Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Уақыт саяхатының парадокстары мүмкін емес деген тұжырым, себебі парадокс тудыратын оқиғалар орын алмайды.
Assertion that time travel paradoxes are impossible, as paradox causing events cannot occur
Новиковтың өзіндік үйлесімділік принципі, сондай-ақ Новиковтың өзіндік үйлесімділік болжамы және Ларри Нивеннің тарих сақталу заңы ретінде де белгілі, бұл принцип 1980-жылдардың ортасында ресейлік физик Игорь Дмитриевич Новиковпен жасалған. Новиков оны уақыт саяхатындағы парадокс мәселесін шешу үшін ұсынды, мұндай саяхат жалпы салыстырмалылық теориясының кейбір шешімдерінде, жабық уақыт тәрізді қисықтар деп аталатын жағдайларда теориялық тұрғыдан мүмкін. Принцип бойынша, егер парадоксқа немесе өткенге кез келген "өзгеріс" әкелетін оқиға болса, онда оның болу ықтималдығы нөлге тең. Осылайша, уақыт парадокстарын жасау мүмкін емес.
The Novikov self consistency principle, also known as the Novikov self consistency conjecture and Larry Niven's law of conservation of history, is a principle developed by Russian physicist Igor Dmitriyevich Novikov in the mid 1980s. Novikov intended it to solve the problem of paradoxes in time travel, which is theoretically permitted in certain solutions of general relativity that contain what are known as closed timelike curves. The principle asserts that if an event exists that would cause a paradox or any "change" to the past whatsoever, then the probability of that event is zero. It would thus be impossible to create time paradoxes.
Тарих
Физиктер жалпы салыстырмалылық теориясының кейбір шешімдері жабық уақытқа ұқсас қисықтарды қамтитынын ұзақтан білген, мысалы, Гёдель метрикасы. Новиков 1975 және 1983 жылдары жазған кітаптарында жабық уақыт тәрізді қисықтардың (ЖУҚ) мүмкіндігін талқылады, сонымен қатар тек өзіне сәйкес келетін уақытқа саяхаттар ғана рұқсат етіледі деген пікірді ұсынды. 1990 жылы Новиков және басқалардың "Жабық уақытқа ұқсас қисықтары бар кеңістіктердегі Коши мәселесі" атты мақаласында авторлар былай деп мәлімдейді:
Physicists have long known that some solutions to the theory of general relativity contain closed timelike curves—for example the Gödel metric. Novikov discussed the possibility of closed timelike curves (CTCs) in books he wrote in 1975 and 1983, offering the opinion that only self consistent trips back in time would be permitted. In a 1990 paper by Novikov and several others, "Cauchy problem in spacetimes with closed timelike curves", the authors state:
Осы 1990 жылғы мақаланың авторларының арасында Кип Торн, Майк Моррис және Ульви Юртсевер болды. Олар 1988 жылы "Құрт тесіктері, уақыт машиналары және әлсіз энергия жағдайы" атты мақаласымен жалпы салыстырмалылық теориясындағы уақытқа саяхаттау тақырыбына жаңа қызығушылық тудырды. Бұл мақала жаңа жалпы салыстырмалылық шешімін, яғни өтіп өтуге болатын құрт тесігін көрсетті, ол жабық уақытқа ұқсас қисықтарға алып келуі мүмкін. Бұрынғы ЖУҚ-ты қамтитын шешімдерден айырмашылығы, ол үшін ғарыш үшін нақты емес жағдайлар қажет болмады. 1990 жылғы мақаланың жетекші авторы Джон Фридманмен болған әңгімелерден кейін олар уақытқа саяхаттау құрт тесігі арқылы жіберілген объектінің түріне қарамастан, шешілмейтін парадокстарға әкелмейтініне көз жеткізді. Физик Джозеф Полчински оларға жауап ретінде хат жазып, ерік бостандығы мәселесін құрт тесігі арқылы өткенге жіберілген бильярд добын қатыстыратын, ықтимал парадоксалды ой эксперименті арқылы шешуге болатынын айтты. Полчинскинің сценарийінде бильярд добы құрт тесігіне солай атылады, егер ол жолын жалғастырса, ол өткенде дәл дұрыс бұрышта шығып, бұрынғы өзімен соқтығысып, оны жолдан шығарып, құрт тесігіне кіруіне кедергі келтіреді. Торн 1994 жылы осы сценарийді "Полчинскидің парадоксы" деп атады. Сценарийді қарастырғаннан кейін, Фернандо Эчеверрия мен Гуннар Клинкхаммер, Калтехтегі екі студент (Торн оқытқан жерде), себептік циклдардан туындайтын сәйкессіздіктерден аулақ болу үшін мәселенің шешімін тапты. Бұл шешім Фейнман мен Уилердің "жарық соққысы" деп атаған шешімімен бірдей элементтерді ұсынады. Жаңа сценарийде болашақтан келген шар парадокс тудырған бұрыштан өзгеше бұрышта пайда болады және жас өзіне құрт тесігінен толығымен алыстатудың орнына, оған жарық соққысын береді. Бұл соққы оның траекториясын дәл сол дәрежеде өзгертеді, яғни ол уақытты кері бағытта жүреді және жас өзіне қажетті соққыны беру үшін қажетті бұрышта келеді. Эчеверрия мен Клинкхаммер бірнеше өзіне сәйкес келетін шешімдердің бар екенін анықтады, әр жағдайда көзге түсетін соққыға сәл әртүрлі бұрыштармен. Торн мен Роберт Форвардтың кейінгі талдаулары бильярд добының белгілі бір бастапқы траекториялары үшін өзіне сәйкес келетін шешімдердің шексіз саны болуы мүмкін екенін көрсетті. Сонымен қатар, олар бильярд добы үшін өзіне сәйкес келетін кеңейтулердің жоқ бастапқы шарттарды табуға тырысқанын, бірақ оны таба алмағанын хабарлады. Осылайша, әрбір мүмкін бастапқы траектория үшін өзіне сәйкес келетін кеңейтулердің болуы мүмкін, бірақ бұл әлі дәлелденбеген. Бұл тек хронологияны бұзатын кеңістік-уақыт аймағының сыртындағы бастапқы шарттарға ғана қатысты. Бұл Новиковтың өзіне сәйкестік принципі шын мәнінде уақыт аралығындағы аймақтан тыс жүйелерге ешқандай шектеулер қоймайды дегенді білдіреді, тек оның ішінде ғана. Тіпті егер Коши горизонтынан тыс кездейсоқ бастапқы шарттар үшін өзіне сәйкес келетін кеңейтулер табылса да, бір бастапқы жағдай үшін бірнеше өзіне сәйкес келетін кеңейтулер болуы мүмкін деген қорытындыға келді – шындығында, Эчеверрия және басқалар әр бастапқы траектория үшін олар талдаған сәйкес кеңейтулердің шексіз саны табылды.
