Введение

Парадокс времени, временной парадокс или парадокс путешествия во времени — это парадокс, кажущееся противоречие или логическое противоречие, связанное с идеей путешествия во времени или обладанием предзнаниями о будущем. В то время как возможность путешествия во времени в будущее согласуется с современным пониманием физики посредством релятивистского замедления времени, временные парадоксы возникают в ситуациях, связанных с гипотетическим путешествием во времени в прошлое, и часто используются для демонстрации его невозможности.

Типы

Временные парадоксы делятся на три широкие группы: парадоксы самовозбуждения, парадоксы непротиворечивости и парадокс Ньюкомба. Парадоксы самовозбуждения нарушают причинность, позволяя будущим событиям влиять на прошлое и вызывать сами себя, или "самовозбуждение", что происходит от идиомы "подняться, подтягиваясь за собственные шнурки". Парадоксы непротиворечивости, напротив, возникают, когда будущие события влияют на прошлое, приводя к очевидному противоречию, как, например, в парадоксе дедушки, где человек отправляется в прошлое, чтобы убить своего деда.

Парадокс загрузки

Парадокс сапожного ремешка, также известный как информационная петля, информационный парадокс или "парадокс предопределения", – это парадокс, возникающий при путешествиях во времени, когда любое событие, такое как действие, информация, объект или человек, в конечном итоге становится причиной самого себя в результате ретрокаузальности или путешествий во времени. Путешествия в прошлое позволили бы получить информацию, людей или объекты, чья история, кажется, "ниоткуда" появилась. Эверетт приводит фильм "Где-то во времени" в качестве примера, связанного с объектом, не имеющим происхождения: пожилая женщина дарит часы драматургу, который затем отправляется в прошлое и встречает ту же женщину в молодости, даря ей те же часы, которые она впоследствии подарит ему. Этот парадокс представлен во множестве вариаций, включая убийство собственной версии в прошлом. Как "ретро-парадокс самоубийства", так и "парадокс деда" впервые появились в письмах, опубликованных в журнале Amazing Stories в 1920-х годах. Другой вариант "парадокса деда" – "парадокс Гитлера" или "парадокс убийства Гитлера", в котором герой отправляется в прошлое, чтобы убить Адольфа Гитлера до того, как тот развяжет Вторую мировую войну и Холокост. Вместо того чтобы обязательно физически предотвратить путешествие во времени, это действие устраняет саму причину для путешествия, а также любые знания о том, что эта причина когда-либо существовала. Физик Джон Гаррисон и другие приводят пример парадокса с электронной схемой, которая отправляет сигнал через машину времени, чтобы отключить себя, и получает этот сигнал до того, как его отправляет.

Парадокс Ньюкомба

Парадокс Ньюкомба — это мысленный эксперимент, демонстрирующий кажущееся противоречие между принципом ожидаемой полезности и принципом стратегического доминирования. Этот мысленный эксперимент часто расширяется для исследования причинности и свободы воли, вводя понятие "идеальных предсказателей": если существуют идеальные предсказатели будущего, например, если путешествия во времени возможны как механизм для получения идеальных предсказаний, то сами идеальные предсказания кажутся несовместимыми со свободой воли, поскольку решения, принимаемые, как представляется, по собственной воле, уже известны идеальному предсказателю. Предопределение не обязательно предполагает наличие сверхъестественной силы и может быть результатом других механизмов "неопровержимого предвидения". Проблемы, возникающие из-за неопровержимости и возможности влиять на будущее, исследуются в парадоксе Ньюкомба.

Логическая невозможность

Даже не зная, физически ли возможно путешествие во времени в прошлое, можно с помощью модальной логики показать, что изменение прошлого приводит к логическому противоречию. Если прошлое произошло определенным образом и это необходимо, то ложно и невозможно, чтобы прошлое произошло каким-либо другим образом. Путешественник во времени не смог бы изменить прошлое, а лишь действовал бы способом, который уже согласуется с тем, что произошло необходимо. Рассмотрение парадокса дедушки привело некоторых к выводу, что путешествие во времени по самой своей природе парадоксально и, следовательно, логически невозможно. Например, философ Брэдли Дауден выдвинул подобный аргумент в учебнике "Логическое рассуждение", утверждая, что сама возможность возникновения противоречия полностью исключает путешествие во времени в прошлое. Однако некоторые философы и ученые полагают, что путешествие во времени в прошлое не обязательно должно быть логически невозможным, при условии отсутствия возможности изменить прошлое.

