Млечный Путь
Сверхновый литературный журнал


    Главная

    Архив

    Авторы

    Приложения

    Редакция

    Кабинет

    Стратегия

    Правила

    Уголек

    Конкурсы

    FAQ

    ЖЖ

    Рассылка

    Озон

    Приятели

    Каталог

    Контакты

Рейтинг@Mail.ru



 





 

Фредди  Ромм

Как сделать машину времени?

     Введение
    
     Идея машины времени - технического средства, позволяющего управляемое вхождение в разные моменты прошлого и будущего, - обычно приписывается знаменитому писателю-фантасту Герберту Уэллсу. Интересно, что эта идея - одна из немногих, принадлежащих Уэллсу, которые до сих пор не осуществлены - в отличие от теплового луча марсиан (лазер), космических полётов, ядовитых газов, невидимых объектов и т.д.
     В этой статье мы рассмотрим физические и философские аспекты проблемы переноса во времени. Учитывая, что тему переносов во времени активно разрабатывают фантасты, мы уделим значительное внимание их исследованиям в этой области.
    
    
     Что такое машина времени?
    
     Прежде чем перейти непосредственно к теме, попробуем разобраться, что же такое машина времени (МВ). Вот какое определение даёт Википедия: "МВ - гипотетическое устройство для путешествий во времени". Казалось бы, определение понятное, под него как будто подходит вся известная фантастика, связанная с машиной времени. Только проблема: устройства для путешествия во времени отнюдь не являются фантастическими. Любое устройство "путешествует" во времени - хотя бы за счёт старения. И наши с Вами тела, уважаемый Читатель, тоже.
     По логике, речь должна идти не о всяком путешествии во времени, а о таком, которым управляет человек. Однако, не вдаваясь в медицинские подробности, отметим, что и старением своего тела человек может управлять. Поэтому ещё логичнее считать, что МВ позволяет обратимое управляемое путешествие во времени.
     Заметим теперь, что проблема перемещения во времени тесно связана с пространственными координатами. Например, если мы желаем сместиться по времени в 1900 год, то неясно, в какой точке пространства мы окажемся. Будет ли наше перемещение привязано к конкретной точке на поверхности Земного шара? Или - Солнечной системы? Или Млечного Пути? Или Вселенной? Не исключено, что есть ещё варианты (например, открытая модель Вселенной). Таким образом, говоря о перемещении во времени, мы должны учитывать также смещение в пространстве, как минимум за счёт естественного движения небесных тел. А потому корректнее говорить, что МВ позволяет обратимое управляемое путешествие в системе пространства-времени.
     А о чьём, собственно, путешествии речь? Нет путешествия без путешественника. Таким образом, наиболее правомерным представляется следующее определение:
     Машина Времени - это средство для управляемого обратимого перемещения наблюдателя в системе пространства-времени. Из этого определения мы и будем исходить в дальнейшем.
    
