Принцип самосогласованности Новикова
При́нцип самосогласо́ванности Но́викова — принцип, призванный разрешить парадоксы, связанные с путешествиями во времени, теоретически допускаемыми некоторыми решениями уравнений Эйнштейна, разрешающими существование замкнутых времениподобных линий. В упрощённой формулировке принцип самосогласованности постулирует, что при перемещении в прошлое вероятность действия, изменяющего уже случившееся с путешественником событие, стремится к нулю. Сформулирован в середине 1980-х годов астрофизиком и космологом И. Д. Новиковым.
История вопроса
Утверждения, аргументы и философские принципы, логически эквивалентные принципу самосогласования, встречались в фантастической литературе с 1940-х годов. В рассказе «По пятам» (англ. By His Bootstraps)[1] Роберта Хайнлайна, написанном в 1941 году, сюжетная линия описывает человека, встречающего более старые версии себя самого, путешествующего во времени. По мере старения и участия в этих же событиях «с другой стороны», все они складываются в совершенно самосогласованную цепочку (в 1958 году Хайнлайн вернулся к этой же теме в рассказе «Все вы зомби» (англ. All you Zombies)[2], в котором встречи персонажа со своими более поздними версиями, поменявшими пол, иллюстрируют экстремальный случай парадокса происхождения, при котором он/она являются как своей матерью, так и отцом). В том же 1941 году, Росс Роклин (англ.) в рассказе «Time wants a skeleton»[3] вкладывает в уста одного из персонажей фразу «Future and present demands co-operation, if there was to be a logical future!» («Будущее и настоящее должны сотрудничать, чтобы будущее было логичным»).
В рассказе Роберта Янга «Девушка-одуванчик» (англ. The Dandelion Girl), впервые опубликованном в 1961 году в журнале The Saturday Evening Post (англ.)[3] главная героиня достаточно чётко формулирует этот принцип. В романе Гарри Гаррисона «Фантастическая сага»[4] (1967 год) главный герой отправляется в прошлое для съёмок фильма об основании колонии викингов в Северной Америке. Однако потом выясняется, что именно их «съёмочная» колония и была отражена в истории как «настоящая», и некоторые члены съёмочной группы увековечены в скандинавских сагах.
Впервые в научной литературе об этой идее упоминают Я. Б. Зельдович и И. Д. Новиков в 1975 году[5], высказывая мнение о том, что существование замкнутых времениподобных линий не обязательно приводит к нарушению принципа причинности. События на такой линии могут влиять друг на друга по замкнутому циклу, то есть быть «самосогласованными». Аналогичное соображение встречается и в более поздней книге Новикова[6], однако строгую формулировку принцип получил лишь в 1990 году:
Мы формулируем эту точку зрения в виде принципа самосогласованности, который постулирует, что из всех возможных моделей, допускаемых известными законами физики, в нашей Вселенной локально могут существовать только те, которые глобально самосогласованы. Этот принцип позволяет исследователям строить решения физических уравнений только при условии, что локальное решение может быть расширено до части (не обязательно уникальной) глобального решения, которое определено для всех частей пространства-времени за исключением сингулярностей[7].
Оригинальный текст (англ.)We shall embody this viewpoint in a principle of self-consistency, which states that the only solutions to the laws of physics that can occur locally in the real Universe are those which are globally self-consistent. This principle allows one to build a local solution to the equations of physics only if that local solution can be extended to a part of a (not necessarily unique) global solution, which is well defined throughout the nonsingular regions of the spacetime.
Влияние на культуру
Принцип Новикова используется в целом ряде художественных произведений. В романе Роберта Л. Форварда (англ.) «Timemaster» иллюстрируются возможные механизмы препятствующие нарушению самосогласованности[8]. В фильме «12 обезьян» любые попытки главного героя Джеймса Коула (сыгранного Брюсом Уиллисом) изменить прошлое неизменно проваливаются. В конце концов его смерть на глазах его самого в детском возрасте происходит именно так, как он её запомнил[9]. Аналогичный нарративный прием положен в основу фильма 1962 года «Взлётная полоса»[10]. Похожий принцип используется в 5 сезоне сериала «Остаться в живых». В сериале он именуется англ. Whatever Happened, Happened (в русском переводе соответствующий эпизод называется «Обратной дороги нет»). Он иллюстрируется несколькими сюжетными линиями, наиболее показательна из них та, в которой герои путешествуют в прошлое и, пытаясь предотвратить катастрофу их самолета, фактически запускают цепочку событий, к ней приведшую[11].