Иллюзорное время

Рассмотрение возможности путешествия во времени в обратном направлении в гипотетической вселенной, описываемой метрикой Гёделя, привело известного логика Курта Гёделя к утверждению, что само время может быть своего рода иллюзией. Он предполагает нечто, близкое к концепции "блочного времени", в которой время является лишь еще одним измерением, подобным пространству, и все события в любой момент времени предопределены в этом четырехмерном "блоке".

Физическая невозможность

Сергей Красников пишет, что эти парадоксы бутстрэпа – информация или объект, перемещающиеся во времени по замкнутому циклу – по сути одинаковы; основной кажущийся парадокс заключается в том, что физическая система эволюционирует в состояние способом, не определяемым её законами. Он не считает их парадоксальными и объясняет проблемы, связанные с возможностью путешествий во времени, другими факторами в интерпретации общей теории относительности. Эта терминология была вдохновлена джиннами из Корана, которые, согласно описаниям, не оставляют следов при исчезновении. Лосев и Новиков допустили использование термина «джинны» для обозначения как объектов, так и информации с рефлексивным происхождением; первые были названы «джиннами первого рода», а вторые – «джиннами второго рода». Это выражает одну из точек зрения на то, как путешествия во времени в прошлое могли бы быть возможны без возникновения парадоксов. Согласно этой гипотезе, хотя общая теория относительности допускает некоторые точные решения, позволяющие путешествовать во времени и содержащие замкнутые времениподобные кривые, ведущие обратно в одну и ту же точку пространства-времени, физика внутри или вблизи замкнутых времениподобных кривых (машин времени) может соответствовать только универсальным законам физики, и, следовательно, могут происходить только самосогласованные события. Любое действие путешественника во времени в прошлом должно было быть частью истории изначально, и путешественник во времени никогда не сможет предотвратить саму поездку в прошлое, поскольку это привело бы к противоречию. Авторы заключили, что путешествия во времени не обязательно должны приводить к неразрешимым парадоксам, независимо от типа объекта, отправленного в прошлое. Торн и два его студента из Калтеха, Фернандо Эчеверрия и Гуннар Клинкхаммер, нашли решение, избегающее каких-либо противоречий, и обнаружили, что существует более одного самосогласованного решения, с немного отличающимися углами скользящего удара в каждом случае. Последующий анализ Торна и Роберта Форварда показал, что для определенных начальных траекторий бильярдного шара может существовать бесконечное число самосогласованных решений. Отсутствие ограничений на начальные условия применимо только к пространству-времени за пределами области, нарушающей хронологию; ограничения в области, нарушающей хронологию, могут оказаться парадоксальными, но это пока не известно. Красников также не видит принципиальных недостатков в причинных петлях, но обнаруживает другие проблемы, связанные с путешествиями во времени в рамках общей теории относительности.

Параллельные вселенные

Подход взаимодействующих множественных вселенных является вариантом многомировой интерпретации квантовой механики, в котором путешественники во времени прибывают во вселенную, отличную от той, из которой они пришли; утверждается, что поскольку путешественники попадают в историю другой вселенной, а не в свою собственную, это не является "подлинным" путешествием во времени. Стивен Хокинг выдвинул гипотезу о защите хронологии, согласно которой, даже если многомировая интерпретация верна, мы должны ожидать, что каждый путешественник во времени будет переживать единую, самосогласованную историю, чтобы путешественники во времени оставались в своем мире, а не перемещались в другой. Дэвид Дойч предположил, что квантовые вычисления с отрицательной задержкой – путешествие во времени в прошлое – порождают только самосогласованные решения, а область нарушения хронологии накладывает ограничения, которые не очевидны при классическом рассуждении. Однако было показано, что условие самосогласованности Дойча может быть выполнено с произвольной точностью любой системой, подчиняющейся законам классической статистической механики, даже если она не состоит из квантовых систем. Аллен Эверетт также утверждал, что даже если подход Дойча верен, это подразумевает, что любой макроскопический объект, состоящий из множества частиц, будет расщепляться при путешествии во времени в прошлое, при этом разные частицы будут появляться в разных мирах.