Дед парадокс - Grandfather paradox

Вверху: оригинальная траектория бильярдного шара. В центре: бильярдный шар появляется из будущего и наносит удар, который прошлый мяч предотвращает попадание в машину времени. Внизу: бильярдный шар никогда не попадает в машину времени, что порождает парадокс, ставящий под вопрос, как его старшее «я» могло когда-либо выйти из машины времени и изменить ее курс.

Дед парадокс является парадокс о путешествиях во времени , в котором несогласованности возникают через изменение прошлого. Название происходит от описания парадокса: человек путешествует в прошлое и убивает своего дедушку до зачатия своего отца или матери, что препятствует существованию путешественника во времени. Несмотря на название, парадокс дедушки не рассматривает исключительно противоречие убийства собственного деда, чтобы предотвратить его рождение. Скорее, парадокс относится к любому действию, изменяющему прошлое, поскольку противоречие возникает всякий раз, когда прошлое становится отличным от того, каким оно было.

Ранние примеры

Парадокс дедушки упоминался в письменных рассказах еще в 1929 году. В 1931 году он был описан как «извечный аргумент в пользу предотвращения вашего рождения путем убийства своих бабушек и дедушек» в письме в американский научно-фантастический журнал Amazing Stories . Ранние научно-фантастические рассказы, посвященные парадоксу, - это рассказ Натаниэля Шахнера « Голоса предков » , опубликованный в 1933 году, и книга Рене Барджавеля 1944 года « Будущие времена три » , хотя ряд других работ 1930-х и 1940-х годов затрагивал эту тему в различная степень детализации.

Варианты

Парадокс дедушки включает в себя любое изменение прошлого, и он представлен во многих вариациях. Физик Джон Гаррисон и др. дают вариант парадокса электронной схемы, которая посылает сигнал через машину времени, чтобы отключиться, и получает сигнал до того, как отправит его. Эквивалентный парадокс известен в философии как «парадокс ретро-самоубийства» или «самоубийство», когда мы возвращаемся в прошлое и убиваем более молодую версию себя (например, ребенка). Другой вариант парадокса дедушки - это «парадокс Гитлера» или «парадокс убийства Гитлера», довольно частый образ в научной фантастике, в котором главный герой путешествует во времени, чтобы убить Адольфа Гитлера, прежде чем он сможет спровоцировать Вторую мировую войну и Холокост . Вместо того, чтобы обязательно физически препятствовать путешествию во времени, действие устраняет любую причину путешествия вместе с любым знанием того, что причина когда-либо существовала. Вдобавок, последствия существования Гитлера настолько монументальны и всеобъемлющи, что для любого, кто родился после войны, вполне вероятно, что на их рождение каким-то образом повлияли ее последствия, и, таким образом, аспект парадокса, связанный с происхождением, будет непосредственно применяться в некоторых странах. способ.

Некоторые отстаивают подход параллельной вселенной к парадоксу дедушки. Когда путешественник во времени убивает своего деда, он фактически убивает версию дедушки из параллельной вселенной, и исходная вселенная путешественника во времени остается неизменной; Утверждалось, что, поскольку путешественник попадает в историю другой вселенной, а не в свою собственную историю, это не «настоящее» путешествие во времени. В других вариантах действия путешественников во времени не влияют на их личный опыт, как это показано в рассказе Альфреда Бестера « Люди, которые убили Мухаммеда» .

Философский анализ

Даже не зная, возможно ли путешествие во времени в прошлое физически, с помощью модальной логики можно показать, что изменение прошлого приводит к логическому противоречию. Если верно, что прошлое произошло определенным образом, то ложно и невозможно, чтобы прошлое произошло каким-либо иным образом. Путешественник во времени не сможет изменить прошлое таким, какое оно есть; они будут действовать только таким образом, который уже согласуется с тем, что обязательно произошло.

Рассмотрение парадокса дедушки привело некоторых к мысли, что путешествия во времени по самой своей природе парадоксальны и, следовательно, логически невозможны. Например, философ Брэдли Дауден приводил такого рода аргументы в учебнике « Логическое рассуждение» , утверждая, что возможность создания противоречия полностью исключает путешествие во времени в прошлое. Однако некоторые философы и ученые считают, что путешествие во времени в прошлое не обязательно должно быть логически невозможным при условии, что нет возможности изменить прошлое, как предполагает, например, принцип самосогласованности Новикова . Этот принцип проиллюстрирован в новелле Теда Чанга « Торговец и ворота алхимика» . Дауден пересмотрел свою точку зрения, убедившись в этом в беседе с философом Норманом Шварцем .

Общая теория относительности

Рассмотрение возможности обратного путешествия во времени в гипотетической вселенной, описываемой метрикой Гёделя, привело известного логика Курта Гёделя к утверждению, что время само по себе может быть своего рода иллюзией. Он предлагает что-то вроде блочного представления времени , в котором время - это просто другое измерение, подобное пространству, со всеми событиями, всегда фиксированными внутри этого четырехмерного «блока».

