Детерминизм квантовой теории подобнодетерминизму классической физики действует как вперед, так и назад во времени. Изсостояния совместного набора снимков лорлов и решек при более позднихпоказаниях часов нарисунке 11.7 полностью определяется состояние вращения при более ранних показанияхчасов, и наоборот. Тем не менее, с точки зрения любого наблюдателя, информациятеряется в процессе подбрасывания монетки. Поскольку, где бы не находилсянаблюдатель, получающий впечатление состояния вращения монетки, конечноесовместное состояниелорлов и решек не соответствует любому возможному впечатлению наблюдателя.Следовательно, наблюдатель при более ранних показаниях часов может наблюдать замонеткой и предсказать ее будущее состояние, а также последующие субъективныевероятности. Но ниодна из более поздних копий наблюдателя не может наблюдать информацию, необходимую длявосстановления состояния вращения, поскольку эта информация к тому времени распределяется междудвумя типами вселенных, что делает невозможным восстановление, исходя из конечного состояниямонетки. Например, если мы знаем только то, что монетка упала лорлом, занесколько секунд до этого могло наблюдаться состояние, которое я назвал вращением, или монеткамогла вращаться впротивоположном направлении, или все время лежать лорлом. В данном случае несуществует возможности восстановления, даже вероятностного восстановления.Более раннее состояние монетки определяется не просто более поздним состоянием снимков лорла,а совместным состоянием снимков лорла и решки.
Рис. 11.8.Последовательность снимков с увеличением времени не обязательно являетсяпространством-временем |
юбая горизонтальная линия, проведенная порисунку 11.7, проходит через последовательность снимков с увеличением показанийчасов. Можетвозникнуть соблазн думать о такой линии — как та, которая показана на рисунке 11.8,— как опространстве-времени, а о всей диаграмме как о пачке пространств-времен, поодному на каждую подобную линию. Из рисунка 11.8 мы можем вывести, что происходит влпространстве-времени, определенном горизонтальной линией. В течение какого-то периода временионо содержит вращающуюся монетку. Затем, в течение следующего периода оносодержит монетку, которая движется так, что можно предсказать, что она упадетлорлом. Однакопозднее, напротив, оно содержит монетку, которая движется так, что можнопредсказать, что она упадет решкой, и, в конце концов, она действительнопадает решкой. Однако это всего лишь недостаток диаграммы, как я уже указал вглаве 9 (см. рисунок 9.4, стр. 215). В этом случае законы квантовой механикипредсказывают, что ни один наблюдатель, который помнит, что видел монетку всостоянии предсказуемого появления орла не может увидеть ее в состояниилрешки: это и оправдывает то, что, прежде всего, мы называем этосостояние предсказуемым появлением орла. Следовательно, ни одиннаблюдатель вмультиверсе не узнал бы события в таком виде, в каком они происходят влпространстве-времени, определенном линией. Все это подтверждает то, что мы неможем склеить снимки произвольно, мы можем склеить их только так, чтобыотразить отношения между ними, определяемые законами физики. Снимки, расположенные вдольлинии на рисунке11.8, недостаточно взаимосвязаны, чтобы оправдать их объединение в однувселенную. Вероятно, они появляются в порядке увеличения показаний часов,которые в пространстве-времени были бы временной печатью, достаточной для повторной сборкипространства-времени. Но в мультиверсе слишком много снимков, чтобы толькопоказания часов моглиразместить один снимок относительно других. Чтобы сделать это, нам необходиморассмотреть сложную деталь: какие снимки определяют какие.
В физике пространства-времени любой снимокопределяется любымдругим. Как я уже сказал, в мультиверсе, в общем случае, это не так. Обычносостояние одной группы идентичных снимков (например, тех, в которых монеткалвращается) определяет состояние равного количества различных снимков(например, снимков лорла и решки). Из-за свойства обратимости времени,присущего законам квантовой физики, общее, многозначное состояние последнейгруппы такжеопределяет состояниепервой. Однако в некоторых областях мультиверса и в некоторых областяхпространства снимки некоторых физических объектов на некоторое времясоставляются в цепочки, каждое звено которых определяет все остальные в хорошемприближении. Стандартным примером могла бы стать последовательность снимковсолнечной системы. В таких областях законы классической физики являютсяхорошим приближениемквантовых законов. В таких областях и местах мультиверс действительно выглядиткак на рисунке 11.6, в виде набора пространств-времен, и на таком уровне приближения квантоваяконцепция времени сводится к классической. Можно выявить приблизительную разницу междулразличными временами и различными вселенными, а время — это приблизительнопоследовательность моментов. Но это приближение никогда не выдерживает более детальногоисследования снимков, взгляда далеко вперед или далеко назад во времени, или взгляда далеко вмультиверс.
