скачать книгу бесплатно
Реальность и двери в бесконечность. Квантовая механика многих миров, пространство-время, сознание и симуляция
Алекс Уокман
Квантовая механика и пространство-время – о них написано уже достаточно много, и все же интерес к ним не угасает. Здесь мы вновь попытаемся взглянуть на них немного с другой стороны, дополнив известные факты и осветив проблемы, которые появляются в виде следствий, вытекающих из интерпретаций этих физических теорий, при этом оставив место чему-то не менее значимому – вопросам о сознании и концепции реальности как симуляции.
Реальность и двери в бесконечность
Квантовая механика многих миров, пространство-время, сознание и симуляция
Алекс Уокман
© Алекс Уокман, 2023
ISBN 978-5-0060-4459-3
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
Предисловие
Наука и Философия. От начала античных времён и до самой современности человек постоянно задавал себе вопросы об устройстве окружающего его мира. Многие из этих вопросов, являющихся фундаментальными даже спустя многие века остаются неразрешенными. Разные мыслители древности задумывались о том, каким является мир, начиная от мельчайших его структур заканчивая большими масштабами планет и вселенной в целом. Все начиналось с мысли. А потому философия является первопричиной и основой всех наук. Понятие атома (от др. греч. – «неделимый») появилось из натуральной философии в нём содержалось определение того что все вещество, воспринимаемое человеком, то что он способен ощутить состояло из мельчайших и неделимых частиц -атомов. Создателем материалистической философии и идеи атомизма был Демокрит. Впервые он озвучил идею о том что во вселенной существует бесконечное количество атомов самых разных форм, и отвергал идею о бесконечной делимости материи. Надо отдать должное, в те времена ещё невозможно было в точности экспериментально подтвердить эти идеи, на данный момент науке известно что реальное количество атомов во вселенной является конечным и равно приблизительно десяти в восемьдесят первой степени, что намного меньше числа Шеннона (равное десяти в сто двадцатой степени являющееся минимальным количеством неповторяющихся шахматных партий). Идея же о том, что материя не способна делиться бесконечно, до сих пор опирается исключительно на физический принцип того, что если бы у материи было подобное свойство, тогда мы могли бы брать из ниоткуда бесконечную энергию что противоречит постулатам термодинамики. Зарождение новых теорий в начале двадцатого века таких как квантовая теория и теория относительности приоткрыли завесу для некоторых вопросов, но многое всё ещё не прояснено до конца. В самом элементарном смысле, все естествознание начинается именно с учения об атоме. Отталкиваясь от этого можно логическим путём прийти довольно далеко.
Как я всегда считал Технологический прогресс – это сумма преобразований содержащихся и открывающихся в процессе деятельности человека, результат которых меняет окружающую реальность и улучшают её для самого человека. И здесь уместно оставить цитату знаменитого физика-теоретика:
«любой глубоко мыслящий человек всегда вносит вклад в развитие и расширение области знания о том предмете на котором он сосредоточен» Ричард Фейнман
Глава 1.
Философия пространства времени
«рассуждения о времени следует разделить на абсолютные и относительные, истинные и кажущиеся, математические и обыденные»
– Ньютон
«Единственная причина для существования времени – чтобы все не случилось одновременно.»
– Альберт Эйнштейн.
1.1 Что такое время?
В самом простом представлении которое выработалось вместе со способом мышлениям принимать как данность кажущиеся очевидными вещи, мы привыкли думать что время есть некий отрезок и что от начала одного события до начала другого всегда присутствует разделение представляющее собой интервалы этого времени, то есть расстояние между одним временным промежутком в котором произошло какое-либо событие и другим которое находится в прошлом или будущем где все соединено тем что мы называем причинно-следственная связь когда мы точно уверены в том что нечто одно предшествовало другому но не наоборот. Можно воспринимать время самым различным образом. Но очевидно лишь одно -время объективно для всех и в то же время, в определённых моментах оно может быть довольно субъективным. Но все по порядку. Мы не будем в самом начале рассматривать время в его самом фундаментальном смысле, сейчас достаточно будет того что мы будем считать время как периодические и циклические повторения определенных процессов во вселенной.