    
     МВ как физическая система
    
     Здесь и далее, мы будем подразумевать под МВ не только само устройство, но и Наблюдателя, который с его помощью обратимо перемещается в пространстве и времени.
     Прежде всего заметим, что МВ вступает в некоторое взаимодействие с окружающей средой, находящейся в ином времени (а также, вероятно, пространстве). Исходя из общей классификации физических систем, мы можем разделить такое взаимодействие на три вида:
     1) Вырожденный случай - изолированная МВ, которая не позволяет наблюдателю обмениваться с окружающей средой энергией (информацией, негэнтропией) и/или веществом. Практической значимости, вероятно, не имеет, так как нет смысла перемещаться во времени, лишая себя возможности хотя бы посмотреть вокруг. В дальнейшем изолированную МВ мы рассматривать не будем.
     2) Закрытая МВ (ЗМВ) - позволяет наблюдателю обмениваться с окружающей средой энергией (информацией, негэнтропией), но не веществом.
     3) Открытая МВ (ОМВ) позволяет наблюдателю обмениваться с окружающей средой как энергией (информацией, негэнтропией), так и веществом.
     Может показаться, что ОМВ имеет решающее преимущество перед ЗМВ. В действительности, однако, это не так. Маловероятно, что в глазах Наблюдателя молекула метана из юрского периода имеет преимущество перед такой же молекулой из нашего времени. За исключением чрезвычайно экзотических ситуаций, ОМВ имеет преимущество только в том случае, если она позволяет видимое нарушение закона сохранения вещества. Иначе ОМВ представляет собой, по сути, просто частный случай ЗМВ.
     Очевидно, что на перенос во времени требуется затратить некоторую энергию (негэнтропию) Е1. Допустим, что полезный эффект от использования МВ характеризуется энергией Е2. Тогда коэффициент полезного действия МВ можно определить как η= Е21. Исходя из того, что основные законы физики распространяются и на МВ, можно считать всегда η<1.
     А теперь посмотрим, что происходит, когда МВ уже попала в нужный фрагмент пространства-времени. Для удобства будем рассматривать такую ОМВ, которая позволяет без чрезмерных ограничений осуществлять переносы физических тел.
     Прежде всего, разумеется, Наблюдатель должен удостовериться, что не ошибся адресом. Как это сделать? Хорошо, если астрономы дали с собой Наблюдателю карты звёздного неба в момент прибытия и ночь безоблачная. Если всё совпадает с точностью до визуального наблюдения, можно считать приближённо, что акт прибытия удался. А если нет, то кто виноват - астрономы или оператор МВ?
     Ладно, допустим, карта звёздного неба совпала с тем, что видит Наблюдатель у себя над головой. Однако это, вообще говоря, чрезвычайно грубая оценка. Для корректной оценки, Наблюдателю следовало бы привезти с собой самые современные средства астрономического наблюдения, а также химического и радиационного контроля. Ясно, что возможности МВ едва ли позволят всё перечисленное. Поэтому самый вероятный благополучный результат оценки места и времени прибытия - как пишется в фантастике, "Кажется, я прибыл куда надо". К каким курьёзам это может привести на практике, мы рассмотрим ниже.
    
    
     Законы и катастрофы МВ
    
     Рассмотрим теперь основные законы физики, справедливые для МВ. Поскольку ОМВ в большей мере допускает формальное нарушение законов сохранение, будем анализировать ситуацию для неё.
     1. Закон сохранения энергии для ОМВ отличается от обычной формы только в том, что ОМВ может привносить / забирать некоторую энергию во времени. Если она приносит с собой энергию - допустим, в прошлое, - то в этот момент прошлого (t1) энергия системы (Вселенной) увеличивается на ту величину, которую приносит с собой ОМВ. С точки зрения стороннего наблюдателя, не связанного с МВ, энергия как бы взялась из ничего. После этого энергия сохраняется неизменной до того момента, когда МВ отправляется в прошлое(t2), унося с собой некоторое количество энергии. В этот момент энергия системы снижается до той величины, которая предшествовала t1. С точки зрения стороннего наблюдателя, в момент t2 энергия внезапно уменьшилась, ушла в никуда. Таким образом, ОМВ (и, разумеется, ЗМВ) позволяет формальное нарушение закона сохранения энергии, хотя фактически этот закон всё равно соблюдается (см. Рис. 1).
    