В 5-й серии 2-го сезона канадского сериала «Континуум» герои обсуждают принцип самосогласованности, однако в дальнейшем развитии сюжета показывает что он не действует[12]. Указанный принцип также продемонстрирован в фантастическом цикле «Терминатор»[13]. В частности, Джон Коннор смог появиться на свет, только отправив в прошлое своего отца Кайла Риза, а компьютер «Скайнет» разработали благодаря нейропроцессору, извлечённому из робота, отправленного самим компьютером в прошлое. Таким образом, вмешательством в пространственно-временной континуум Джон Коннор и «Скайнет» гарантировали своё существование.
Напишите отзыв о статье "Принцип самосогласованности Новикова"
Примечания
- ↑ Allen Everett, Thomas Roman. [books.google.ru/books?id=Dm5xt_XbFyoC&pg=PA144 Banana peels and Parallel Worlds] // Time Travel and Warp Drives: A Scientific Guide to Shortcuts through Time and Space. — University of Chicago Press, 2011. — P. 144. — 280 p. — ISBN 978-0226224985.
- ↑ Matt Visser. The Quantum Physics of Chronology Protection // The Future of Theoretical Physics and Cosmology: Celebrating Stephen Hawking's 60th Birthday. — Cambridge University Press, 2009. — P. 161-176. — 906 p. — ISBN 978-0521144087.
- ↑ 1 2 Paul J. Nahin. [www.google.ru/books?id=39KQY1FnSfkC&pg=PA273 Time Machines] // Time Machines: Time Travel in Physics, Metaphysics, and Science Fiction. — Springer, 1998. — P. 273. — 628 p. — ISBN 9780387985718.
- ↑ S. Krasnikov The time travel paradox // Physical Review D. — 2002. — Vol. 65, № 6. — P. 064017. — DOI:10.1103/PhysRevD.65.064013. — arXiv:gr-qc/0109029v2.
- ↑ Зельдович, Новиков, 1975, с. 679.
- ↑ Новиков, 1983, с. 176.
- ↑ Friedman et al, 1990, с. 1916-1917.
- ↑ David Darling. [books.google.ru/books?id=HrOxRdtYYaMC&pg=PA324 Time travel] // The Universal Book of Mathematics: From Abracadabra to Zeno's Paradoxes. — John Wiley & Sons, 2004. — P. 324. — 512 p.
- ↑ Ran Levi. [thefutureofthings.com/column/5740/you-grandpa-and-time-travel-paradoxes.html You, Grandpa, and Time Travel Paradoxes] (англ.). The Future of Things (англ.) (11 November 2008). Проверено 10 мая 2012. [www.webcitation.org/69MW2dIv9 Архивировано из первоисточника 23 июля 2012].
- ↑ Andrew Jaffe. Physics: The time lord and fellow travellers : [англ.] // Nature. — 2013. — Vol. 502 (31 October). — P. 620–622. — DOI:10.1038/502620a.</span>
- ↑ Erin Scottberg. [www.popularmechanics.com/science/4311710 Lost's Take on Free Will Makes Sense to Physicists] (англ.). Popular Mechanics (1 October 2009). Проверено 11 мая 2012. [www.webcitation.org/69MW3VJpP Архивировано из первоисточника 23 июля 2012].
- ↑ Charlie Jane Anders. [io9.gizmodo.com/did-continuum-seriously-just-call-out-looper-for-sloppy-765929059 Did Continuum seriously just call out Looper for sloppy time travel?] (англ.). io9 (13 July 2013).
- ↑ J. Craig Wheeler. [books.google.ru/books?id=j1ej8d0F8jAC&pg=295 Time machines] // Cosmic Catastrophes: Exploding Stars, Black Holes, And Mapping The Universe. — 2nd, illustrated, revised. — Cambridge University Press, 2007. — С. 295. — 339 с. — ISBN 978-0-52-185714-7.
</ol>
Литература
- Зельдович Я. Б., Новиков И. Д. Строение и эволюция Вселенной. — М.: Наука, 1975. — 736 с.
- Новиков И. Д. Эволюция вселенной. — 2-е изд., переработанное. — М.: Наука, 1983. — 192 с.
