Машина времени: проблемы создания и эксплуатации

Машина  времени: проблемы создания и эксплуатации

Время — это иллюзия, хотя и весьма навязчивая. 

Альберт Эйнштейн

Можно ли путешествовать во времени? По своему желанию переноситься в отдаленное будущее, в далекое прошлое и  обратно? Вершить историю и потом  наблюдать за плодами своей работы? До сих пор подобные вопросы относились к числу “ненаучных”, и их обсуждение было уделом писателей-фантастов. Но с  недавних пор подобные заявления  можно услышать даже из уст ученых!

Каков принцип действия машины времени? Что  нужно для того, чтобы попасть  в 23 век? Поговорить с древними мудрецами? Поохотиться на динозавров или взглянуть  на нашу планету, когда на ней вообще еще не было жизни? Не нарушат ли такие посещения всю последующую  историю человечества? 

Машина  времени из фильма «В ловушке времени» (2003).

Началом литературных путешествий во времени  считается роман Герберта Уэллса “Машина времени” (1894). Но, строго говоря, пионером в этом деле был редактор нью-йоркского журнала “Sun” Эдвард Митчелл с его новеллой “Часы, которые шли назад” (1881), написанной за семь лет до знаменитого романа Уэллса. Однако это произведение было весьма посредственным и не запомнилось читателям, поэтому пальму первенства в деле литературного покорения времени мы обычно отдаем Уэллсу.

На  эту тему писали А. Азимов, Р. Брэдбери, Р. Сильверберг, П. Андерсон, М. Твен и многие другие авторы мировой фантастики.

Чем так привлекательна идея путешествия  во времени? Дело в том, что она  предлагает нам полную свободу от пространства, времени и даже смерти. Разве можно отказаться хотя бы даже от мысли об этом?

Четвертое измерение?

Герберт Уэллс в “Машине времени” утверждал, что время — это четвертое  измерение. 

Герберт Уэллс — несостоявшийся биолог и  великий фантаст.

А из этого следует, — продолжал  Путешественник по Времени, — что  каждое реальное тело должно обладать четырьмя измерениями: оно должно иметь  длину, ширину, высоту и продолжительность  существования. Но вследствие прирожденной ограниченности нашего ума мы не замечаем этого факта. И все же существуют четыре измерения, из которых три  мы называем пространственными, а четвертое  — временным. 

Г. Уэллс, “Машина времени”

Впрочем, сам факт путешествия во времени  мало интересовал Уэллса. Автору нужен  был лишь более-менее правдоподобный повод, чтобы герой смог оказаться  в далеком будущем. Но со временем физики стали брать его теорию на вооружение.  

Естественно, что факт присутствия человека не в своем времени должен повлиять на мировую историю. Но, прежде чем  рассматривать парадоксы времени, следует упомянуть, что бывают случаи, когда путешествия во времени  не создают противоречий. Например, парадокс не может возникнуть, если кто-нибудь просто наблюдает прошлое, не вмешиваясь в его течение, или  если кто-то отправляется в будущее/прошлое  во сне. 

Но  когда кто-то "реально" путешествует в прошлое или в будущее, взаимодействует  с ним и возвращается назад, возникают  весьма серьезные трудности. 

По  мнению Герберта Уэллса, в будущем  может произойти война с марсианами. Но кто мешает захватчикам переместиться  из будущего в наше время? 

Коридор во времени или свет в конце туннеля

Возможно, человечеству не придется строить машину времени. Может, проще наладить транспортировку  людей к тем местам, где время  течет по-другому? На роль “коридоров во времени” претендуют, в первую очередь, черные дыры. Это области с большим  искривлением пространства-времени. Предполагается, что в глубине черной дыры пространственная и временная координаты меняются местами, а путешествие в пространстве становится путешествием во времени.  

Наглядный пример «кольца времени».

Самой известной проблемой считается  парадокс замкнутости временных  процессов. Это означает, что если вам удастся переместиться в  прошлое, то может представиться  возможность убить, допустим, своего прапрадеда. Но если он умрет, вы никогда  не родитесь, а потому не сможете  путешествовать во времени, чтобы совершить  убийство.

