Что такое парадокс убитого дедушки?

Парадокс убитого дедушки – это противоречивая ситуация, возникающая в некоторых сценариях путешествий во времени, которая иллюстрируется невозможным сценарием, в котором человек путешествует во времени только для того, чтобы убить своего дедушку (который больше не мог произвести его родителя и, следовательно, делает невозможным его появление на свет и событие убийства предка). Согласно Стэнфордской философской энциклопедии, этот парадокс иногда используется как аргумент против логической возможности путешествия назад во времени. Однако в рамках современной физики есть способы избежать этого парадокса, не отказываясь при этом от путешествий во времени. (1)

Объяснение парадокса убитого дедушки

Предположим, у вас есть машина времени, которая позволяет вам путешествовать в прошлое. Пока вы там, вы случайно убиваете одного из своих прародителей (бабушку или дедушку) – или любого другого прямого предка – до того, как у них появится потомство. Это изменило бы целую цепь будущих событий, включая ваше собственное рождение, которого больше не будет. Но если вы не родились в будущем, то вы не могли убить своего предка в прошлом – отсюда парадокс. Согласно Историческому словарю научной фантастики, этот сценарий стал популярным в научно-фантастических журналах 1920-х и 1930-х годов, а название «парадокс убитого дедушки» прочно вошло в обиход к 1950 году. (2)

На самом деле вам даже не нужно никого убивать; есть много других способов изменить историю, которые приведут к вашему будущему небытию. Возможно, самым известным примером является фильм «Назад в будущее», в котором путешествующий во времени главный герой непреднамеренно вбивает клин между своими родителями до того, как они поженились, а затем ему приходится лихорадочно работать, чтобы снова свести их вместе.

Возможен ли парадокс убитого дедушки?

Переходя от научной фантастики к научным фактам, одним человеком, который был в высшей степени компетентен, чтобы говорить о реалиях путешествий во времени, был покойный Стивен Хокинг, возможно, самый блестящий физик последнего времени. В 1999 году он прочитал лекцию об «искривлениях пространства и времени», в которой показал, как общая теория относительности Эйнштейна может сделать возможным путешествие во времени, искривляя пространство-время в обратном направлении. (3)

Одна теоретическая возможность, которая позволила бы путешествовать во времени (и, следовательно, возможность каким-то образом убить важного предка) – это особый вид червоточины. Среди наиболее драматических следствий общей теории относительности червоточины часто описываются как короткие пути между одной точкой пространства и другой. Но, как объяснил Хокинг в своей лекции, червоточина может вернуться к более раннему моменту времени – ситуация, технически известная как «замкнутая времениподобная кривая» (ЗВК).

Но если физика позволяет путешествовать во времени назад, разве парадокс убитого дедушки все еще не вызывает проблем? Хокинг предложил два возможных способа обойти парадокс в этом сценарии. Во-первых, это то, что он называл моделью «последовательных историй», в которой все время – прошлое, настоящее и будущее – жестко предопределено; таким образом, вы можете вернуться в более ранний момент времени только в том случае, если вы уже были там в своей собственной истории. По данным Австралийской радиовещательной корпорации, в этой модели «блочной вселенной», как ее иногда называют, можно путешествовать в прошлое, но это не изменит его. Если принять эту точку зрения, парадокс убитого дедушки никогда не возникнет. С другой стороны, со вторым вариантом Хокинга ситуация более тонкая. (4)

Парадокс убитого дедушки и параллельные миры

Этот второй подход к путешествию в прошлое обращается к квантовой физике, где событие может иметь несколько возможных исходов с разной вероятностью возникновения.