    
     Рис. 1. Видимое нарушение законов сохранения при функционировании ОМВ: временный скачкообразный рост параметра Р от Р1 до Р2, с последующим скачкообразным снижением его до исходной величины, при выведении порции Р в прошлое - из момента t2 в момент t1.
     2. Закон сохранения вещества. Всё то, что написано выше по поводу сохранения энергии, применимо к веществу, с одной оговоркой: видимое нарушение закона в данном случае возможно только для ОМВ.
     Подобным же образом можно использовать ОМВ для формального (т.е. с точки зрения стороннего наблюдателя) нарушения законов сохранения импульса, момента импульса, заряда и т.д. Как и прежде, ни один из этих законов не нарушается де-факто.
     3. Событийность. Фантастическая литература выдвинула термин для обозначения возможного нарушения причинно-следственных связей: хроноклазм (Х). Х возможен как для прошлого, так и для будущего.
     Классический Х для прошлого - "убийство себя в прошлом". Разумеется, если некто отправляется в прошлое на несколько часов назад и убивает себя, то он лишает себя же возможности отправиться в прошлое, а значит, убийство не состоится.
     Х для будущего выглядит несколько иначе: Наблюдатель может посмотреть картину своей смерти и принять меры по её предотвращению. Поскольку он предотвратит этот вариант смерти, МВ не сможет показать его.
     А теперь заметим, что оба варианта Х действуют только на малых временных промежутках. Вспомним рассказ Брэдбери "И грянул гром": человек, попавший в юрский период, нечаянно раздавил бабочку, её не смогла съесть некая птица, эта птица умерла от голода и т.д. В этом "эффекте бабочки" порочен уже старт: если птица не съела данную бабочку, могла съесть другую. Проблема возникает только в том случае, если эта бабочка единственная (т.е. происходит некая природная катастрофа). Таким образом, "эффект бабочки" почти никогда не срабатывает, и напротив, начинает работать эффект забывания системой начальных условий. Если некто удалился в юрский период и убил там своего далёкого предка, это не значит, что указанный некто уничтожил всех своих предков, происшедших от убитого. Убитого предка заменит кто-то другой. Единственное - возникнет некоторое изменение генного набора, но чем дальше во времени гибель предка, тем менее значительно это изменение. Если оно по своему уровню сравнимо с естественной мутацией, указанный некто вполне может появиться на свет даже без заметных изменений, несмотря на то, что один его предок сменился другим.
     Похожая ситуация в будущем: знать события очень отдалённого будущего практически бесполезно, эту информацию слишком трудно применить, а значит, и Х в случае применения МВ в далёком будущем практически невозможен.
    
    
     Возможна ли МВ в принципе?
    
     Выше мы рассмотрели определение МВ и важнейшие ограничения на её функционирование. Уместен вопрос: не исследуем ли мы воздушный замок, возможно ли вообще создать МВ?
     А почему, собственно, нет? Не существует однозначного физического запрета на перенос во времени. Из всех известных физических законов, только Второй Закон Термодинамики (о не-убывании энтропии в изолированной системе) вводит необратимость физических процессов. Однако этот закон является статистическим, а значит, всегда существует ненулевая вероятность "обратного хода времени". Разумеется, поскольку такая вероятность весьма мала, то возможно говорить о перемещении во времени лишь для малых частей системы - то, что в художественной литературе соответствует понятиям "коридор времени", "темпоральный туннель" и т.д. В этом случае, энтропия системы в целом может не убывать, а значит, никакого нарушения Второго Закона Термодинамики не обнаружится.
     Существует, однако, гипотетическая ситуация, при которой возможно и уменьшение энтропии в системе Вселенной в целом. Речь идёт о модели коллапса (пульсирования) Вселенной. Если такой коллапс, с превращением Вселенной в сингулярность, которая впоследствии претерпит новый Большой Взрыв, вообще возможен, возникает вопрос: как будет вести себя при этом энтропия? Будет ли она бесконечно расти по мере пульсирования Вселенной, или же коллапсу соответствует падение энтропии? Первое предположение противоречит логике (ведь другие параметры, кроме энтропии, меняются циклически!), а второе - Второму Закону Термодинамики. Согласимся, что логика стоит выше. Но если так, то Второй Закон Термодинамики является частным, а не общим. И если он может превращаться в свою противоположность во время коллапса Вселенной, то почему отдельные, локальные, видимые нарушения этого закона невозможны без общего коллапса?
     Впрочем, гипотеза о возможности коллапса Вселенной - это всего лишь гипотеза. Нельзя исключать, что Вселенная, однажды возникнув, будет расширяться всегда. Правда, само по себе это не исключает локального снижения энтропии - разумеется, за счёт совершения некоторой работы Наблюдателем. В этом случае, управление процессами перемещения достигалось бы за счёт затрачивания энергии на уменьшение локальной энтропии внутри "коридора времени". За счёт этого же фактора стало бы возможным переносить внутри "коридора" информацию, а значит, и физические тела. Иначе говоря: если возможен коллапс Вселенной, то МВ безусловно возможна, а если коллапс Вселенной исключён, то МВ не исключается (хотя её осуществимость неочевидна).
    
