Кардинальные вопросы науки (1)
Автор: Sbtrn. Devil
- Создание машины времени - величайший триумф науки, - изрёк профессор Гадюкинд и обвёл зал высокомерным взглядом. Аудитория была разнообразна - от халатов и очков до мундиров и фуражек. Строительство грандиозного проекта курировала целая толпа ведомств, и на торжественный запуск агрегата ожидаемо собрался весь зоопарк, плюс журналюги. Профессор поморщился: придётся объяснять, в чём именно триумфальность, со скидкой на интеллектуальный минимум.
- Поскольку не все из вас владеют высоким научным знанием, я постараюсь изложить в доступной форме, - продолжил он. - Идея путешествий во времени своим рождением обязана теории относительности Эйнштейна. Именно она ввела в обиход представление о пространстве-времени, как неком едином поле, содержащим всё, что было, есть и будет, и предложила модели, по которым это поле в определённых условиях могло закручиваться в кольца и петли. В рамках эйнштейнизма же и искали первые рецепты путешествия во времени, возлагая надежды на экзотические конструкты теории, такие как чёрные дыры и червоточины. Я не буду углубляться в подробности - те, кому интересна ретроспекция устарвеших взглядов, могут обратиться к научной и популярной литературе по истории физики.
За спиной профессора раскинулся киноэкран. Иллюстрируя излагаемые тезисы, он показывал портрет лохматого дядьки с высунутым языком и замысловатый график.
- При всей своей смелости и оригинальности, теория Эйнштейна всё же была фундаментальным заблуждением, и лишь по административным и политическим мотивам, приведшим к её неадекватной раскрутке с безобразным попранием научного метода, она продержалась в качестве господствующего представления более столетия - невероятный срок для эпохи бурного научно-технического прогресса! Но науку нельзя обманывать вечно. Несмотря на профанационные происки эйнштейнистов, подтасовку опытов, замалчивание фактов, злоупотребление научным авторитетом и административным ресурсом, со временем накопилась критическая масса фатальных для эйнштейнизма данных. Эксперимент Скотины-Катющика однозначно показал, что замедления времени не существует. Множество оптических и радиолокационных экспериментов, как разработанных заново, так и поставленных по схемам прошлого с учётом новых данных, подтвердили псевдобаллистичность фотонов, предсказанную ещё Мамаевым. Была, наконец, открыта тахионность нейтрино. И теорию об искривлённом пространстве-времени, вместе со всеми её натяжками и подпорками, коих к той поре накопилось совершенно неприличное количество, в конце концов пришлось отправить в отставку...
Киноэкран нарисовал поверх портрета и графика красный крест.
- С одной стороны, падение эйнштейнизма, как конкретной теории и как антинаучной методологии, позволило вывести прогресс из затянувшейся пробуксовки и кардинально перевернуть представления о космосе. Что, господа, уже само по себе грандиозно. Чего стоит один только отказ от чепухи о "Большом Взрыве" и конечном возрасте Вселенной, от этого бревна, давно торчавшего в глазу астрофизики на радость попам! С другой стороны, это означало, что известные рецепты путешествий во времени можно тоже отправлять на свалку. Согласно Теории Относительности 2.0, пришедшей на смену эйнштейнизму, пространство и время, увы, никуда не искривляются и не самопересекаются. Казалось бы, тут машине времени и дорога в музей несбывшихся фантазий, на одну полку с кейворитом и гиперболоидом инженера Гарина... Но идея, господа - идея уже была вброшена. А прикладная наука наших дней, пройдя школу смелых триумфов и каверзных заблуждений, оказалась куда смелее и зубастее, чем в те патриархальные времена. Если природа отвечает "нет!" на вопрос "а что, если...", наука не опускает руки, а ищет обходные пути. И, господа, путь был найден. Иначе мы с вами бы тут не сидели!
Профессор шумно и картинно отхлебнул из графина. Киноэкран, подумав, показал некую конструкцию с подписью "Бутылка Клейна".