Это хорошо показано в рассказе Сэма Майнза "Найди скульптора". Ученый строит машину времени и отправляется в будущее, где обнаруживает памятник себе за первое путешествие во времени. Он забирает с собой статую, возвращается в свое время и сооружает памятник самому себе. Вся хитрость состоит в том, что ученый должен установить памятник в своем времени, чтобы потом, когда он отправится в будущее, памятник уже стоял на своем месте и ждал его. И вот здесь не хватает одной части цикла — когда и кем был изготовлен памятник? 

Гринвичская обсерватория — место, где начинается время.

Но  фантасты нашли выход из этого  положения. Первым это сделал Дэвид  Даньелз в рассказе "Ветви времени" (1934). Его идея столь же проста, сколь и необычна: люди могут совершать путешествия во времени самостоятельно и совершенно свободно. Однако в тот момент, когда они попадают в прошлое, реальность расщепляется на два параллельных мира. В одном происходит развитие новой вселенной с существенно другой историей. Она и становится новым домом для путешественника. В другом все остается без изменений.  

Медленно  минуты уплывают вдаль...

Традиционно мы представляем время равномерно текущим  из прошлого в будущее. Однако представления  о времени неоднократно менялось за историю человечества. Например, в Древней Греции можно выделить три основных взгляда на этот счет. Аристотель настаивал на цикличности  времени, то есть вся наша жизнь будет  повторяться бесконечное число  раз. Гераклит, напротив, считал, что  время необратимо, и сравнивал  его с рекой. Сократ, а затем  и Платон вообще старались не думать о времени — зачем ломать голову над тем, чего ты не знаешь?   

Человек всегда старался подчинить  время. Иногда это  выходило очень красиво.

Существует  множество свидетельств случайного перемещения во времени. Так, в начале 1995 года в одном китайском городе появился странно одетый мальчик. Он говорил на непонятном диалекте, а в полиции сказал, что он живет в 1695 году. Естественно, его сразу же отправили в сумасшедший дом.

Лечащий врач с коллегами в течение  года проверяли его психику и  выяснили, что мальчик совершенно здоров.

В начале следующего года мальчик неожиданно исчез. Когда разыскали монастырь, в котором этот мальчик якобы  жил в 17 веке, то выяснилось, что согласно старым записям, один прислужник неожиданно пропал в начале 1695 года. А через  год вернулся, "одержимый бесами". Он рассказывал всем, как люди живут  в XX веке. Тот факт, что он вернулся назад, вполне может означать, что  прошлое и будущее существуют одновременно. А значит, время можно  укротить. 

Виднейший христианский теолог Августин Аврелий (345-430) впервые разделил время на прошлое, будущее и настоящее, а течение самого времени представил летящей стрелой. И хотя с момента жизни Августина прошло более полутора тысяч лет, религия все же пытается заставить нас верить в то, что мы плывем в будущее, и все объекты, которые попадают в прошлое, теряются навеки.

Все должно оставаться в равновесии: если есть абсолютно черное тело (слева), из которого свет не может вырваться, то должно быть и абсолютно светлое  тело, которое не может задержать  луч света (справа). 

Куда  девается прошлое? Им обедают!

В своей книге “Лангольеры” Стивен Кинг уточняет эту позицию: по его мнению, все наше прошлое съедают чрезвычайно прожорливые существа — лангольеры. 

Исаак Ньютон (1643- 1727) - «отец» классический физики.

Но, как ни печальна утрата прошлого, линейное время имеет свои плюсы. Оно предусматривает прогресс, свободу мысли, способность забыть и простить. Именно оно позволило Дарвину создать теорию эволюции, которая теряет смысл при условии движения времени по кругу.

Ньютон  считал, что время течет равномерно и ни от чего не зависит. Но если рассмотреть  второй закон механики, то мы обнаружим, что время в нем взято в  квадрате, а значит, и использование  отрицательного значения времени (время, бегущее назад) не окажет никакого влияния  на результат. Во всяком случае, математики настаивают, что это чистая правда. Таким образом, сама идея путешествия  во времени даже не противоречит законам  ньютоновской физики. 

Угадай  мои мысли!

