Мартин Гарднер - Путешествие во времени

Гарднер Мартин

Путешествие во времени

Мартин Гарднер

ПУТЕШЕСТВИЕ ВО ВРЕМЕНИ

- Но это же противоречит здравому смыслу, заметил Филби.

- А что такое здравый смысл? спросил Путешественник во Времени.

Признанный шедевр научной фантастики, небольшой рассказ Герберта Уэллса "Машина времени" - не первое литературное произведение о путешествии во времени. Это отличие принадлежит "Часам, которые шли назад" действительно пионерской, но весьма посредственной новелле редактора нью-йоркского журнала Sun Эдварда П. Митчелла. Она была опубликована без указания автора в номере от 18 сентября 1881 г., за семь лет до того, как Уэллс (которому тогда исполнилось только 22 года) написал первый вариант своего знаменитого рассказа.

Новеллу Митчелла забыли так быстро, что даже всеведущие знатоки научной фантастики не знали о ее существовании до тех пор, пока Сэм Московитц не перепечатал ее в своей антологии произведений Митчелла "Хрустальный человек" (1973). Никто не обратил внимания и на фантастику Уэллса, когда она в 1888 г. выходила отдельными выпусками в The Science School Journal под устрашающим названием "Хроника аргонавтов". Сам Уэллс так стыдился этого неуклюже написанного произведения, что прервал его публикацию после трех выпусков и впоследствии уничтожал все экземпляры, какие только ему попадались. Полностью переписанная заново "История Путешественника во Времени" начала выходить в журнале The New Review в 1894 г.

Книжное издание, выпущенное в 1895 г., принесло Уэллсу мгновенное признание.

Одна из замечательных особенностей рассказа Уэллса - введение, в котором Путешественник во Времени (имя его в рассказе не упоминается, но в первом варианте Уэллс назвал его доктором Небо - гипфелем) объясняет теоретические основы своего изобретения. Время - это четвертое измерение. Мгновенный куб не может существовать. Тот куб, который мы видим, есть не что иное, как соответствующее текущему моменту времени сечение некоторого "фиксированного и неизменного" четырехмерного куба, обладающего длиной, шириной, высотой и продолжительностью. "Время ничем не отличается от любого из трех пространственных измерений, - сообщает Путешественник во Времени, кроме того, что наше сознание движется во времени". Если бы мы могли взглянуть на какого-нибудь человека извне нашего пространства-времени (а именно так взирают на людей и их историю этернали в романе Айзека Азимова "Конец вечности" или тралфамадорианцы в "Бойне номер пять" Курта Воннегута), то увидели бы одновременно прошлое, настоящее и будущее этого человека так же, как в трехмерном пространстве мы единым взглядом охватываем все части волнистой линии, проведенной на бумажной ленте пером самописца, повторяющего одномерные пространственные движения уровня ртути в барометре.

Читая рассуждения Путешественника во Времени сегодня, можно подумать, что Уэллс был знаком с великолепной работой Германа Минковского по обоснованию специальной теории относительности Эйнштейна. Линия, по которой ползает наше сознание, - это, конечно, наша "мировая линия" - линия, которую мы описываем в четырехмерном пространстве-времени Минковского, перемещаясь в трехмерном пространстве (не случайно Джордж Гамов назвал свою автобиографию "Моя мировая линия"). Но рассказ Уэллса появился в своем окончательном варианте за десять лет до того, как Эйнштейн опубликовал свою первую работу по теории относительности!

Когда Уэллс писал свой рассказ, он считал теории Путешественника во Времени несусветной наукообразной чепухой, которая понадобилась лишь для того, чтобы придать большее правдоподобие фантастическому замыслу. Но уже через несколько лет физики стали относиться к подобной "чепухе" со всей серьезностью. Понятие абсолютного космического времени с абсолютной одновременностью событий, происходящих в различных точках пространства, было изгнано из физики теорией относительности Эйнштейна. Все современные физики сходятся во мнении, что если бы астронавт отправился в полет к далекой звезде и обратно на космическом корабле, летящем со скоростью, близкой к скорости света, то теоретически такой астронавт мог бы заглянуть на тысячи лет в будущее Земли. Курт Гёдель построил вращающуюся космологическую модель, в которой в принципе можно отправиться в любую точку как в прошлом, так и в будущем мира, хотя путешествия в прошлое отмечаются как физически невозможные. В 1965 г. Ричард Фейнман был удостоен Нобелевской премии по физике за развитый им пространственно-временной подход в квантовой механике, в рамках которого античастицы рассматривались как частицы, двигающиеся вспять во времени - в прошлое.