Все экспериментальные результаты, которымимы располагаем в настоящее время, совместимы с тем приближением, что время— этопоследовательность моментов. Мы не ожидаем, что это приближение не выдержит какого-нибудьпредсказуемого земного эксперимента, однако теория говорит нам, что оно должно сильно пострадать вопределенных видах физических процессов. Первый — это начало вселенной, Большой Взрыв. Всоответствии с классической физикой время началось в тот момент, когдапространство было бесконечно плотным и занимало только одну точку, а до этогомоментов не было. В соответствии с квантовой физикой (насколько нам известно) снимки,очень близкие к Большому Взрыву не расположены в каком-либоопределенном порядке.Свойство времени как последовательности начинается не при Большом Взрыве, анесколько позднее. В природе вещей не имеет смысла спрашивать, насколькопозднее. Но мы можем сказать, что самые ранние моменты, которые, в хорошемприближении, являются последовательными, имели место грубо, в соответствии сэкстраполяциейклассической физики, через 10-43 секунд (время Планка) после Большого Взрыва.
Второй и очень похожий вид провалапоследовательности времени, видимо, произойдет внутри черных дыр и при конечном повторномразрушении вселенной (Большом Сжатии), если таковое произойдет. В обоихслучаях материя сожмется до бесконечной плотности в соответствии с классической физикой,как при Большом Взрыве, и результирующие гравитационные силы разорвут структурупространства-времени.
Кстати, если вам когда-либо было интересно,что происходило до Большого Взрыва или что произойдет после Большого Сжатия,сейчас вы можете утратить этот интерес. Почему сложно принять, что до БольшогоВзрыва не было, а после Большого Сжатия не будет моментов, так что там ничего непроисходит или не существует Потому что трудно представить, что времяостанавливается или запускается. Но ведь время не должно останавливаться илизапускаться, поскольку оно не движется вообще. Мультиверс не начинаетсуществовать или не прекращает существовать: эти термины предполагают потоквремени. Только представление потока времени заставляет нас интересоваться, чтобыло до или что будет после всей реальности.
В-третьих, считается, что всубмикроскопическом масштабе квантовые эффекты снова деформируют и разорвут структурупространства-времени,и что такие замкнутые циклы времени — в действительности, крохотные машины времени,— существуют в этоммасштабе. Как мы увидим в следующей главе, провал последовательностивремени такого родатакже физически возможен в большом масштабе, и вопрос о том, произойдет ли онвблизи таких объектов, как вращающиеся черные дыры, остаетсяоткрытым.
Таким образом, хотя мы и не можем ещеобнаружить ни один из этих эффектов, наши лучшие теории уже говорят нам, чтофизикапространства-времени ни в коем случае не является точным описанием реальности. Каким быхорошим ни было приближение, в реальности время должно быть фундаментально отличным от линейнойпоследовательности, предлагаемой здравым смыслом. Тем не менее, все вмультиверсе определяется почти так же жестко, как и в классическом пространстве-времени. Уберитеодин снимок, и оставшиеся точно определят его. Уберите большую часть снимков, и оставшеесяменьшинствопо-прежнему может определить все, что убрано, так же, как оно делает это впространстве-времени. Разница заключается только в том, что, в отличие отпространства-времени, мультиверс не состоит из взаимно определяющих слоев,которые я назвал суперснимками и которые можно было бы считать моментамимультиверса. Это сложная многомерная мозаика.