Однако  в реальности обратное течение времени  кажется маловероятным: попробуйте собрать тарелку, разбитую на полу; пройдет вечность, пока разлетевшиеся  осколки соберутся вновь. И поэтому  физики выдвинули несколько объяснений этого феномена. Одно из них — самособирающаяся тарелка в принципе возможна, но вероятность этого бесконечно мала (так в нашем мире можно объяснить что угодно — от появления НЛО на небе до зеленых чертиков за столом).

Долгое  время существовало еще одно интригующее  объяснение: время — функция человеческого  разума. Восприятие времени — не более чем система, в которую  наш мозг помещает события для  того, чтобы осмыслить наш опыт. Но практически невозможно доказать, что эмоциональное состояние  человека или, например, наркотики влияют на течение времени. Можно лишь говорить о субъективном ощущении времени.  

Бьют  часы на старой башне.

В середине прошлого века на американских летчиках проводился интересный эксперимент: в какой-то момент автопилот самопроизвольно  выключался и самолет начинал  падать. После того как перепуганные летчики выводили машину из пике, их спрашивали, сколько времени ушло на проведение маневра. Многие отвечали, что около 2 минут, хотя все происшествие на самом деле занимало лишь несколько  секунд. 
 

Не  ходите, дети, в кайнозой гулять! (кадр из фильма «И грянул гром...»).

В 1935 году психолог Джозеф Райн пытался доказать гипотезу восприятия времени, используя статистический анализ. Для исследования использовалась колода с пятью символами — крест, волна, круг, квадрат и звезда. Некоторые из испытуемых угадывали от 6 до 10 карт. Так как вероятность этого чрезвычайно мала, Рейн с коллегами заключили, что эксперимент демонстрирует существование паранормального восприятия. С течением времени число желающих повторить этот эксперимент увеличилось. При этом было замечено, что некоторые испытуемые угадывали не “посланную” карту, а следующую за ней. Другими словами, предсказывали будущее. Для этого требуется одна-две секунды, но, может быть, можно увидеть больше?  

Писатель  Джон Данн в 1925 году выразил мысль, что провидение приходит во сне. Он отмечает, что у большинства людей сны забываются, и знакомое чувство (deja vu) уже виденного может быть вызвано вещим сном. По его мнению, все сны состоят из беспорядочно смешанных образов прошлого и будущего. Вселенная как бы вытянута во времени, но в состоянии бодрствования “будущая” половина отрезана от “прошлой” скользящим “настоящим моментом”. Многие психоаналитики вполне серьезно относятся к вещим снам.  

Немецкий  медик Энгельбрехт и священник Пьер д’Айн предсказали точную дату Великой французской революции более чем за век до ее наступления. Причем в отличие от туманных пророчеств Мишеля Нострадамуса, в их манускриптах не было никаких неясностей. Они описали все то, что предстояло пережить французам. 

Назад в будущее

Самым известным фильмом про путешествия  во времени можно с полным правом назвать трилогию Роберта Земекиса “Назад в будущее” (1985, 1989, 1990). Эта научно-фантастическая комедия рассказывает о невероятных приключениях юного Марти МакФлая и сумасшедшего доктора Эммета Брауна, создавшего машину времени из автомобиля "ДеЛореан" (оборудованного плутониевым реактором). Друзья путешествуют в прошлое, будущее, испытывают все мыслимые и немыслимые парадоксы времени — и неизменно выходят сухими из любых неприятностей.

Эта искрометная, яркая, добрая и необычная  картина — бессмертная классика кинематографа, интересная для зрителей даже спустя десятилетия после ее выхода на экраны. 

Старенький  «ДеЛореан» достигает скорости 88 миль в час — и пробивает временной континуум. 

И даже если ходишь, ты все равно сидишь...

Говорят, что, закончив работу над СТО, Эйнштейн написал: «Ньютон прости меня!».

Когда-то считали, что ньютоновская физика способна объяснить любые причинно-следственные связи. Если вам известны законы движения (а Ньютон был убежден, что вывел их все), вы можете предсказать будущее движущегося объекта, зная при этом начальные условия. Но такое положение создает опасную логическую цепочку. Если законы природы определяют будущие события, то, имея достаточно информации к моменту сотворения Вселенной, можно предсказать любое событие в ее будущей истории. Другими словами, вся жизнь подлежит абсолютному предопределению.  