Оно представляет собой повторяющуюся друг за другом неизменную последовательность событий которую мы можем наблюдать и подтвердить в результате определённых наблюдений. В далёком прошлом во времена древних народов уже существовали способы измерения времени
То что мы приняли за единицы измерения времени такие как секунда час день год и тд
С древних времен люди создавали то что могло бы помочь им определить время. История часов тянется на многие тысячи лет назад. Первоначально люди определяли время суток глядя в небо изучая положение планет и звёзд астрономы создавали рассчетные таблицы и измерительные приборы которые сейчас могли бы показаться крайне неудобным способом определения времени. Первые водяные часы были придуманы в древнем египте и вавилоне, однако появление первых песочных часов до сих пор не определено и датировано не ранее чем четырнадцатым веком. Механические же часы также были созданы примерно в тот же период времени и использовались как стандартный определитель времени до появления первых карманных часов. Только в двадцатом веке появились первые кварцевые и атомные часы ставшие образцом для синхронизации всех существующих часов в принятом всемирном стандарте времени. Все сводилось к одному- установлению и определению временных интервалов и их различий. Философы отождествляли время с песком или водой, тем самым сравнивая его свойства с материями. Объективная реальность показывала, что время течёт от прошлого к будущему и этот порядок не может меняться. Только боги в легендах могли что то делать со временем изменяя его ход.
Первым кто совершил революцию в восприятии времени был Ньютон создавший дифференциальное и интегральное исчисление. Пространство время Ньютона представляло собой трехмерное пространство основанное на евклидовой геометрии. В своих «началах натуральной философии» он постулировал идею об абсолютности времени и высказал идею о том что наши интуитивные представления о времени могут не отражать настоящей реальности и потому нужно разделить восприятие времени на математическое и обыденное на истинное и чувственное. На этом фундаменте начала создаваться ньютоновская механика в которой понятие времени стало иметь значительную роль.
Ньютон говорил что абсолютное истинное математическое время течет равномерно и безотносительно к чему либо внешнему и у него есть собственная длительность, а общее, относительное время получаемое из ощущений является неравной мерой длительности.
Мы можем сказать даже сейчас, после того как созданы теории относительности что в этом вопросе Ньютон был прав: действительное истинное математическое время крайне отличается от субъективно воспринимаемого времени. Однако во всем остальном после модификации теории пространства-времени Альбертом Эйнштейном он все же сделал неточные выводы. Дело не в том что после того как пространство-время было пересмотрено классическая механика стала неправильной: локально она продолжает действовать и так будет всегда.
Пространство в классической механике является абсолютным однородным и изотропным.
Время также абсолютно и однородно
Пространство и время в целом независимы друг от друга.
Независим от от изначальных постулатов в математических началах натуральной философии вклад Ньютона в первые шаги к понимаю природы того что впоследствии будут называть пространством-временем весьма значителен даже несмотря на то куда впоследствии завели физиков-теоретиков их поиски ключей к тайной двери за которой должна лежать окончательная правда о том чем на самом деле оно является.
1.2 Специальная теория относительности
Скорость течения времени зависит от системы отсчёта и наблюдателя.
Гравитация есть искривление пространства времени под воздействием материи и энергии.
Немногие люди, если такие существуют, не слышали о специальной теории относительности Эйнштейна. Именно стала стала первым прорывом после Ньютоновских представлений об абсолютном пространстве и времени. Эта была настоящая революция в науке – впервые удалось взглянуть на природу пространства-времени совершенно иначе, и многие посчитали что новая модифицированная версия лишена того что называли здравым смыслом. Все было перевернуто с ног на голову. Эйнштейну удалось показать что время не абсолютно, оно зависит от наблюдателя находящегося в инерциальной системе отсчёта. Время во вселенной вселенной отныне считалось текущим совершенно по разному – вблизи объектов с сильным гравитационным воздействием оно замедляется отдалясь от источника гравитационного воздействия они ускоряются. Отныне время и пространство уже не могли быть чем то отдельным друг от друга и формировали пространственно-временной континуум.