Among the co authors of this 1990 paper were Kip Thorne, Mike Morris, and Ulvi Yurtsever, who in 1988 had stirred up renewed interest in the subject of time travel in general relativity with their paper "Wormholes, Time Machines, and the Weak Energy Condition", which showed that a new general relativity solution known as a traversable wormhole could lead to closed timelike curves, and unlike previous CTC containing solutions, it did not require unrealistic conditions for the universe as a whole. After discussions with the lead author of the 1990 paper, John Friedman, they convinced themselves that time travel need not lead to unresolvable paradoxes, regardless of the object sent through the wormhole. By way of response, physicist Joseph Polchinski wrote them a letter arguing that one could avoid the issue of free will by employing a potentially paradoxical thought experiment involving a billiard ball sent back in time through a wormhole. In Polchinski's scenario, the billiard ball is fired into the wormhole at an angle such that, if it continues along its path, it will exit in the past at just the right angle to collide with its earlier self, knocking it off track and preventing it from entering the wormhole in the first place. Thorne would refer to this scenario as "Polchinski's paradox" in 1994. Upon considering the scenario, Fernando Echeverria and Gunnar Klinkhammer, two students at Caltech (where Thorne taught), arrived at a solution to the problem, that lays out the same elements as the solution Feynman and Wheeler termed the "glancing blow" solution, to evade inconsistencies arising from causality loops. In the revised scenario, the ball from the future emerges at a different angle than the one that generates the paradox, and delivers its younger self a glancing blow instead of knocking it completely away from the wormhole. This blow alters its trajectory by just the right degree, meaning it will travel back in time with the angle required to deliver its younger self the necessary glancing blow. Echeverria and Klinkhammer actually found that there was more than one self consistent solution, with slightly different angles for the glancing blow in each situation. Later analysis by Thorne and Robert Forward illustrated that for certain initial trajectories of the billiard ball, there could actually be an infinite number of self consistent solutions. in addition, they reported that they had tried to see if they could find any initial conditions for the billiard ball for which there were no self consistent extensions, but were unable to do so. Thus, it is plausible that there exist self consistent extensions for every possible initial trajectory, although this has not been proven. This only applies to initial conditions outside of the chronology violating region of spacetime, This could mean that the Novikov self consistency principle does not actually place any constraints on systems outside of the region of space time where time travel is possible, only inside it. Even if self consistent extensions can be found for arbitrary initial conditions outside the Cauchy horizon, the finding that there can be multiple distinct self consistent extensions for the same initial condition—indeed, Echeverria et al. found an infinite number of consistent extensions for every initial trajectory they analyzed
Уақыт-айналмалы логика
Уақыт циклдығы логикасы, роботолог және футурист Ханс Моравекпен ұсынылған, – бұл Тьюринг машиналарын қолдана отырып, есептеу күрделілігінің стандартты моделімен салыстырғанда жауаптарды әлдеқайда жылдам есептеуге мүмкіндік беретін, Новиковтың өзіндік сәйкестік принцибін пайдаланатын есептеудің гипотетикалық жүйесі. Бұл жүйеде компьютер есептеу нәтижесін уақыт арқылы кері жібереді және жіберілген нәтиженің дұрыс болуын қамтамасыз ету үшін өзіндік сәйкестік принципіне сенеді, егер машина болашақтан ақпаратты сенімді түрде қабылдаса және алгоритм мен негізгі механизм формалды түрде дұрыс болса. Уақыт саяхаты механизмі немесе алгоритмінің қате болмауына кепілдік берілмесе, қате нәтиже немесе нәтиже жоқ болуы мүмкін. Итеративтік әдіс алгоритмі – қарапайым мысал. Моравек былай айтады:
Time loop logic, coined by roboticist and futurist Hans Moravec, is a hypothetical system of computation that exploits the Novikov self consistency principle to compute answers much faster than possible with the standard model of computational complexity using Turing machines. In this system, a computer sends a result of a computation backwards through time and relies upon the self consistency principle to force the sent result to be correct, provided the machine can reliably receive information from the future and provided the algorithm and the underlying mechanism are formally correct. An incorrect result or no result can still be produced if the time travel mechanism or algorithm are not guaranteed to be accurate. A simple example is an iterative method algorithm. Moravec states:
Ллойдтың рецептісі
Кейін Сет Ллойд пост-таңдау және жол интегралдары негізінде балама ұсыныс жасады. Атап айтқанда, жол интегралы бірмәнді өрістер бойынша есептеледі, нәтижесінде өзіне сәйкес келетін тарихтар пайда болады.
An alternative proposal was later presented by Seth Lloyd based upon post selection and path integrals. In particular, the path integral is over single valued fields, leading to self consistent histories.