К счастью, теперь мы знаем, что это  не так. В конце концов, человечество перешагнуло законы ньютоновской физики: они хорошо работают в “нашем мире” — машин и велосипедов, но дают сбой при больших массах и скоростях, близких к скорости света. Человеком, перевернувшим всю ньютоновскую физику, был Альберт Эйнштейн. 

Он  начал с того факта, что скорость света постоянна, нисколько не беспокоясь о том, как свет мог прийти к  вам за одно и то же время, независимо от направления движения. Вслед за этим была сформулирована СТО (специальная  теория относительности). В самом  общем виде ее смысл сводится к  тому, что скорость света всегда постоянна и ничто не может  ее превысить. Понятие времени и  пространства были объединены и названы  континуумом. По теории Альберта выходило, что если какой-нибудь объект достигнет  скорости света, то для него время  практически остановится. 

Для космонавтов время  движется быстрее, чем  для нас.

В 1975 году профессор Ричард Готт назвал первого в мире путешественника в будущее. Им оказался советский космонавт Сергей Авдеев, который свыше двух лет находился на станции “Мир” и крутился над нашей планетой со скоростью 8 километров в секунду. В итоге он оказался в будущем примерно на 1/50 секунды!

Этим  постулатом СТО теоретически позволяет  переместиться во времени. Впервые  это было высказано самим Эйнштейном и развито в его парадоксе  близнецов. В этом сценарии один из двух близнецов становится астронавтом  и отправляется в космос на корабле, который движется со скоростью, близкой  к скорости света. Второй брат остается на Земле. Когда астронавт вернется на Землю, то найдет брата изрядно  постаревшим (если землянин вообще доживет  до встречи с братом).

Течение времени в 20 веке проверяли с помощью  точнейших часов: одни оставляли  на земле, другие перевозили на сверхзвуковом  самолете. В результате часы на земле  показывали на мизерную долю секунды  больше. На этом основании делали вывод  о влиянии скорости на время. Но, может, это влияние на часы, а не на время?

Долгое  время бытовала гипотеза, что существуют некие частицы (тахионы), которые  уже превысили скорость света и она является нижним пределом их скорости. Согласно СТО, такие частицы всегда путешествуют в прошлое. Их открытие означало бы почти готовую машину времени. Однако после бесплодных поисков было решено, что, даже если эти частицы и существуют, обнаружить их невозможно.

Стоит отметить, что СТО подразумевает  лишь путешествие в будущее. Прошлое  для нее закрыто.

На  городской башне города Лира расположены  часы с 13 циферблатами. Они показывают время на всех континентах, лунные фазы, положение звезд и многое другое.  

А вы знаете, что

Некоторые исследователи НЛО убеждены, что  многочисленные тарелки — это  наши потомки. Ученые будущего бороздят время и пространство, чтобы донести  до народа всю правду древней истории (в том числе и нашего 20 века).

По  сообщению Михаила Лукина, сотрудника Кембриджского университета, ему  удалось остановить свет. Точнее, не свет, а его составляющие — фотоны. Когда температура среды, окружающей их, достигла абсолютного нуля (минус 271 по Цельсию), фотоны уничтожились. Когда  же температура стала нормальной, они появились вновь и стали  нормально двигаться. Эксперимент  сразу стал сенсацией, хотя до остановки  света, а тем более — остановки  времени, еще очень далеко.

Самым известным экспериментом, проводимым со временем, считаются секретные  испытания министерства обороны  США совместно с Альбертом  Эйнштейном, известные как “Эксперимент “Филадельфия”". Опыты на эсминце "Элдридж" осенью 1943 года закончились  трагично. По неподтвержденным источникам, ему удалось переместить судно  со всем экипажем. Потрясенный такими результатами, Эйнштейн немедленно уничтожил  все свои записи, связанные с этим экспериментом.