Введение понятия об инерциальных системах отсчета, покоящихся и движущихся относительно друг друга со скоростью выявили такие эффекты как релятивистское замедление времени с лоренцево сокращение длины. Если мы рассмотрели бы два космических корабля которые движутся относительно друг друга, можно было бы установить следующее следствие: относительно собственных показаний часов капитана на корабле, время было бы больше чем то которое принадлежит другой инерциальной системе отсчёта. В свою очередь, ровно тоже самое происходило бы если бы наблюдателем оказался другой капитан другого корабля для которого эффект замедления времени распространяется на другой экипаж. Более того, при движении с очень высокими скоростями, близкими к скорости света сторонний наблюдатель теперь мог бы видеть космический корабль становящийся плоской фигурой. Сокращение длины представляет собой уменьшенную длину в направлении движения. Реально ли на самом деле то что мы называем сокращением длины? Этот эффект абсолютно никак не проявляется для наблюдателя двигающегося в корабле с большими скоростями – все меняется лишь для стороннего наблюдателя который фиксирует геометрическое изменение в пространстве Минковского (четырехмерном пространстве) Сам Эйнштейн говорил о том что существование понятия сокращение длины можешь лишь запутать, его не существует для одного наблюдателя но оно существует лишь в том смысле что сторонний наблюдатель может зафиксировать это с помощью физических измерителей.
1.3 Относительность одновременности
ПАРАДОКС БЛИЗНЕЦОВ
Понятие относительности одновременности в рамках специальной теории относительности постулирует следующее: невозможно абсолютно точно утверждать что два разных события происходят одновременно если они разделены пространством. В этом смысле течение времени и понятие одновременности зависит лишь от системы отсчёта: классическим примерном является то что будет одновременным и одинаковым для наблюдателей каких либо нескольких событий на земле произойдет в разное время с тем кто будет двигаться относительно земли в инерциальной системе отсчёта пролетая в тот момент когда оба события произошли в точке A и точке B ровно между точкой А и B наблюдая те же самые события. Следует помнить то, что теория относительности ни коим образом не нарушает принцип причинности даже если в определенных ситуациях в одной инерциальной системе отсчета какое либо событие в точке А произошло первым тогда как для другой первым произошло событие в B события причинно связанные так или иначе сохраняют свой порядок событий во всех системах отсчета
Самым известным примером также является известный парадокс близнецов хотя на самом деле он не является парадоксом как таковым: Если два брата близнеца разделяются и один из них отправляется в космическое путешествие а другой при этом остается на земле должно существовать равноправие инерциальных систем отсчета. С одной стороны, тому кто остался на земле будет казаться что путешественник в космосе имеет остающие показания часов потому что на него действует тот самый эффект замедления времени потому что он двигается относительно земли со скоростью, с другой стороны для брата находящегося в космосе сама земля является двигающимся и ускоряющимся объектом к тому же имеющим сильное гравитационное поле. Следствие должно быть таким, что у обоих братьев показания часов должны быть одинаковыми так как, время проявляло эффект замедления в обоих системах отсчета относительно каждой из которых происходило наблюдение. В чем же заключается парадокс? В СТО если не учитывается гравитационный потенциал земли отстающими оказываются часы того брата который является космическим путешественником поэтому наблюдается противоречие в нарушении вида симметричности между состояниями. В действительности Альберт Эйнштейн объяснял этот парадокс после создания ОТО описывания влияние гравитационного поля на ход времени. Но как рассмотреть противоречие только в рамках СТО в которой не было никакого объяснения происходящему?
Проблема заключается еще и в интерпретации того что называется парадоксом близнецов который существует в различных трактованиях.
В одном из выводов о том что нет никакого противоречия установили, что на самом деле не существовало никакой равноправности между двумя инерциальными системами отсчёта: космический путешественник испытывал на себе самом влияние ускоренного движения для того чтобы вернуться на землю. Но проблема была в том что эксперементы установилы что ускоренное движение как таковое не влияет на скорость хода часов. Даже если существует нессиметричность она не объясняет того почему конкретно у того брата близнеца что являлся космическим путешественником замедляются часы.