    
     Машины времени вокруг нас
    
     А теперь рассмотрим совершенно безумное на вид утверждение: МВ уже создана, мы просто пока не сознаём это. Обратимся снова к определению МВ:
     Машина Времени - это средство для управляемого обратимого перемещения наблюдателя в системе пространства-времени.
     А теперь заметим, что результатом такого перемещения может быть либо видимое нарушение одного из законов сохранения, либо просто получение информации о прошлом или будущем. Второе вполне возможно уже сегодня, благодаря теоретическим методам современной науки, которые позволяют экстраполировать собранную информацию о настоящем моменте как на прошлое, так и на будущее. Простейший вариант - временно-диссипативная система, например, сосуд, в котором протекает реакция Белоусова -- Жаботинского. Мы без труда можем получить исчерпывающие сведения о состоянии такой системы в любой момент будущего. Чем не машина времени?
     Возможен и другой пример: обычные раскопки, при которых возникает своеобразная смычка настоящего времени с прошлым. Конечно, группа работяг с мотыгами изрядно отличается от эффектных агрегатов, с которыми имеет дело фантастика машины времени, но по существу-то какая разница? Как в известном анекдоте: "Вам надо шашечки или ехать?"
     Мне могут возразить, что в обоих случаях окружающая среда слишком отличается от той, которая должна быть в прошлом или будущем. Однако, как мы отметили выше, нормальная погрешность при наблюдении окружающей среды в случае применения канонической МВ тоже будет весьма значительна. Где та граница, которая отделяет МВ от других технических решений тех же задач?
     Итак, самые примитивные виды МВ уже созданы, и речь идёт не об изобретении велосипеда, а о его совершенствовании. Именно в этом смысле мы будем говорить ниже о создании МВ.
    
    
     А зачем она нужна?
    
     С разрешения Читателя, поставим телегу впереди лошади и зададимся вопросом: как мы будем использовать МВ, если вдруг создадим её? Строго говоря, этот вопрос станет актуален в тот момент, когда МВ появится. Но с другой стороны - кто же станет разрабатывать то, что непонятно как использовать?
     Итак, допустим, МВ создана. Её можно использовать для операций, формально нарушающих законы сохранения, либо просто для сбора информации. На оба вида работы накладываются ограничения, прежде всего, запреты на хроноклазмы. Это делает проблематичным получение информации, имеющей наибольшую практическую важность.
     Но, может быть, удастся переносить из прошлого или будущего какие-нибудь полезные предметы? Это не исключено, но опять же - наиболее значительные, с практической точки зрения, вещи подпадают под ограничения, связанные с хроноклазмами. Получается, что самые очевидные приложения МВ, связанные с получением новой информации и материалов, могут быть практически малоинтересны.
     Правда, мы не затронули один специфический аспект возможного использования МВ: перенос живой материи. Что мешает, к примеру, перенести в настоящее живые яйца динозавров? Практически важная информация, которую можно получить таким способом, минимальна - о динозаврах мы знаем если не всё, то очень многое. А восстановление погибших видов, хотя не вызывает хроноклазмы, очень полезно с экологической точки зрения.
     Но если так, то почему не использовать МВ и для улучшения человеческого генофонда? Попытаться вернуть тех, кто сгорел в мировых войнах, на кострах инквизиции. Видимого повода для хроноклазма в этом нет, но такое решение было бы спасением для современной цивилизации, страдающей от истощения генофонда тех народов, которые вносят основной вклад в мировую экономику и культуру. Разумеется, спасать следует не кого попало, а тех людей, которые могут считаться невинными с нашей точки зрения, в первую очередь детей и молодёжь, особенно молодых женщин.
     Итак, если бы МВ была создана сегодня, то наиболее ценным её приложением стало бы спасение от гибели невинных жертв исторической несправедливости.
    
    
     Что нам мешает её создать?
    