Танымал мәдениетте
Ақырғы есеп (1980): Ғылыми фантастикалық уақыт саяхаты туралы фильм, онда USS Nimitz әскери кемесі Перл-Харборға жапон шабуылының алдындағы күнге құрт тесігі арқылы өтеді. Аномалия қайта оралып, оны қазіргі уақытқа қайтарады, нәтижеге әсер етуге мүмкіндік бермейді. Тед Чиангтың "Саудагер мен алхимиктің есігі" (2007) атты әңгімесі ерік-жігер мен өзіне сәйкес уақыт саяхаты арасындағы байланысты зерттейді. Steins;Gate (2009): Макисе Курису уақыт саяхаты туралы баяндамасында сілтеме жасайды. Гарри Поттер және рационалдық әдістер: Элизер Юдковскийдің Гарри Поттер фанфикшны ретінде жазылған рационалдық туралы әңгімесінде Гарри өзінің Уақыт бұрауышын (Time Turner) өткенге әсер ету үшін пайдалануға тырысады және Новиковтың өзіне сәйкестік принципінің қолданылатынына келеді. Ортогональ: Грег Иганның ғылыми фантастикалық роман сериясы, бұл принципті қолданады. Netflix-тің Dark сериалы негізінен уақыт саяхатының мүмкіндігі кейіпкерлерді өткенді өзгертуге талпындырады, бірақ бұл оларды тек алдын алуға тырысқан оқиғаларды тудыруға әкеледі. Quantum Break (2016): Remedy Entertainment компаниясының ойын видеосы, өткенді өзгертуге бола ма, жоқ па деген мәселеге баса назар аударады. Сюжеттегі кейбір кейіпкерлер оны өзгертуге тырысады, ал басқалары, бұл әрекеттері сәтсіз аяқталғаннан кейін, Новиковтың өзіне сәйкестік принципінің қолданылатынына көз жеткізеді. Outer Wilds (2019): Бұл принципке сәйкес келмейтін уақыт саяхатын қамтитын видео ойын, егер ойыншы оны сынап көруге тырысса, ойын аяқталады. Hallmark Channel-дың "Үйге жол" сериалындағы барлық уақыт саяхаты Новиковтың өзіне сәйкестік принципіне сәйкес келеді. Басты екі кейіпкер көлге секіріп, уақытты кері қайтара алады, бірақ олар өткендегі ештеңені өзгерте алмайды. Олардың барлық әрекеттері тарихтың бір бөлігіне айналады және олар алдын алуға тырысқан трагедиялық оқиғаларды тудырады.
The Final Countdown (1980): A science fiction time travel movie in which the aircraft carrier USS Nimitz passes through a wormhole back to the eve of the Japanese attack on Pearl Harbor. The anomaly returns and sends it back into the present, before it has a chance to affect the outcome. The story The Merchant and the Alchemist's Gate (2007) by Ted Chiang explores the interplay between free will and self consistent time travel. Steins;Gate (2009): Cited by Makise Kurisu during her presentation on time travel. Harry Potter and the Methods of Rationality: In Eliezer Yudkowsky's exposition on rationality, framed as a piece of Harry Potter fanfiction, Harry attempts to use his Time Turner to influence the past and comes to the conclusion that the Novikov self consistency principle applies. Orthogonal: A science fiction novel series by Greg Egan that applies the principle. The Netflix series Dark is largely based on the notion that the possibility of time travel tempts the characters to try change the past, which only leads them to cause the events they were trying to prevent in the first place. Quantum Break (2016): A video game by Remedy Entertainment, centers heavily on the question whether the past can be changed or not. Some of the characters in the plot are driven to change it, whereas others, who have already tried doing so in vain, have resigned themselves to come to the conclusion that the Novikov self consistency principle seemingly applies. Outer Wilds (2019): A video game involving time travel which does not follow the principle, causing a game over if the player experiments to test it. All time travel in the Hallmark Channel original series The Way Home follows the Novikov self consistency principle. Two of the main characters can travel backwards in time by jumping into a pond, but they are unable to change anything in the past. All of their actions become part of history, and they actually end up causing the tragic events they were trying to prevent in the first place.