Был предложен следующий вариант объяснения в рамках которого корабль с космическим путешественником не все отрезки своего пути движется равномерно, на некоторых участках он движется с ускорением и поэтому система отсчета совпадает с кораблем лишь на какой то отрезок его пути. Сама земля и ее мировая линия всегда одинаково прямая тогда как путь корабля является не прямой а изогнутой линией в пространстве времени, и это означает лишь то что она является длиннее чем прямая линия а значит, путешественник проходит больший путь которому соответствует меньшее собственное время.
Но на этом все не заканчивается.
В результате были выявлены аргументы которые пытались наглядно показать противоречивость СТО в которых путешественник всегда видел замедленный ход времени на неподвижных часах в системе отсчета брата наблюдателя, или то что мгновенная остановка в точке пространства-времени для брата путешественника также покажет отставание часов в точке, или же что вовсе все синхронизованные часы в неподвижной системе отсчета могут отстать даже у брата который не отправлялся в космическое путешествие что снова приводит к противоречию в самой СТО.
Поэтому, в одном из вариантов объяснения который должен был быть окончательным было то что невозможно синхронизировать часы в двух различных системах отсчёта.
Так как брат оставшийся на земле и другой который являлся космическим путешественником разделены точками в пространстве-времени они не могут сравнить и синхронизировать свои часы. В момент сихронизации в неподвижной системе отсчета брата на земле все часы показывают одинаковое время определяющее локальное настоящее. Эти же часы может наблюдать пролетающий мимо брат путешественник. Он движется в собственной системе отсчета относительно неподвижной и начало движения фиксируется как точка старта, после этого каждый из братьев обнаружит эффект замеделения времениу другого. Но локальное настоящее системы отсчёта брата на земле уже в каком то смысле не существует для путешественника потому что его системе теперь определено собственое настоящее с синхронизованными часами. И чем отдаленнее от него система брата близнеца тем в более дальнем будущем она имеет место существовать (относительно синхронизованных часов показывающих локальное настоящее в его собственной системе отсчета) которое ненаблюдаемо для него самого. Поэтому даже если часы в первой неподвижной системе идут замедленнее относительно системы отсчета движущегося брата наблюдателя различные часы находящиеся на траектории движения покажут будущее время.
Относительность эффекта разного темпа движения часов проявляется как раз в тот момент когда инерциальные системы отсчета разделены пространственными промежутками. Если они находятся в одной и той же пространственной точке то тогда они могут провести синхронизацию своих часов и тогда показания часов будут абсолютно одинаковы. Пролетая перед системой отсчета своего брата который не является путешественником он видит что они бегут вперед во времени, и если он резко остановиться он все равно будет находиться в будущем этой системы и только после полной остановки темпы хода часов станут одинаковыми но часы брата путешественника покажут меньшее время чем часы другого брата с земли в точке остановки и останут от всех часов в той системе отсчета мимо которой он двигался в том числе часов его брата. В итоге оказывается что моложе оказывается брат путешественник у которого прошло меньшее время, но если, все будет наоборот и брат который находится на земле решит набрать скорость он также попадет в систему отсчета брата путешественника которая будет находиться в будущем и окажется моложе брата. Поэтому вывод заключается лишь в том чья именно инерциальная система отсчета меняется, именно от этого зависит на кого из них будет проявляться эффект.
Есть и другие подробности связанные с эффектом близнецов – именно так его следовало бы называть потому что на самом деле он не несет никакого парадокса в отличие от тех следствий которые появляются в ОТО, далее я упомяну это.
В каких еще примерах проявляется относительность одновременности?
Всем известный пример с движущимся поездом в центре которого находится человек наблюдатель который проезжает мимо различных станций и видит человека находяшегося на платформе. Если в один момент времени в поезд ударяют две молнии, то для человека наблюдателя стоявшего на платформе и человека находящегося в центре эти события не будут одновременными.