- Сегодня уже ясно, что эйнштейнисты в принципе не могли решить проблему путешествий во времени в рамках своей методологии. Они нарисовали загогулину в координатах "пространство-время" и задумались: а какой физический смысл за этим кроется? А следовало спросить иначе. Следовало спросить: а какой спектр событий, какую картину мы должны увидеть, чтобы к её описанию можно было применить эту загогулину? Что такое, собственно говоря, есть время? Не как переменная в формуле, но как реальное, физическое явление? Физика, господа, важнее математики. Не "как путешествовать во времени?" - был правильный вопрос. Но: "в чём мы собрались путешествовать?" Казалось бы, мелочь. Но правильно заданный вопрос уже содержит в себе половину ответа.
Киноэкран показал надпись: "t = ?".
- Скромно отмечу, что подобную постановку вопроса предложил, и тем самым вернул путешествие во времени в круг научных проблем впервые после упразднения эйнштейнизма, не кто иной, как ваш покорный слуга.
Аплодисментов профессор не дождался, и, хотя не очень-то на них рассчитывал, всё равно непрозвольно насупился.
- Опущу подробности и выкладки, за которыми стоят годы напряжённой научной работы, и которые вам всё равно не интересны, и кратко изложу основные пункты. Для начала: вам известно, что Вселенную можно рассматривать как множество локальных событий - прошлых, будущих и прочих, всячески распределённых по пространству.
Киноэкран нарисовал картинку с кучей галактик, спутников, чайников и розовых единорогов, разбросанных по пространству, размеченному координатной сеткой, и зачем-то пронумерованных.
- В силу максимальной общности, такая модель сама по себе не слишком полезна. Однако приблизим её к реальности следующим образом. Будем нарезать из нашей Вселенной слои, предъявляя к каждому из них требование: чтобы в данном слое присутствовал набор событий, соответствующий физическому объекту-наблюдателю, наблюдающему Вселенную... э-э... скажем, так, в определённом мгновенном состоянии. Выражаясь в терминах классической модели, можно сказать, что это стоп-кадр пространства в некий момент времени. Причём стоп-кадр не абы какой, а содержащий вас, наблюдателя. Причём содержащий не просто так, а именно в тот момент, когда вы констатируете, что именно в этом состоянии, именно с этим набором событий, вы видите Вселенную здесь и сейчас. Назовём этот срез состоянием Вселенной...
- Нельзя однозначно выделить во всей Вселенной одновременное состояние! - вякнули из зала (кажется, какой-то аспирант решил блеснуть интеллектуальным багажом). - Локальность и относительность одновременности...
- Да, разумеется, всё сложнее, - раздражённо перебил профессор. - И локальность, и относительность одновременности, и вы ещё забыли про вероятностные пространства... или ещё не учили? Да, нарезать Вселенную на слои можно множеством способов, учитывая разные постулаты и разные стратегии выбора наблюдателей. Да, в общем случае, нарезка не будет покрывать всех событий Вселенной - и даже, скорее всего, не покроет. Но у нас здесь всё-таки не научный симпозиум, не так ли? Я выбрал самый простой и доступный для аудитории вариант. Тем более, что он, с рядом оговорок, тоже вполне физичен. Ещё вопросы?
Аспирант засунулся обратно в аудиторию.
- Итак, продолжим. Нарезав вселенную на вот такие ломтики, каждый из которых содержит нашего наблюдателя в определённом состоянии, мы получаем более рабочую модель...
Изображение на киноэкране разметилась пунктирными линиями, каждая из которых проходила через одну из картинок розового единорога. Стало видно, что эти картинки, в свою очередь, выстроены в линию, пересекающую все пунктиры, а нумерация единорогов возрастает вдоль неё слева направо.
- Вопрос на засыпку... простите, коллега, как к вам обращаться? - Взгляд профессора вперился в эрудированного аспиранта. Тот, затравленно оглядевшись, понял, что прятаться бесполезно.
- Доцент Шикльгрубер, - представился он, слегка покраснев.
Ага, доцент, значит. Ну, понятно, откуда привычка умничать.
- А по имени-отчеству?