В этой мозаичной вселенной, которая нисостоит из последовательности моментов, ни разрешает потока времени, обыденная концепцияПричины и следствия имеет совершенный смысл. Проблема причинно-следственногоотношения, обнаруженная нами в пространстве-времени, Заключалась в том, что этоотношение является свойством не только самих причин и следствий, но и ихвариантов. Поскольку этиварианты существовали только в нашем воображении, а не в пространстве-времени,мы столкнулись с физической бессмысленностью делать реальные выводы из воображаемыхсвойств несуществующих (лпротиворечащих фактам) физических процессов. Однако в мультиверсевариантыдействительно существуют в различных соотношениях, и они подчиняются определеннымдетерминистическим законам. Если известны эти законы, объективным фактомявляется то, какие события имеют значение для того, чтобы произошли какие-тодругие события. Допустим, что существует группа снимков, не обязательно идентичных, нообладающих свойством X. Допустим, что если известно о существовании этой группы, законы физикиопределяют, что существует другая группа снимков со свойством Y. Таким образом,удовлетворяется одноиз условий того, чтобы Х стал причиной Y. Другое условие должно быть связано свариантами. Рассмотрим варианты первой группы, не имеющие свойства X. Если,исходя из существования этих вариантов, все равно можно определитьсуществование некоторых снимков Y, то Х не является причиной Y, поскольку Yпроизошел бы даже при отсутствии X. Но если, исходя из группы вариантов не-Х, определяетсятолько существование вариантов не-Y, тогда Х является причиной Y.
В этом определении причины и следствия нетничего, что логическитребует предшествования причины следствиям, и возможно, в очень экзотическихситуациях, например, очень близких к Большому Взрыву или внутри черных дыр,этого предшествования не существует. Однако в повседневном опыте причинывсегда предшествуют своим следствиям, и так происходит потому, что — по крайней мере, вблизи от нас вмультиверсе —количество различных видов снимков стремится быстро расти со временем, и врядли когда-либо уменьшается. Это свойство связано со вторым законом термодинамики, который гласит, чтоупорядоченную энергию, например, химическую или скрытую гравитационную энергию, можно полностьюпреобразовать в беспорядочную энергию, например, тепло, но не наоборот. Тепло— этобеспорядочноедвижение на микроскопическом уровне. На языке мультиверса это означаетмножество состояний движения, различных на микроскопическом уровне в различныхвселенных. Например, на последовательных снимках монеты при обычномувеличении кажется, что процесс остановки монеты преобразует группу идентичныхснимков предсказуемого появления орла в группу идентичных снимков лорла. Но вовремя этого процесса энергия движения монеты превращается в тепло, так что придостаточно большом увеличении, таком, что можно увидеть отдельные молекулы, снимки впоследней группе уже не будут идентичными. Они все показывают, что монета лежитлорлом, но ее молекулы, а также молекулы окружающего воздуха и поверхности,на которой лежит монета, они показывают во множестве различныхконфигурации. Вероятно, снимки изначально предсказуемого появления орлана микроскопическом уровне тоже не являются идентичными, потому что наних тоже присутствует некоторое количество тепла, но производство тепла в самомпроцессе означает, что эти снимки гораздо до меньше отличаются друг от друга,чем последние. Таким образом, каждая однородная группа снимков слпредсказуемым появлением орла определяет существование — а следовательно, становитсяпричиной — огромногоколичества снимков лорла, отличающихся на микроскопическом уровне. Но ни один снимокорла сам по себе не определяет существование каких-либо снимков предсказуемогопоявления орла, а потому не является их причиной.
Превращение относительно любого наблюдателявозможностей в действительность - открытого будущего в неизменное прошлое— также имеет смысл вэтих рамках. Снова рассмотрим пример с подбрасыванием монетки. До того, какмонетку подбросят, с точки зрения наблюдателя будущее открыто в том смысле, чтонаблюдатель все еще может увидеть любой результат: лорла или решку. С точкизрения этого наблюдателя оба результата являются возможностями, хотяобъективно они обаявляются действительностью. После того, как монетка упала, копии наблюдателяразделились на две группы. Каждый наблюдатель видел и помнит только одинрезультат подбрасывания монетки. Таким образом, результат, как только он попалв прошлое наблюдателя, стал однозначным и действительным для каждой копиинаблюдателя, даже несмотря на то, что с перспективы мультиверса, он осталсятаким же двузначным, каким был всегда.
Pages: | 1 | ... | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | ... | 58 | Книги по разным темам