В других вариантах это может быть источник света, вспышка которого посылается в переднюю и заднюю части вагонов человеком находящимся в центре в тот момент когда двое наблюдателей соприкасаются взглядами. Так как расстояние от задней части поезда до передней для человека находящегося в центре одинаково фиксированное от источника вспышки свет должен прийти в обе части поезда мгновенно и одновременно. Но для наблюдателя находящегося на платформе задняя часть поезда будет приближаться к источнику света а передняя удаляться от него. Но так как скорость света постоянна и одинакова во всех инерциальных системах отсчёта для всех наблюдателей свет который движется к задней части поезда находится в состоянии когда ему нужно преодолеть меньшее расстояние чем тому свету что движется к передней части и поэтому вспышки достигнут передней и задней частей вагона в разное время.
Вспомните ночное небо и свет далеких звёзд. Думаю все знают о том что он приходит к нам из прошлого и в тот момент когда мы наблюдаем его, звезды может уже не существовать. И дело не только в звёздах. В специальной теории относительности скорость света является фундаментальным пределом скорости которую не может превысить ни один объект во вселенной (за исключением гипотетических частиц тахионов). Если бы что-либо могло превышать скорость света то вероятно нарушался бы принцип причинно-следственных связей на которых во многом построена теория относительности: обогнав свет можно было бы оказаться в прошлом. Представьте себе что вы решили посмотреть в сверхмощный телескоп который видит не только планеты находящиеся в десятках а то и сотнях тысяч световых лет от вас и может рассмотреть поверхность этой планеты и все то что там происходит в деталях. Вы решили заглянуть и обнаружили в далеком космосе,
Фрагмент истории некой развитой цивилизации которой могло бы уже не существовать. Также как если бы кто то из дальних углов вселенной посмотрел в нашу область пространства-времени увидев следы далекого прошлого например древний египет, вавилон, грецию итд Это одно из самых простых и известных многим следствий теории относительности: время для каждого наблюдателя в зависимости от точки пространства различно. Если бы отправились на корабле со световой скоростью к ближайшим звёздам, которые находились бы на расстоянии двадцати или тридцати лет мы могли бы видеть себя в том самом прошлом если бы взглянули обратно добравшись до пункта назначения так как движение со световой скоростью замедляет время и на корабле, также как если бы кто то с той звезды находившейся на этом расстоянии мог бы увидеть часть нашего прошлого несколько десятилетий назад которое было бы для тех наблюдателей в некотором смысле настоящим но это иллюзорный эффект, они бы понимали что на самом деле это именно прошлое. Специальная теория относительности согласуется со всем вышесказанным: следствия этого кажутся весьма удивительными. Если бы отправились в далекое путешествие по просторам галактики со скоростью которая даже на одну четверть не приблизилась к световой вы были бы обречены скитаться по просторам вселенной с малейшим шансом на то что в действительности встретите кого-либо. Даже если бы двигались со световой скоростью, момент когда вы долетели бы до гипотетической планеты на которой существовала цивилизация мог бы оказаться тем моментом когда ее уже нет. В этом смысле, попасть в далекие области вселенной где действительно что то происходит кажется невозможным потому что в итоге то что мы наблюдали бы находилось бы уже в прошлом если мы не покидали бы пределов земли на космическом корабле чтобы отправиться туда. Даже ближайшая к нам планета альфа центавра находиться примерно в четырех с половиной световых годах. Получается скорость света действительно накладывает ограничение на путешествия по вселенной? Выходит что так, это одно из самых фундаментальных свойств природы. Возвращаясь к разумной цивилизации которая наблюдала бы фрагмент нашей собственной истории в прошлом мы могли бы задаться вопросом: так значит прошлое реально также как настоящее или будущее? Да. Именно об этом пойдет речь далее. Можно сказать что каждая область пространства времени с тем или иным человеком существует в пределах собственного светового конуса.
Световой конус представляет собой гиперповерхность и он ограничивает области будущего и прошлого для каждого конкретного события в точке пространства-времени. Можно сказать что световой конус определен в каждой следующей точке И именно в рамках СТО уравнения для световых конусов отличаются от тех что присутствуют в ОТО где все становится намного сложнее.