- Адольф Алоизович... - аспирант (вернее, доцент) покраснел ещё сильнее.
- Так вот, коллега Шикльгрубер, вопрос на засыпку. - Профессор ткнул указкой в сторону киноэкрана. - Где тут физическое время?
- Э-э-э... Вдоль оси с наблюдателем... а в остальных точках - через синхронизацию...
- Неправильно! - торжествующе возвестил профессор. - Нигде тут его нету! Да, наблюдатель фиксирует некоторый причинно-следственный порядок событий. Но как он его фиксирует? Соотносит с неким эталоном причинно-следственности, которым является он сам - некий паттерн, производный от составляющих его событий. Но что это за паттерн? Откуда он взялся и чему соответствует?
Вопрос повис в ожидаемом молчании.
- А хрен его знает! - ответил профессор сам себе с нескрываемым удовольствием. Ломтики на картинке перетасовались в случайном порядке, превратив её в пестрое месиво.
- Каков порядок этих слоёв на самом деле? Существуют ли они вообще? Существует ли что-то, помимо них? Нам это неизвестно, вряд ли когда-либо будет известно... да и не нужно. Но в одном, коллега, вы правы. Эталоном так называемого времени является именно наблюдатель. Любая картина мира, которую наука способна построить, принципиально наблюдателе-центрична. Отсюда естественным образом следует антропный принцип. Существуют ли объективные законы природы? Наука считает, что да - таков её краеугольный постулат. Каковы они? Как их описать? А хрен его знает. Но в чём тогда проявляется их объективность? Да в том, что, если мы попытаемся построить картину вселенной от лица наблюдателя с определёнными свойствами - конкретно говоря, человека, с его человеческим эталоном причинно-следственности и прочими параметрами - если мы, так сказать, нарежем Вселенную на такие ломтики и так выберем их порядок, что в них можно будет проследить человекоподобного наблюдателя, то данный наблюдатель наблюдёт вокруг себя определённые и однозначные закономерности. Трёхмерность и евклидовость пространства, одномерность времени, компактная концентрация массы, и так далее. То, что мы и привыкли называть собственно "законами физики".
Картинка снова перетасовалась, вернув пронумерованных единорогов на место.
- Из этих рассуждений следует два важных вывода. Первое: время фиктивно. Как понятие и явление, оно существует только для конкретного наблюдателя, и для него оно принципиально необратимо. Основополагающее свойство наблюдателя как раз в том, что любые два своих состояния он может однозначно рассортировать на "предыдущее" и "последующее" - и критерий сортировки жёстко определён, так сказать, его конструкцией. Второе, и более для нас интересное: определяющим для времени только конструкция данного конкретного наблюдателя, и ничто кроме неё. Снаружи может твориться какая угодно чертовщина, парадоксы и уголовщина, но, коль скоро сам наблюдатель функционирует исправно - что равносильно утверждению "его личное время течёт штатно, и его личное прошлое остаётся неизменным" - всё в порядке.
- А если не остаётся? - спросил Шикльгрубер.
- А если не остаётся, значит, этого наблюдателя уже нет, и мы вышли за пределы наблюдаемой им картины мира.
- А как же согласованность с картинами от других наблюдателей?
- По большому счёту, она не требуется. Если картины удаётся состыковать - хорошо, можно попытаться построить общую картину, или, в нашей терминологии, картину от общего наблюдателя, до некоторой степени совмещающего в себе свойства всех согласуемых. Если нет - тоже ничего страшного. Классическая физика могла бы истолковать это, например, как встречу наблюдателей из пересекшихся параллельных миров. Или как ошибки в интерпретациях наблюдений. Но это, повторюсь, совершенно неважно. Главное же суть - у каждого наблюдателя своё собственное время, и эталон этого времени - сам наблюдатель, никто больше.
- Так в каком же времени мы можем путешествовать? - спросил из зала кто-то ещё. - Если вне наблюдателя его не существует, а для наблюдателя оно не может течь иначе, чем течёт...
