Часавы парадокс

Прычынна-выніковая пятля — парадокс падарожжа ў часе, які ўзьнікае, калі будучая падзея зьяўляецца прычынай мінулай падзеі, якая, у сваю чаргу, зьяўляецца прычынай будучай падзеі. Абедзьве падзеі існуюць у прасторы-часе, але іх паходжаньне немагчыма вызначыць. Прычынна-выніковая пятля можа ўключаць у сябе падзею, чалавека або абʼект, або інфармацыю^[1][3]. Тэрміны парадокс бутстрапа, парадокс прадвызначэньня або анталягічны парадокс часам выкарыстоўваюцца ў мастацкай літаратуры для абазначэньня прычынна-выніковай пятлі^[4][5].

Парадокс кансістэнцыі або парадокс забітага дзядулі ўзьнікае, калі мінулае якім-небудзь чынам зьмяняецца, што стварае супярэчнасьць. Распаўсюджаным прыкладам зьяўляецца падарожжа ў мінулае і ўмяшаньне ў канцэпцыю сваіх продкаў (напрыклад, папярэднюю сьмерць бацькоў), што ўплывае на канцэпцыю самога сябе. Калі б падарожнік у часе не нарадзіліся, то яны не маглі б зьдзейсьніць такі ўчынак. Такім чынам продак жыве да нашчадкаў наступнага пакаленьня продка падарожніка ў часе і, у рэшце рэшт, падарожніка ў часе. Такім чынам, няма прадказанага выніку гэтага^[3]. Парадоксы пасьлядоўнасьці ўзьнікаюць заўсёды, калі магчыма зьмяніць мінулае^[1].

Магчымае рашэньне заключаецца ў тым, што падарожнік у часе можа зрабіць усё, што адбылося, але ня можа зрабіць анічога, чаго не адбылося. Калі ён зробіць тое, чаго не адбылося, то зьявіцца супярэчнасьць^[3]. Гэта называецца прынцыпам самаузгодненасьці Новікава.

Парадокс Фэрмі можа быць прыстасаваны для падарожжаў у часе й сфармуляваны:

«Калі б падарожжа ў часе было магчымым, дзе ўсе госьці з будучыні?»

Адказы варʼіруюцца: ад немагчымасьці падарожжа ў часе да магчымасьці таго, што госьці з будучыні ня могуць дабрацца да адвольнага пункту мінулага, або што яны маскуюцца, каб пазьбегнуць выяўленьня^[6].

Парадокс Ньюкомба — гэта разумовы экспэрымэнт, які паказвае відавочную супярэчнасьць паміж прынцыпам чаканай карыснасьці й прынцыпам стратэгічнага дамінаваньня^[7]. Мысьленны экспэрымэнт часта пашыраюць, каб дасьледаваць прычыннасьць і свабоду волі, дапускаючы «ідэальныя прадказальнікі»: калі існуюць ідэальныя прадказальнікі будучыні, напрыклад, калі існуе падарожжа ў часе як мэханізм для стварэньня ідэальных прагнозаў, то ідэальныя прагнозы, здаецца, супярэчаць свабодзе волі таму што рашэньні, відавочна, прынятыя па волі, ужо вядомыя ідэальнаму прадказальніку^[8][9].

Нават ня ведаючы, ці магчыма падарожжа ў часе ў мінулае фізычна, можна паказаць з дапамогай мадальнае лёгікі, што зьмяненьне мінулага прыводзіць да лягічнае супярэчнасьці. Калі гэта абавязкова праўда, што мінулае адбылося пэўным чынам, то гэта ілжыва й немагчыма, каб мінулае адбылося іншым спосабам. Падарожнік у часе ня змог бы зьмяніць мінулае й прывесьці яго да стану, які не адпавядае ягонаму стану цяпер; падарожнікі ў часе будуць дзейнічаць толькі такім чынам, які ўжо адпавядае таму, што абавязкова адбылося^[10][11].

Разгляд парадоксу забітага дзядулі прывёў некаторых да думкі, што падарожжа ў часе па сваёй прыродзе парадаксальна й таму лягічна немагчыма. Напрыклад, філёзаф Брэдлі Доўдэн прывёў такі аргумэнт у падручніку «Лягічныя разважаньні», сьцьвярджаючы, што магчымасьць стварэньня супярэчнасьці цалкам выключае падарожжа ў часе ў мінулае. Аднак некаторыя філёзафы й навукоўцы лічаць, што падарожжа ў часе ў мінулае не павінна быць лягічна немагчымым пры ўмове, што няма магчымасьці зьмяніць мінулае^[12], як мяркуе, напрыклад, прынцып самаадпаведнасьці Новікава. Даўдэн перагледзеў свой пункт гледжаньня пасьля таго, як пераканаўся ў гэтым у размове зь філёзафам Норманам Сўорцам^[13].