Еще одним способом попасть в будущее  является глубокая заморозка тела человека. Идея не нова — например, после смерти Ленина всерьез обсуждалась возможность  заморозки его тела. В настоящее  время в США действуют крионические диспозитарии Alcor Life Extension Foundation, Cryonics Institute, CryoCare Foundation и TransTime, где хранятся тела около 200 людей (по слухам, там лежат Уолт Дисней и Сальвадор Дали). В очереди на заморозку стоят более 1,5 тысяч человек — и это несмотря на то, что стоимость бессрочного хранения составляет от 30 до 150 тысяч долларов (в принципе, можно заморозить одну лишь голову — это обойдется гораздо дешевле). Основную часть клиентов составляют смертельно больные люди, которые надеются, что после смерти их тела сохранятся достаточно долгое время для того, чтобы наука шагнула далеко вперед и смогла бы обеспечить им безопасную разморозку и оживление. 

* * *

Время от времени в журналах и СМИ  появляются сообщения, что, мол, мы знаем, как построить машину времени, только дайте пару миллионов на проект. Новоявленные изобретатели утверждают, что используют работы Эйнштейна, современную  квантовую механику и другие передовые  достижения науки. 

Впрочем, саму идею путешествий во времени  нельзя отрицать только потому, что  это нереализуемо в наше время. Попробовали  бы вы сказать жителю 19 века, что  люди смогут спокойно перемещаться по воздуху и летать в космос... 

Если  что-то в принципе возможно, то рано или поздно это будет изобретено. Но с машиной времени связан один очень важный вопрос — любое гениальное изобретение может быть превращено в оружие. Достаточно вспомнить атомную  бомбу: одно-единственное открытие поставило  весь мир на грань последней войны. С машиной времени (если она будет  построена) может произойти так  же. Может, лучше будет, если перемещение  во времени навсегда останется темой  для фантастов? 

Теория  ретропричинности . 

Слегка  подправляя собственное прошлое, можно  случайно изменить какие-то обстоятельства, которые, к примеру, привели к  знакомству ваших родителей, а, следовательно, к вашему появлению на свет. 

В этом и заключаются основные опасности  концептуального явления под  названием «ретропричинность», идея которого заключается в том, что настоящее может влиять на прошлое, а будущее — на настоящее. 

Звучит  довольно странно, но ретропричинность вполне вписывается в рамки известных нам законов природы. К сожалению, эксперименты в этой области весьма редки.

Исследователи стоят на самом пороге проведения опытов, в ходе которых, возможно, будут  найдены способы направить сигнал в прошлое. Причем им для этого не понадобятся ни черные дыры, ни дополнительные измерения, ни иные экзотические приспособления для путешествия во времени. Все будет проделано с помощью новейших достижений оптики и странных, но знакомых свойств квантовых частиц. 

Со времен законов движения Ньютона уравнения  в физике рассматривают время  как «симметричное» — они применимы  и для процессов, бегущих назад  в течение времени, и для процессов, идущих вперед. Ситуация стала действительно  странной в начале XX века, когда Эйнштейн сформулировал теорию относительности с ее четырехмерной тканью пространства-времени. Согласно этой модели наши представления о том, что ход истории поступателен, «склеен» из кусков под названием «прошлое», «настоящее» и «будущее» — иллюзия. Прошлое, Настоящее и Будущее существуют в неизменной вселенной «бесшовно», единым и неделимым «блоком». Между прошлым и будущим нет никакой разницы, они представляют собой единый и неделимый «блок». Следовательно, вы можете с тем же успехом влиять из будущего на прошлое, как влияете из прошлого на будущее. 

С наступлением эпохи квантовых механизмов относительность  времени событий и движения частиц перестало иметь значение. Для  квантовой механики реальный ход  течения времени не важен. С 1940-х  годов исследователи изучали  феномен обратного течения времени. Ричард Фейнман выдвинул предположение  о том, что позитроны (антивещество — эквивалент электронов) на самом  деле являются обычными электронами, только совершающими путешествие в прошлое. Была даже разработана теория электродинамики, основанная на волнах, совершающих  путешествие в прошлое и будущее. Доказательства этой теории, однако, были весьма туманными.  
 

Путешествия во времени. Парадоксы  времени

Время — одна из величайших загадок Вселенной. Река времени уносит нас всех без  исключения, независимо от нашего желания  и даже против воли.  