- Я как раз к этому подхожу. Как вы верно заметили, вне наблюдателя ни о каком времени, и ни о какой причинно-следственной связи, кстати говоря, вести речь нельзя. Однако мы все так или иначе используем понятие глобального времени. Мы исчисляем его некторой величиной, мы сопоставляем эту величину не только событиям, составляющим самого наблюдателя, но и удалённым, и даже ещё не случившимся, но предсказываемым. Как в расписании самолётов, например. Что же это за время, откуда оно берётся, и как соотносится с собственным наблюдательским?
Киноэкран отобразил некое лицо, очень недовольное и свирепое (и одновременно грустно-недоумевающее), косящееся на часы в своей руке. Лицо находилось в окружении нескольких явлений, к которым от часов протянулись пунктирные стрелочки с подписями "t = ?".
- А это, господа, точно то же самое время. Когда наблюдатель фиксирует внешнее некое событие, он сопоставляет его со своими внутренними событиями, определяет место наблюдения в их ряду - то есть, на своей временнОй оси - и на основании этого места приписывает внешнему событию некое время. Обычно опосредованно, через некую формулу от собственного времени, отражающую наше понимание времени и пространства - но это, по существу, то же самое.
На киноэкране возле лица с часами отразилась надпись "t = T", а подписи у стрелок к явлениям заменились на "t = f(T,...)". Недовольное и свирепое выражение лица сменилось сытой улыбкой.
- Назначив эталонную длительность неким внутренним процессам, то есть паттернам своих собственных событий, наблюдатель может измерять длительность внешних процессов. На заре науки было наоборот - эталоном становились именно внешние процессы. Так и возникли знакомые нам названия единиц времени - год, день, час... Но сегодня наука достаточно могуча, чтобы измерять время локально и автономно. У нас есть самые разные часы, начиная с древних механических, продолжая атомными, кварцевыми и т. п., и заканчивая составными, где множество разных часов на разных принципах работы дублируют друг друга и позволяют учитывать поправки на разные физические эффекты. Теперь мы вполне уверенно и обоснованно можем утверждать, что источник времени - внутренние события наблюдателя. И не только источник, но также эталон - нормальной, так сказать, скорости и направления течения времени... Коллега Шикльгрубер, что же вы не спрашиваете - а как же, мол, синхронизация времени у разных наблюдателей?
- А как синхронизация времени у разных наблюдателей? - неохотно пробормотал коллега.
- А это уже процесс, ко времени отношения не имеющий. Наблюдатели обмениваются информацией и строят по ней теорию, по которой стараются предсказать, когда конкретному наблюдателю - по его внутренним часам! - придёт новое информационное событие и каково будет его содержание. Если угадывают правильно, то теория получает гордое звание верной. Но к физически первичному, к личному времени наблюдателя, это всё относится крайне и крайне опосредованно. Уже тот факт, что на основании одних и тех же измерений возможны множественные теории пространства и времени, каждая из которых верна в определённых рамках, намекает нам: глобальное время - это фикция, математическая химера, оппортунистически мутирующая в свете фактов. Оставим же в покое химеру и обратим внимание на физику. Итак, личное время наблюдателя - эталон скорости и направления его течения...
На киноэкране события вокруг лица с часами исчезли события и поползло солнце.
- Предположим, что все наблюдаемые события для наблюдателя вдруг замедлились в заданное число раз - то есть, их длительности увеличились по сравнению с нормальной, но остались в прежних соотношениях друг с другом.
Солнце замедлилось.
- В этом случае мы и говорим о замедлении времени...
- Ускорении, наверное? Если с точки зрения внешнего мира? - снова не сдержался Шикльгрубер.
- Коллега, вы ещё не поняли? Нам наплевать на внешний мир. Мы - наблюдатель, и эталонные часы у нас. Вот почему - именно замедление.
Солнце ускорилось.
- Или, если события вдруг пошли быстрее, то об ускорении. Предвидя следующее возражение коллеги Шикльгрубера, отвечу на него сразу - да, разумеется, нормальность, замедленность или ускоренность времени - субъективная оценка наблюдателя. Довольно очевидно, но, поскольку мы вплотную приблизились к нашей главной теме, следует явно уточнить: в нашем понятии нормальная скорость - это та, с которой события текут по нашим предыдущим наблюдениям, до начала, так сказать, фокусов со временем.