Причинные петли

Путешествие во времени назад, которое не создает дедовского парадокса, создает причинную петлю. Принцип самосогласованности Новикова выражает одну точку зрения на то, как путешествие назад во времени было бы возможно без порождения парадоксов. Согласно этой гипотезе, физика в замкнутых времяподобных кривых (машинах времени) или около них может быть согласована только с универсальными законами физики, и, следовательно, могут происходить только самосогласованные события. Все, что путешественник во времени делал в прошлом, должно было быть частью истории с самого начала, и путешественник во времени никогда не сможет сделать что-либо, чтобы предотвратить путешествие во времени, поскольку это будет представлять собой несоответствие. Новиков и др. использовал пример, приведенный физиком Джозефом Полчински для парадокса дедушки, когда бильярдный шар движется к машине времени. Старшее «я» мяча выходит из машины времени и ударяет свое более молодое «я», так что его более молодое «я» никогда не попадает в машину времени. Новиков и др. показал, как эта система может быть решена самосогласованным способом, который позволяет избежать парадокса дедушки, хотя и создает причинную петлю. Некоторые физики предполагают, что причинные петли существуют только в квантовой шкале, аналогично гипотезе о защите хронологии, предложенной Стивеном Хокингом , поэтому истории в более крупных масштабах не зацикливаются. Другая гипотеза, гипотеза космической цензуры , предполагает, что каждая замкнутая времениподобная кривая проходит через горизонт событий , что препятствует наблюдению таких причинных петель.

Сет Ллойд и другие исследователи из Массачусетского технологического института предложили расширенную версию принципа Новикова, в соответствии с которым вероятность отклоняется, чтобы предотвратить возникновение парадоксов. По мере приближения к запрещенному действию результаты станут более странными, поскольку вселенная должна отдавать предпочтение невероятным событиям, чтобы предотвратить невозможные.

Квантовая физика

Некоторые физики, такие как Дэниел Гринбергер и Дэвид Дойч , предположили, что квантовая теория допускает путешествия во времени, когда прошлое должно быть самосогласованным. Дойч утверждает, что квантовые вычисления с отрицательной задержкой - обратное путешествие во времени - дают только самосогласованные решения, а область, нарушающая хронологию, налагает ограничения, которые не очевидны с помощью классических рассуждений. В 2014 году исследователи опубликовали симуляцию, подтверждающую модель Дойча с фотонами. Дойч использует терминологию «множественных вселенных» в своей статье, чтобы выразить квантовые явления, но отмечает, что эта терминология неудовлетворительна. Другие считают, что это означает, что «немецкое» путешествие во времени вовлекает путешественника во времени, появляющегося в другой вселенной, что позволяет избежать парадокса дедушки.

Подход взаимодействующих множественных вселенных - это разновидность многомировой интерпретации (MWI) квантовой механики Эверетта . В нем участвуют путешественники во времени, прибывающие в другую вселенную, чем та, из которой они прибыли; Утверждалось, что, поскольку путешественники прибывают в историю другой вселенной, а не в свою собственную историю, это не «настоящее» путешествие во времени. Стивен Хокинг утверждал, что даже если MWI верен, мы должны ожидать, что каждый путешественник во времени будет испытывать единую непротиворечивую историю, чтобы путешественники во времени оставались в своем собственном мире, а не путешествовали в другой. Аллен Эверетт утверждал, что подход Дойча «включает изменение фундаментальных принципов квантовой механики; он определенно выходит за рамки простого принятия MWI», и что даже если подход Дойча верен, это будет означать, что любой макроскопический объект, состоящий из нескольких частиц, будет разделен на части, когда Путешествие во времени с разными частицами, появляющимися в разных мирах.

Однако в статье Толксдорфа и Верча было показано, что условие самосогласованности Дойча CTC может быть выполнено с произвольной точностью в любой квантовой системе, описанной в соответствии с релятивистской квантовой теорией поля, в пространстве-времени, где CTC исключены, что ставит под сомнение выполнение условия Дойча. действительно характерно для квантовых процессов, имитирующих КТК в смысле общей теории относительности . В более поздней статье те же авторы показали, что условие неподвижной точки СТС Дойча может также выполняться в любой системе, подчиняющейся законам классической статистической механики , даже если она не построена квантовыми системами. Авторы приходят к выводу, что, следовательно, условие Дойча не является специфическим для квантовой физики и не зависит от квантовой природы физической системы, так что оно может быть выполнено. Вследствие этого Толксдорф и Верч также приходят к выводу, что условие Дойча недостаточно специфично, чтобы допускать утверждения о сценариях путешествий во времени или их гипотетической реализации квантовой физикой, и что Дойч пытается объяснить возможность предложенного им сценария путешествий во времени, используя множество - Мировая интерпретация квантовой механики вводит в заблуждение.