     Как мы отметили выше, из всех известных физических законов, только Второй Закон Термодинамики (ВЗТ) вводит необратимость физических процессов, а значит, с физической точки зрения, других ограничений нет. Что же касается этого закона, то выше мы проанализировали разные аспекты, связанные с возможным преодолением необратимости без нарушения ВЗТ. В принципе, обратить время не труднее, чем осуществить любой другой процесс, связанный с локальным уменьшением энтропии (за счёт выполнения полезной работы).
     Однако, помимо чисто физических, существуют и натурфилософские ограничения на управление временем. Здесь и далее, мы основываемся на книге (Ф.Ромм. Философия Диалектического Дуализма и Вечные Вопросы Бытия. Хайфа, 1998). Дело в том, что, помимо физического параметра необратимости процессов (энтропии), существуют чисто субъективные ограничения, связанные с нашим восприятием окружающего мира. Каждый из нас фиксирует определённую необратимость в себе и окружающей среде. Но, как и в физике, эта необратимость является относительной, а не абсолютной. Что раньше: зима или лето? В каком возрасте появляются морщины? Вот примеры, показывающие, что привязать необратимость событий к какому-либо чёткому внешнему критерию слишком трудно. Основываться на календарях? Все мы помним "Кризис-2000", когда компьютерный год вдруг превратился из 99 в нуль. Тем труднее привязаться к датам биографии какого-либо отдельного человека. Фактически, единственным надёжным критерием необратимости следует считать причинно-следственную связь событий, которая далеко не всегда очевидна.
     Заметим, что наше взаимодействие с окружающим миром связано с двумя базовыми признаками, по которым мы различаем события: 1) мы практически всегда можем отличить то, что происходит вне нас (объективное), от того, что для нас является внутренним (субъективным), и 2) мы всегда можем различить объекты исчисляемые (штучные) от неисчисляемых (измеряемых). Таким образом, мы получаем 2 фактора различения благодаря дуальности объективного и субъективного, и ещё 2 - благодаря дуальности исчисляемого и неисчисляемого, итого (2 х 2) - 4 фактических параметра различения. Они соответствуют четырём пространственно-временным координатам, из которых одна (время) соответствует различению необратимости, одна пространственная ("высота") - выделению фактора локального поля (например, гравитации), а две другие ("длина" и "ширина") эквивалентны. Указанные соображения иллюстрируются ниже на Рис. 2 и Рис. 3.
    
    
     Рис. 2. Предлагаемая структура наблюдаемой реальности
    
    
     Рис. 3. Предлагаемая иерархия наблюдаемой реальности
    
     Итак, четыре параметра различения - это минимум пространственно-временной координатной системы, доступный обычному человеку. А как быть с максимумом? В обычных условиях - никак: например, отсутствие сенсоров прямого восприятия поля лишает нас возможности различения заряда (массы) и поля. Но ведь техника иногда может различать заряд и поле - прежде всего, речь идёт об электрических приборах! Значит, многие приборы существуют не в четырёх-, а в восьмимерной пространственно-временной координатной системе! В этой восьмимерной координатной системе одна из координат соответствует причинно-следственной необратимости (время для восьмимерной координатной системы), одна - восьмимерной высоте, ещё четыре - "восьмимерная длина и ширина" (впрочем, возможно, что они эквивалентны только попарно), и появляются две координаты, по своему смыслу промежуточные между обычным временем и обычным пространством. По-видимому, они и открывают путь для "коридоров времени".
     И ведь это - то, что находится рядом с нами! Обычная лампочка накала лучше нас знает, как проникнуть в прошлое! Но разве она скажет?
    
    
     Как сделать первый шаг к МВ?
    
     Где же находится та волшебная дверь в темпоральные перемещения, для которой нужно подобрать золотой ключик? Для автора практически несомненно, что один из путей - это более тщательное исследование особенностей второго закона термодинамики: "Тот, кто нам мешает, тот нам - поможет!" Полезно было бы, в частности, провести измерения обычных электромагнитных излучений в зоне, прилегающей к реакторам, в которых проводятся интенсивные процессы, сопровождающиеся быстрым ростом энтропии. Результаты таких измерений могут оказаться весьма неожиданными, а точнее - по мнению автора настоящей статьи, будут обнаружены специфические излучения. Дальше - проверить влияние таких же излучений на ход необратимых процессов. А потом…
     Увы, пока преждевременно гадать, что делать потом. Давайте начнём с малого. Итак - на повестке дня ревизия Второго Закона Термодинамики. Посмотрим, к чему она приведёт.
    Поставьте оценку: 
Комментарии: 
Ваше имя: 
Ваш e-mail: 

     Проголосовало: 144      Средняя оценка: 1.5