Солнце побежало ещё быстрее.
- Если события текут быстрее нормы, это и есть "путешествие в будущее". Не совсем точный термин, учитывая, что нормальная и замедленная скорость - это тоже "путешествие в будущее", только более, извиняюсь за тавтологию, медленное. Но в популярном смысле - вы поняли, о чём я.
- То есть, если все планеты и атомы вокруг попинать, чтобы бегали быстрее в два раза, это будет путешествие в будущее с двойной скоростью? - спросил некто в фуражке, чем вызвал смех в зале.
- А зря смеётесь, - сообщил залу профессор. - Господин генерал блестяще ухватил ключевую идею. Нам совершенно не важно, по каким именно причинам наблюдатель стал наблюдать ускорение или замедление событий. С точки зрения физики, это абсолютно эквивалентно.
Зал тихо зашумел.
- Но если всего-то надо было, что попинать атомы, почему же раньше никто не догадался? - вопросил Шикльгрубер.
- Потому что раньше наука барахталась в стереотипах эйнштейнизма и была туга на догадливость, - ответил профессор. - А что касается пинания атомов - можете попробовать. Только у вас будет маленькая проблемка. Пнуть придётся атомы во всей вселенной, причём с достаточной точностью, чтобы не нарушить их взаимные скорости, и изменить несколько констант, чтобы ускорения и траектории остались согласованными. Справитесь?
- Э-э...
- Немного облегчу вам задачу: пусть область органичивается нашей планетой и прилегающим участком космоса. Это, конечно, будет не совсем честное путешествие - удалённые события поедут в будущее вместе с нашим наблюдателем. Но, по крайней мере, вам потребуется конечное количество энергии.
Доцент пристыженно молчал.
- Всё равно не берётесь? Правильно. Всё равно техника пока не дошла до таких высот. Но, к счастью, можно поступить иначе. Можно не трогать вселенную, а подвергнуть изменению самого наблюдателя. Замедлить ход его частиц, если требуется ускорить его время, или ускорить частицы, если наоборот. Эффекты, позволяющие достигнуть результатов, науке известны и технически реализуемы. Некоторые из них, кстати, во времена эйнштейнизма ошибочно толковались как проявление "релятивистского замедления времени", а представления об их природе было настолько превратным, что техническая реализация была невозможна - источники эффектов искали попросту не там.
- Итак, вы построили машину, которая позволяет замедлять или ускорять частицы, составляющие её и сидящего в ней человека? - уточнил генерал.
- Совершенно верно! Встречайте.
Профессор вытащил из-за уха карандаш, махнул им, как дирижёрской палочкой, и занавески справа от экрана раздвинулись, явив миру агрегат. Агрегат имел несколько драконообразную форму (извилистый корпус и несколько конструкций, похожих на рога и крылья), хотя вряд ли всё в ней было технологически необходимыми решениями. Декоративность некоторых моментов подтверждалась разрисовкой машины под чешую и рунной надписью на борту: "Дракон Времени". Кто-то из разработчиков явно обчитывался низкопробным фэнтези конца прошлого тысячелетия.
- При работе машина создаёт вокруг себя поле радиусом до 5 метров, в котором, сообразно командам оператора... ну, вы уже поняли, что там внутри происходит, - уклонился от скучных технических деталей профессор и поднял палец, призывая ещё более зашумевший зал к порядку. - Однако, господа, мой рассказ ещё не закончен. Про путешествие в будущее мы всё выяснили. Но ведь у нас есть ещё загадочное и неуловимое прошлое.
Зал заинтригованно затих.
- Вы уже поняли, что течение времени - внешнего времени, того, в котором мы, так сказать, путешествуем - определяется лишь наблюдениями наблюдателя и их сопоставлениями с нормой. Точно так же и с направлением.
Солнце на киноэкране, до сих пор бегавшее в ускоренном темпе, внезапно затормозило и поехало в другую сторону.