Как описано в Стэнфордской философской энциклопедии, «многомировая» интерпретация квантовой теории рассматривает все эти различные результаты как происходящие в разных «параллельных» временных линиях. С этой точки зрения, парадокс убитого дедушки может быть решен, если путешественник во времени начнет с линии времени, где его дедушка прожил достаточно долго, чтобы иметь детей, а затем, вернувшись назад и убив своего предка, продолжит движение по параллельной линии времени, в которой он никогда не родится. (В Стэнфордской энциклопедии более подробно рассматривается, почему вы не можете по своему желанию прыгать назад и вперед между параллельными линиями времени.) Как отметил Хокинг в своей лекции 1999 года, похоже, это неявное предположение, лежащее в основе научно-фантастических трактовок, как в фильме «Назад в будущее». (5, 6)

Когда этот фильм был снят в 1985 году, объяснение парадокса убитого дедушки «параллельным миром» было просто философской догадкой. Однако в 1991 году физик Дэвид Дойч поставил ее на более прочную основу, как сообщал в то время научно-популярный журнал New Scientist. Дойч показал, что, хотя параллельные линии времени обычно не способны взаимодействовать друг с другом, ситуация меняется вблизи замкнутой времениподобной кривой (ЗВК), когда червоточина изгибается сама по себе. Здесь, как и предполагали писатели-фантасты, разные временные линии могут пересекаться – так что, когда ЗВК возвращается в прошлое, это прошлое другой временной линии. Если это доказано, то вы действительно можете убить бабушку и дедушку в детстве, не уничтожая при этом себя, как это ни парадоксально. В таком случае ваш дед никогда бы не существовал только в одном параллельном мире. А вы, дед-убийца, существовали бы только в другом. (7)

Решен ли парадокс убитого дедушки?

Как бы удивительно это ни звучало, на самом деле существует некоторая экспериментальная поддержка решения Дойча парадокса убитого дедушки. В 2014 году команда из Квинслендского университета исследовала более простой сценарий путешествия во времени, который влек за собой аналогичный логический парадокс. Исследователи описали работу в своей статье, опубликованной в том же году в журнале Nature Communications. Идея заключалась в том, что субатомная частица должна была вернуться в прошлое, чтобы щелкнуть выключателем, который привел к ее созданию; если бы переключатель не был щелкнут, частица никогда бы не существовала. (8)

Ключевой особенностью теории Дойча является то, что различные вероятности должны быть самосогласованными. Например, в примере с исследованиями в Квинсленде, если существует вероятность 50:50, что частица отправится назад во времени, то также должна быть вероятность 50:50, что переключатель щелкнет, чтобы создать эту частицу. В отсутствие машины времени исследователи поставили эксперимент с парой фотонов, которые, как они утверждали, были логически эквивалентны одному фотону, путешествующему во времени, чтобы «создать» себя. Эксперимент прошел успешно, и его результаты подтвердили теорию Дойча.

Парадокс убитого дедушки и эффект бабочки

Убить дедушку, когда он был ребенком – верный способ гарантировать, что вы никогда не родитесь. Но есть и более тонкие возможности испортить временную линию. В достаточно сложной системе даже малейшее изменение может иметь серьезные долгосрочные последствия – как в случае с эффектом бабочки, когда взмах крыльев бабочки может в конечном итоге вызвать торнадо за тысячи километров. Писатель-фантаст Рэй Брэдбери создал аналог путешествия во времени в своем рассказе 1952 года «И грянул гром», который можно прочитать в Интернете в Интернет-архиве. Главный герой Брэдбери возвращается во времена динозавров, где он случайно наступает на бабочку, а затем возвращается в настоящее и обнаруживает, что общество изменилось до неузнаваемости. Легко представить, что, если бы социальные изменения были достаточно радикальными, путешественник во времени мог бы предотвратить собственное рождение так же уверенно, как если бы он убил дедушку и бабушку.

Но так ли это на самом деле, если использовать квантовый подход к парадоксу убитого дедушки? Недавняя работа в Лос-Аламосской национальной лаборатории показывает, что ход истории более устойчив, чем можно было бы предположить по эффекту бабочки. Исследователи использовали квантовый компьютер для имитации путешествия во времени в прошлое, где часть информации была преднамеренно повреждена – вычислительный эквивалент наступания на бабочку юрского периода. Но в отличие от истории Брэдбери эффект домино в «настоящем» компьютерной симуляции оказался относительно небольшим и незначительным. Это, конечно, отличная новость для потенциальных путешественников во времени. Пока вы воздерживаетесь от вопиюще глупых поступков, таких как убийство прямого предка, можно вернуться в прошлое без каких-либо парадоксальных последствий. (9)

Live Science