Каждый  из нас в какой-то момент задумывался  о странной и загадочной природе  времени и о том, как сильно время отличается от пространства. Если в пространстве мы можем без  труда двигаться в любом направлении, то почему во времени все иначе? Каждый из нас задумывался и о том, что ждет человечество после нас. Век отдельного человека ограничен, но всем нам ужасно интересно все, что произойдет в будущем, после  нас. 

Путешествия во времени порождают множество  проблем, как технических, так и  социальных. Ларри Дуайер поднимает всевозможные моральные, юридические и этические вопросы; он говорит: «Следует ли предъявить обвинения путешественнику во времени, если он побил самого себя, только более молодого (или наоборот)? Если путешественник во времени совершит убийство и скроется в прошлом, следует ли судить его в прошлом за преступление, которое ему еще только предстоит совершить? Если он женится в прошлом, то можно ли судить его за двоеженство, если другой жене предстоит родиться, скажем, через пять тысяч лет?» 

Но  возможно, самые труднорешаемые проблемы — это логические парадоксы, которые возникают при путешествиях во времени. Что произойдет, к примеру, если мы убьем своих родителей до своего рождения? Это логически невозможно, поэтому получается парадокс — иногда его называют «парадокс дедушки». 

Существует  три способа разрешить эти  парадоксы. Во-первых, не исключено, что  при возвращении в прошлое  вам просто придется еще раз пережить все то же самое, восстановив тем самым историю в прежнем ее виде. В этом случае вы лишены свободы воли и вынуждены повторять прошлое в том виде, в каком оно единожды было реализовано. В этой ситуации получается, что если вы отправляетесь в прошлое, чтобы передать самому себе секрет путешествий во времени, то, значит, именно так все и должно было произойти: секрет путешествий во времени действительно был доставлен из будущего. Такова судьба. (Надо сказать, при этом остается неясным, откуда взялась первоначальная идея.) 

Второй  вариант. Вы обладаете свободой воли и, соответственно, можете изменять прошлое, но в ограниченных пределах. Ваша свобода  воли работает до тех пор, пока вы не создаете временных парадоксов. Стоит  вам попытаться убить родителей  до своего рождения, и загадочная сила не даст вам спустить курок. Эту позицию  отстаивает российский физик Игорь  Новиков. (Он аргументирует это следующим образом. Существует, к примеру, закон природы, не позволяющий нам ходить по потолку, хотя мы можем этого захотеть. Почему не предположить, что существует закон, который не даст нам убить родителей до нашего рождения? Вот просто так, неизвестная сила не даст нам спустить курок.) 

Наконец, третий вариант. Вселенная расщепляется на две. Люди, которых вы убили, в  точности похожи на ваших родителей, но на самом деле ими не являются, поскольку вы уже находитесь в  параллельной вселенной. Похоже, именно этот вариант соответствует квантовой  теории. 

Все парадоксы времени можно разрешить. Если вы убили своих родителей  до вашего рождения, это означает просто, что вы убили людей, которые не являются на самом деле вашими родителями — хотя идентичны им генетически, обладают той же личностью и теми же воспоминаниями. 

Идея  множественности миров решает по крайней мере одну серьезную проблему путешествий во времени. Для физика проблема номер один, связанная с путешествиями во времени (помимо поисков отрицательной энергии), заключается в том, что последствия излучения будут накапливаться, и в итоге произойдет одно из двух: или вы упадете замертво при попытке войти в машину, или кротовая нора схлопнется, когда вы будете через нее проходить. Эти радиационные эффекты будут накапливаться, потому что любое излучение, попавшее в портал времени, отправится в прошлое; там это излучение выйдет наружу и будет бродить по Вселенной до сегодняшнего дня, когда ему наступит время снова войти в портал. Поскольку излучение может войти в портал бесконечное число раз, внутри портала оно может достичь невероятно высокого уровня — вполне достаточного, чтобы убить любого, кто туда попадет. Но если говорить о версии с «множественными мирами», то эта проблема решится сама собой. Излучение, попавшее в машину времени, действительно отправляется в прошлое, но попадает в новую вселенную; оно не может входить в портал времени снова, снова и снова. Это означает, что существует бесконечное число вселенных, для каждого цикла своя, и в каждом цикле в портал времени проникает лишь один фотон излучения — а не бесконечно много.