- Движение в прошлое - точно то же самое, что и движение в будущее, с одним дополнением: теперь и пространственное направление наблюдаемых процессов полностью обратно нормальному. Наблюдатель видит те же самые движения по тем же самым траекториям, что и раньше, но в противоположную сторону. Это и есть пресловутое "путешествие в прошлое". Аналогично - замедленное, ускоренное или нормальное. Заметьте, что личное время наблюдателя по-прежнему неизменно - оно течёт с нормальной скоростью и в будущее. По определению.
- А сможет ли изменившийся таким образом наблюдатель сохранить свои свойства? - спросил Шикльгрубер.
- По нашим расчётам - сможет, - уверенно заявил профессор. - Об этом можно судить хотя бы по обратимости всех основополагающих уравнений ТО 2.0 во времени.
- И ваша машина может попинать атомы в радиусе действия, чтобы они побежали в другую сторону? - понял генерал.
- Совершенно верно! С определёнными, конечно, нюансами - но суть именно такова. Нами открыт и реализован соответствующий процесс, который и составляет вторую часть возможностей машины.
- Но позвольте! - вмешался пожилой некто из группы в белых халатах. - Ведь такая трансформация процессов идентична превращению в антиматерию!
- Упрощённо говоря, да, - подтвердил профессор.
- Это же приведёт к аннигиляции... сколько весит ваша машина? Разве вы не понимаете, как тут бабахнет?
- Вы думаете, у нас на проекте дураки сидят? - оскорбился профессор. - Машина с наблюдателем тоже не заинтересованы, чтобы ими бабахнуло. Вокруг генерируется второй слой поля, изолирующий внутренний объём от взаимодействия с частицами, не обладающими полной нейтральностью. А к моменту отключения уже происходит обратная трансформация. Всё учтено. Расчёты однозначно показывают, что машина с наблюдателем - в полной безопасности.
- Но наблюдатель ведь как-то пронаблюдает, что события снаружи пошли вспять? - встрял сообразительный Шикльгрубер. - Значит, снаружи в результате процесса всё-таки что-то изменится?
- Разумеется, - кивнул профессор. - Я и не говорил, что ничего не изменится. Более того - изменится обязательно!
Зал снова зашумел, на сей раз встревоженно.
- Какие ваши гарантии, что нас не разнесёт на субчастицы? - затребовал пожилой халат.
- Поскольку я не несуществующий Господь Б-г, - скромно профессор, - я даю... скажем, 95%.
- 95% чего?
- Что по завершении программы состояние Вселенной снаружи машины вернётся в достаточно близкое к исходному.
- А что с ним будет на протяжении программы? - допытывался халат.
- А вот вы нам об этом и расскажете, - многообещающе улыбнулся профессор. - Не волнуйтесь, у нас подготовлена хорошая контрольная лаборатория. У заинтересованных лиц будет возможность ничего не пропустить.
- Если к концу этой вашей авантюры будет, кому не пропускать, вы хотите сказать?
- Вы совершенно правильно выразили мою мысль. Но не волнуйтесь - будет. С вероятностью 95%.
Халат пробормотал бранное слово и отстал.
- Разумеется, для испытания нам потребуется доброволец, - продолжил профессор, оглядывая зал. - Машина машиной, приборы приборами, но только человеческий организм на сегодня способен зафиксировать и передать наблюдаемую картину в качественном, так сказать, выражении. Я думаю, коллега Шикльгрубер нам подойдёт. У него достаточно пытливый ум, способный задавать правильные вопросы.
Болтливый доцент внезапно обнаружил по бокам от себя крепких ребят в камуфляже.
- Э, - вякнул он, впрочем, скорее обречённо, чем протестующе: было очевидно, что протестовать бессмысленно. Поникший Шикльгрубер позволил довести и водрузить себя на машину, приковав к сиденью зловещего вида ремнями. Профессор щёлкнул тумблером, и "Дракон Времени" многообещающе заурчал, переливаясь лампочками.
29 ноября 2014