- John Friedman, Michael Morris, Igor Novikov, Fernando Echeverria, Gunnar Klinkhammer, Kip Thorne, Ulvi Yurtsever [authors.library.caltech.edu/3737/ Cauchy problem in spacetimes with closed timelike curves] (англ.) // Physical Review D. — 1990. — Vol. 42, no. 6. — P. 1915-1930. — DOI:10.1103/PhysRevD.42.1915.
| ||||||||||||||||||||||||||
Отрывок, характеризующий Принцип самосогласованности Новикова
– Он на козлы. Ведь ты на козлы, Петя? – кричала Наташа.Соня не переставая хлопотала тоже; но цель хлопот ее была противоположна цели Наташи. Она убирала те вещи, которые должны были остаться; записывала их, по желанию графини, и старалась захватить с собой как можно больше.
Во втором часу заложенные и уложенные четыре экипажа Ростовых стояли у подъезда. Подводы с ранеными одна за другой съезжали со двора.
Коляска, в которой везли князя Андрея, проезжая мимо крыльца, обратила на себя внимание Сони, устраивавшей вместе с девушкой сиденья для графини в ее огромной высокой карете, стоявшей у подъезда.
– Это чья же коляска? – спросила Соня, высунувшись в окно кареты.
– А вы разве не знали, барышня? – отвечала горничная. – Князь раненый: он у нас ночевал и тоже с нами едут.
– Да кто это? Как фамилия?
– Самый наш жених бывший, князь Болконский! – вздыхая, отвечала горничная. – Говорят, при смерти.
Соня выскочила из кареты и побежала к графине. Графиня, уже одетая по дорожному, в шали и шляпе, усталая, ходила по гостиной, ожидая домашних, с тем чтобы посидеть с закрытыми дверями и помолиться перед отъездом. Наташи не было в комнате.
– Maman, – сказала Соня, – князь Андрей здесь, раненый, при смерти. Он едет с нами.
Графиня испуганно открыла глаза и, схватив за руку Соню, оглянулась.
– Наташа? – проговорила она.
И для Сони и для графини известие это имело в первую минуту только одно значение. Они знали свою Наташу, и ужас о том, что будет с нею при этом известии, заглушал для них всякое сочувствие к человеку, которого они обе любили.
– Наташа не знает еще; но он едет с нами, – сказала Соня.
– Ты говоришь, при смерти?
Соня кивнула головой.
Графиня обняла Соню и заплакала.
«Пути господни неисповедимы!» – думала она, чувствуя, что во всем, что делалось теперь, начинала выступать скрывавшаяся прежде от взгляда людей всемогущая рука.
– Ну, мама, все готово. О чем вы?.. – спросила с оживленным лицом Наташа, вбегая в комнату.
– Ни о чем, – сказала графиня. – Готово, так поедем. – И графиня нагнулась к своему ридикюлю, чтобы скрыть расстроенное лицо. Соня обняла Наташу и поцеловала ее.
Наташа вопросительно взглянула на нее.
– Что ты? Что такое случилось?
– Ничего… Нет…
– Очень дурное для меня?.. Что такое? – спрашивала чуткая Наташа.
Соня вздохнула и ничего не ответила. Граф, Петя, m me Schoss, Мавра Кузминишна, Васильич вошли в гостиную, и, затворив двери, все сели и молча, не глядя друг на друга, посидели несколько секунд.
Граф первый встал и, громко вздохнув, стал креститься на образ. Все сделали то же. Потом граф стал обнимать Мавру Кузминишну и Васильича, которые оставались в Москве, и, в то время как они ловили его руку и целовали его в плечо, слегка трепал их по спине, приговаривая что то неясное, ласково успокоительное. Графиня ушла в образную, и Соня нашла ее там на коленях перед разрозненно по стене остававшимися образами. (Самые дорогие по семейным преданиям образа везлись с собою.)
На крыльце и на дворе уезжавшие люди с кинжалами и саблями, которыми их вооружил Петя, с заправленными панталонами в сапоги и туго перепоясанные ремнями и кушаками, прощались с теми, которые оставались.
Как и всегда при отъездах, многое было забыто и не так уложено, и довольно долго два гайдука стояли с обеих сторон отворенной дверцы и ступенек кареты, готовясь подсадить графиню, в то время как бегали девушки с подушками, узелками из дому в кареты, и коляску, и бричку, и обратно.
– Век свой все перезабудут! – говорила графиня. – Ведь ты знаешь, что я не могу так сидеть. – И Дуняша, стиснув зубы и не отвечая, с выражением упрека на лице, бросилась в карету переделывать сиденье.