Разгляд магчымасьці зваротнага падарожжа ў часе ў гіпатэтычным сусьвеце, апісаным мэтрыкай Гёдэля, прымусіў вядомага лёгіка Курта Гёдэля сьцьвярджаць, што сам час можа быць свайго роду ілюзіяй^[14][15]. Ён прапануе нешта накшталт блёкавага прагляду часу, у якім час зьяўляецца проста іншым вымярэньнем, як прастора, з усімі падзеямі ва ўсе часы, якія фіксуюцца ў гэтым чатырохмерным «блёку».

Некаторыя фізыкі, такія як Даніэль Грынбэргер^[16][17] і Дэвід Дойч, выказалі здагадку, што квантавая тэорыя дазваляе падарожнічаць у часе, калі мінулае павінна быць самазгодным. Дойч сьцьвярджае, што квантавае вылічэньне з адмоўнай затрымкай — падарожжа ў часе назад — стварае толькі самаузгодненыя рашэньні, а вобласьць, якая парушае храналёгію, накладвае абмежаваньні, якія не бачныя ў клясычных развагах^[18]. У 2014 годзе дасьледчыкі апублікавалі мадэляваньне, якое пацьвярджае мадэль Дойча з фатонамі^[19]. Дойч выкарыстоўвае тэрміналёгію «некалькіх сусьветаў» у сваёй працы, каб выказаць квантавыя зьявы, але адзначае, што гэтая тэрміналёгія нездавальняючая. Іншыя ўспрынялі гэта як азначаньне, што «нямецкае» падарожжа ў часе ўключае ў сябе падарожніка ў часе, які ўзьнікае ў іншым сусьвеце, што дазваляе пазьбегнуць парадоксу забітага дзядулі^[20].

Падыход узаемадзеяньня некалькіх сусьветаў зьяўляецца разнавіднасьцю шматсьветнай інтэрпрэтацыі (MWI) квантавай мэханікі Эвэрэта. Гэта ўключае ў сябе падарожнікаў у часе, якія прыбываюць у іншы сусьвет, ня той зь якога яны прыбылі; сьцьвярджалася, што, паколькі падарожнікі трапляюць у іншую гісторыю сусьвету, а не ў сваю ўласную гісторыю, гэта не «сапраўднае» падарожжа ў часе^[21]. Стывен Хокінг сьцьвярджаў, што нават калі MWI правільны, мы павінны чакаць, што кожны падарожнік у часе будзе перажываць адзіную несупярэчлівую гісторыю, так што падарожнікі ў часе застаюцца ў сваім сьвеце, а не падарожнічаюць у іншы^[22]. Ален Эвэрэт сьцьвярджаў, што падыход Дойча

«ўключае ў сябе зьмяненьне фундамэнтальных прынцыпаў квантавай мэханікі; ён, безумоўна, выходзіць за рамкі простага прыняцьця MWI»,

і што нават калі падыход Дойча слушны, гэта азначала б, што любы макраскапічны абʼект, які складаецца зь некалькіх часьціц, быў бы падзелены на часткі падчас падарожжа ў мінулае, з рознымі часьціцамі, якія ўзьнікаюць у розных сьветах^[23].

Тым ня менш, у артыкуле Толксдарфа й Вэрча было паказана, што ўмова самаузгодненасьці CTC Дойча можа быць выканана з адвольнай дакладнасьцю ў любой квантавай сыстэме, апісанай у адпаведнасьці з рэлятывісцкай квантавай тэорыяй поля ў прасторы-часе, дзе CTC выключаны, што ставіць пад сумнеў, ці выконваецца ўмова Дойча сапраўды характэрна для квантавых працэсаў, якія імітуюць CTC у сэнсе агульнай тэорыі адноснасьці^[24]. У больш позьнім артыкуле^[25] тыя ж аўтары паказалі, што ўмова нерухомай кропкі Дойча CTC таксама можа быць выканана ў любой сыстэме, якая падпарадкоўваецца законам клясычнае статыстычнае мэханікі, нават калі яна ня створана квантавымі сыстэмамі. Аўтары прыходзяць да высновы, што такім чынам умова Дойча не зьяўляецца спэцыфічнай для квантавай фізыкі й не залежыць ад квантавай прыроды фізычнае сыстэмы, каб яна магла быць выканана. У выніку Толксдарф і Вэрч прыходзяць да высновы, што стан Дойча недастаткова спэцыфічны, каб дазволіць сьцьвярджэньні аб сцэнарах падарожжаў у часе альбо іхней гіпатэтычнай рэалізацыі з дапамогай квантавай фізыкі, і што спроба Дойча растлумачыць магчымасьць прапанаванага ім сцэнара падарожжаў у часе з дапамогай шматлікіх сусьветных інтэрпрэтацыяў квантавай мэханікі ўводзіць у зман.

Пазьней Сэт Лойд^[26][27] прадставіў альтэрнатыўную прапанову, заснаваную на інтэгралах пасьля выбару й шляху. У прыватнасьці, інтэграл па траекторыях знаходзіцца па адназначных палёх, што прыводзіць да самаузгодненых гісторый.