На тему о путешествии во времени написаны сотни научно-фантастических произведений. Во многих из них поднимаются вопросы о времени и причинности - вопросы глубокие, хотя иногда они бывают облечены в занимательную форму. Приведем наиболее избитый пример. Предположим, что вы отправились в прошлый месяц и покончили с собой, выстрелив в голову. Отправляясь в путешествие, вы знаете, что ничего подобного не произошло. Но пусть даже вам удалось каким-то образом застрелиться по прибытии в прошлое. Как же тогда вы были живы через месяц после своей кончины и отправились в путешествие во времени? "Первая машина времени" Фредерика Брауна начинается с того, что доктор Грейнджер демонстрирует свою машину трем друзьям. Один из них с помощью машины отправляется на 60 лет назад и убивает там своего ненавистного дедушку, когда тот был еще юным мальчиком. История заканчивается через 60 лет, когда доктор Грейнджер демонстрирует свою машину времени двум друзьям.

Не следует думать, будто логические противоречия возникают только тогда, когда во времени путешествуют люди. Перенос во времени чего угодно может приводить к парадоксу. Намек на это имеется уже в рассказе Уэллса. Когда Путешественник во Времени отправляет в прошлое или будущее (куда именно, он не знает) небольшую модель своей машины, его гости высказывают два возражения. Если модель машины времени отправилась в будущее, то почему они не видят ее сейчас: ведь она должна двигаться по своей мировой линии вместе с ними? Если модель машины времени отправилась в прошлое, то почему они не видели ее до того, как Путешественник во Времени принес модель в комнату?

Один из гостей высказывает предположение о том, что модель становится невидимой, так как движется во времени слишком быстро, как невидимы спицы быстро вращающегося колеса. Но что произойдет, если движущийся во времени предмет перестанет двигаться? Если вы не помните, был ли куб на столе в понедельник, то каким образом вы могли бы во вторник вернуть куб на стол в понедельник? А если вы во вторник вздумаете отправиться в будущее и поставите куб на стол в среду, а затем вернетесь во вторник, то что произойдет в среду, если во вторник вы уничтожите куб?

В многочисленных научно-фантастических произведениях предметы, переносимые во времени то туда, то обратно, служат неисчерпаемым источником всякого рода недоразумений. Сэм Майнз однажды так кратко сформулировал сюжет своего рассказа "Найди скульптора": "Некий ученый строит машину времени и отправляется на ней в будущее. Там он обнаруживает памятник себе, сооруженный в ознаменование первого путешествия во времени. Забрав с собой статую, герой возвращается в свое собственное время и впоследствии сооружает памятник самому себе. Понимаете, в чем тут хитрость? Памятник должен быть установлен в собственном времени ученого с таким расчетом, чтобы, когда тот прибудет в будущее, памятник уже стоял на своем месте и ждал его. Ученый должен отправиться в будущее и привезти памятник назад, чтобы установить его в своем собственном времени. Какой-то части цикла здесь явно недостает. Когда же был изготовлен памятник?"

Великолепным примером того, как возникает парадокс, даже если назад во времени посылается всего лишь сигнал, может служить гипотеза о тахионах частицах, движущихся быстрее света (такие частицы могли бы существовать). Теория относительности не оставляет другого выхода, кроме как признать, что любой объект, движущийся быстрее света, движется назад во времени. Это обстоятельство вдохновило канадского ботаника А. Г. Реджинальда Баллера на создание следующего часто цитируемого шуточного стихотворения (так называемого лимерика):

Шустрая мисс Антуанетт

Носилась по свету быстрее, чем свет.

Ей в завтра хотелось попасть,

Да все втуне:

Умчится теперь, прилетит накануне!

Тахионы, если существуют, не могут быть использованы для передачи сигналов. Дж. Бенфорд, Д. Бук и У. Ньюкомб (парадоксу Ньюкомба посвящены две последние главы в моей книге "Завязанные узлом бублики и другие математические забавы"*) упрекнули физиков, занимающихся исследованием тахионов, за то, что те упустили из виду это немаловажное обстоятельство. В своей статье "Тахионный антителефон" они обратили внимание на то, что некоторые методы поиска тахионов основаны на взаимодействиях, позволяющих теоретически осуществлять связь с помощью тахионов. Предположим, что физик Джонс на Земле связывается по тахионному антителефону с физиком Альфа в другой галактике. Оба собеседника принимают следующее соглашение. Как только Альфа получает сигнал от Джонса, он немедленно посылает ответный сигнал. Джонс обещает посылать сигнал Альфе в три часа по земному времени в том и только в том случае, если он не получит сигнал от Альфы к часу дня. Вам понятно, в чем здесь трудность? Оба сигнала распространяются назад во времени. Если Джонс посылает свой сигнал в три часа, то ответ Альфы мог дойти до него до часа дня. "Таким образом, - заключают свои рассуждения авторы, - обмен сигналами происходит в том и только в том случае, если он вообще не происходит... Подлинное... противоречие с принципом причинности". По мнению авторов, большие суммы денег уже были затрачены впустую на обнаружение тахионов методами, основанными на идее тахионной связи и потому заранее обреченными на провал.