.)
  6. ↑ Carl Sagan Ponders Time Travel NOVA. PBS (December 10, 1999). (анг.)
  7. ↑ Wolpert, D. H.; Benford, G. (June 2013). «The lesson of Newcomb’s paradox». Synthese. 190 (9): 1637—1646. doi:10.1007/s11229-011-9899-3. JSTOR 41931515. S2CID 113227. (анг.)
  8. ↑ Divine Foreknowledge and Newcomb's Paradox. — Vol. 17. — P. 331–350. — DOI:10.1007/BF02455055
  9. ↑ Tachyons, Time Travel, and Divine Omniscience. — Vol. 85. — P. 135–150. — DOI:10.2307/2027068
  10. ↑ The Seas of Language. — New. — Oxford: Oxford University Press. — P. 368–369. — ISBN 0198236212 (анг.)
  11. ↑ Norman Swartz (2001), Beyond Experience: Metaphysical Theories and Philosophical Constraints, University of Toronto Press, pp. 226—227 (анг.)
  12. ↑ Nicholas J.J. Smith (2013). «Time Travel». Stanford Encyclopedia of Philosophy. Retrieved November 2, 2015. (анг.)
  13. ↑ Norman Swartz (1993) Time Travel - Visiting the Past. SFU.ca. (анг.)
  14. ↑ A World Without Time: The Forgotten Legacy of Godel and Einstein. — New York: Basic Books. — P. 134. — ISBN 9780786737000
  15. ↑ Holt, Jim (2005-02-21). «Time Bandits». The New Yorker. Retrieved 2017-12-13. (анг.)
  16. ↑ Quo Vadis Quantum Mechanics?. — 2005. — P. 63. — (The Frontiers Collection). — ISBN 3-540-22188-3
  17. ↑ New model 'permits time travel' June 17, 2005 г. Праверана April 26, 2017 г.
  18. ↑ Deutsch, David (15 November 1991). «Quantum mechanics near closed timelike lines». Physical Review D. 44 (10): 3197-3217. Bibcode:1991PhRvD..44.3197D. doi:10.1103/PhysRevD.44.3197. PMID 10013776. (анг.)
  19. ↑ Ringbauer, Martin; Broome, Matthew A.; Myers, Casey R.; White, Andrew G.; Ralph, Timothy C. (19 June 2014). «Experimental simulation of closed timelike curves». Nature Communications. 5: 4145. arXiv:1501.05014. Bibcode:2014NatCo…5.4145R. doi:10.1038/ncomms5145. PMID 24942489. S2CID 12779043. (анг.)
  20. ↑ Lee Billings (2 Sep 2014). «Time Travel Simulation Resolves „Grandfather Paradox“». Scientific American. Retrieved 24 September 2014. (анг.)
  21. ↑ Frank Arntzenius; Tim Maudlin (December 23, 2009), «Time Travel and Modern Physics», Stanford Encyclopedia of Philosophy, retrieved May 25, 2019 (анг.)
  22. ↑ Hawking, Stephen (1999). «Space and Time Warps». Archived from the original on February 10, 2012. Retrieved February 25, 2012. (анг.)
  23. ↑ Everett, Allen (2004). «Time travel paradoxes, path integrals, and the many worlds interpretation of quantum mechanics». Physical Review D. 69 (124023): 124023. arXiv:gr-qc/0410035. Bibcode:2004PhRvD..69l4023E. doi:10.1103/PhysRevD.69.124023. S2CID 18597824. (анг.)
  24. ↑ Tolksdorf, Juergen; Verch, Rainer (2018). «Quantum physics, fields and closed timelike curves: The D-CTC condition in quantum field theory». Communications in Mathematical Physics. 357 (1): 319—351. arXiv:1609.01496. Bibcode:2018CMaPh.357..319T. doi:10.1007/s00220-017-2943-5. S2CID 55346710. (анг.)
  25. ↑ Tolksdorf, Juergen; Verch, Rainer (2021). ,«The D-CTC condition is generically fulfilled in classical (non-quantum) statistical systems». Foundations of Physics. 51 (93): 93. arXiv:1912.02301. Bibcode:2021FoPh…51…93T. doi:10.1007/s10701-021-00496-z. S2CID 208637445. (анг.)
  26. ↑ Lloyd, Seth; Maccone, Lorenzo; Garcia-Patron, Raul; Giovannetti, Vittorio; Shikano, Yutaka; Pirandola, Stefano; Rozema, Lee A.; Darabi, Ardavan; Soudagar, Yasaman; Shalm, Lynden K.; Steinberg, Aephraim M. (27 January 2011). «Closed Timelike Curves via Postselection: Theory and Experimental Test of Consistency». Physical Review Letters. 106 (4): 040403. arXiv:1005.2219. Bibcode:2011PhRvL.106d0403L. doi:10.1103/PhysRevLett.106.040403. PMID 21405310. S2CID 18442086. (анг.)
  27. ↑ Lloyd, Seth; Maccone, Lorenzo; Garcia-Patron, Raul; Giovannetti, Vittorio; Shikano, Yutaka (2011). «The quantum mechanics of time travel through post-selected teleportation». Physical Review D. 84 (2): 025007. arXiv:1007.2615. Bibcode:2011PhRvD..84b5007L. doi:10.1103/PhysRevD.84.025007. S2CID 15972766. (анг.)
Атрымана з «https://be-tarask.wikipedia.org/w/index.php?title=Часавы_парадокс&oldid=2656011»