– Ах, народ этот! – говорил граф, покачивая головой.
Старый кучер Ефим, с которым одним только решалась ездить графиня, сидя высоко на своих козлах, даже не оглядывался на то, что делалось позади его. Он тридцатилетним опытом знал, что не скоро еще ему скажут «с богом!» и что когда скажут, то еще два раза остановят его и пошлют за забытыми вещами, и уже после этого еще раз остановят, и графиня сама высунется к нему в окно и попросит его Христом богом ехать осторожнее на спусках. Он знал это и потому терпеливее своих лошадей (в особенности левого рыжего – Сокола, который бил ногой и, пережевывая, перебирал удила) ожидал того, что будет. Наконец все уселись; ступеньки собрались и закинулись в карету, дверка захлопнулась, послали за шкатулкой, графиня высунулась и сказала, что должно. Тогда Ефим медленно снял шляпу с своей головы и стал креститься. Форейтор и все люди сделали то же.
– С богом! – сказал Ефим, надев шляпу. – Вытягивай! – Форейтор тронул. Правый дышловой влег в хомут, хрустнули высокие рессоры, и качнулся кузов. Лакей на ходу вскочил на козлы. Встряхнуло карету при выезде со двора на тряскую мостовую, так же встряхнуло другие экипажи, и поезд тронулся вверх по улице. В каретах, коляске и бричке все крестились на церковь, которая была напротив. Остававшиеся в Москве люди шли по обоим бокам экипажей, провожая их.
Наташа редко испытывала столь радостное чувство, как то, которое она испытывала теперь, сидя в карете подле графини и глядя на медленно подвигавшиеся мимо нее стены оставляемой, встревоженной Москвы. Она изредка высовывалась в окно кареты и глядела назад и вперед на длинный поезд раненых, предшествующий им. Почти впереди всех виднелся ей закрытый верх коляски князя Андрея. Она не знала, кто был в ней, и всякий раз, соображая область своего обоза, отыскивала глазами эту коляску. Она знала, что она была впереди всех.
В Кудрине, из Никитской, от Пресни, от Подновинского съехалось несколько таких же поездов, как был поезд Ростовых, и по Садовой уже в два ряда ехали экипажи и подводы.
Объезжая Сухареву башню, Наташа, любопытно и быстро осматривавшая народ, едущий и идущий, вдруг радостно и удивленно вскрикнула:
– Батюшки! Мама, Соня, посмотрите, это он!
– Кто? Кто?
– Смотрите, ей богу, Безухов! – говорила Наташа, высовываясь в окно кареты и глядя на высокого толстого человека в кучерском кафтане, очевидно, наряженного барина по походке и осанке, который рядом с желтым безбородым старичком в фризовой шинели подошел под арку Сухаревой башни.
– Ей богу, Безухов, в кафтане, с каким то старым мальчиком! Ей богу, – говорила Наташа, – смотрите, смотрите!
– Да нет, это не он. Можно ли, такие глупости.
– Мама, – кричала Наташа, – я вам голову дам на отсечение, что это он! Я вас уверяю. Постой, постой! – кричала она кучеру; но кучер не мог остановиться, потому что из Мещанской выехали еще подводы и экипажи, и на Ростовых кричали, чтоб они трогались и не задерживали других.
Действительно, хотя уже гораздо дальше, чем прежде, все Ростовы увидали Пьера или человека, необыкновенно похожего на Пьера, в кучерском кафтане, шедшего по улице с нагнутой головой и серьезным лицом, подле маленького безбородого старичка, имевшего вид лакея. Старичок этот заметил высунувшееся на него лицо из кареты и, почтительно дотронувшись до локтя Пьера, что то сказал ему, указывая на карету. Пьер долго не мог понять того, что он говорил; так он, видимо, погружен был в свои мысли. Наконец, когда он понял его, посмотрел по указанию и, узнав Наташу, в ту же секунду отдаваясь первому впечатлению, быстро направился к карете. Но, пройдя шагов десять, он, видимо, вспомнив что то, остановился.
Высунувшееся из кареты лицо Наташи сияло насмешливою ласкою.
– Петр Кирилыч, идите же! Ведь мы узнали! Это удивительно! – кричала она, протягивая ему руку. – Как это вы? Зачем вы так?
Пьер взял протянутую руку и на ходу (так как карета. продолжала двигаться) неловко поцеловал ее.