Свет выходит из точки и движется во всех пространственно-временных направлениях, и находясь в плоском пространстве времени в рамках СТО конусы делят событие на причинное будущее и прошлое но в искривленном бывают случаи когда световой конус способен замыкаться сам на себя и его часть оказывается внутри причинного прошлого или будущего без границы. Именно поэтому путешествия в прошлое чисто технически невозможны в сто и допустимы в Ото.
Специальная теория относительности является ценной теорией в науке и познании но к сожалению не имеет никаких интерпретаций или философских следствий в сравнении с квантовой механикой или общей теорией. Несмотря на то что изначально она не рассматривалась как что то близкое к практическому применению в отличие от квантовой теории, современная картина показывает что, квантовая теория не является теорией направленной исключительно на практические вещи- она оказывается еще дальше от видимой реальности чем любая из теорий относительности в ряде некоторых собственных следствий.
1.4 Этернализм и презентизм
«Различие между прошлым настоящим и будущем всего лишь стойкая иллюзия»
– Альберт Эйнштейн
Понятия Этернализма и презентизма как философскому подходу к осмыслению понятия пространства-времени согласованному и не противоречащему концепции теории относительности постулирует концепцию блок-времени: объективно существующей независимой от восприятия человека модели в которой сама вселенная состоит из подобных блоков которые соеденены друг с другом. В чем заключается основное отличие от привычных представлений о течении времени? Этернализм провозглашает идею о том что объективное будущее как и прошлое стационарно существовали и существуют всегда, и эффект течения времени не больше чем кажущееся свойство для наблюдателя: на самом деле это течение является иллюзорным, в рамках этерналистических конпцепций человек наблюдатель последовательно обнаруживает себя в состоянии сознания в определенный момент времени находясь в точке пространства в одном из блоков-времен на которые поделена вселенная. В иных трактовках вселенная нарезана на тонкие слои или листы наложенные друг на друга и если рассмотреть график с координатами икс и игрек то вдоль оси икс будет существовать пространство тогда как время будет отмечено по оси игрек стремящееся вверх – это и есть обозначение стрелы времени. Это означает что блоки-времена или тонкие временные слои наложены друг на друга. В рамках презенизма не существует понятия будущего и прошлого вне локального определяемого настоящего – наблюдатель видишь лишь область пространства-времени вне которой объективно не существует ни будущее ни прошлое, тоесть момент который был в прошлом был частью настоящего также как моменты будущего будут частью настоящего и в этом смысле создается эффект течения времени, в котором создается иллюзия того что все моменты присутствуют и проходят лишь через локальное настоящее, однако концепция презентизма в отличие от этерналистического подхода практически не согласуется с теорией относительности в которой объективно существующее будущее и прошлое определено через концепцию светового конуса. Кто то может допустить идею о том что концепция неизменных блоков времён может нести за собой следствие отсутствия свободы воли и детерминизма в том смысле что, если вселенная заранее определена как в будущем так и в прошлом каждый человек находится в некотором смысле встроен внутрь каждого события внутри каждого последующего блока в котором сформированы мысли, и даже действия которые в локальном настоящем моменте кажутся осознаваемыми и управляемыми хотя мы в действительности не детерминированы физическими явлениями настолько чтобы какое-либо действие за исключением отдельных частных случаев совершалось непроизвольно и не сознательно. Каждый человек как наблюдатель настоящего осознает собственный выбор и способность совершать какое либо действие потому что концепция блок времен подразумевает стационарно определенные заложенные в саму структуру пространства времени последовательные моменты в которых уже существуют все возможные точки и положения нашего собственного тела как и мыслей, просто представьте что вы видите прозрачный куб в котором вы находитесь и другой наложенный на него где вы уже расположены в других координатах и положении. Мы способны представить эту картину как статично так в динамике. Если мы представляем картину статичной мы просто должны представить себе последовательный набор реализации собственного положения в какой либо точке пространства времени. Так словно мы наблюдаем это от третьего лица но в реальности все происходит от первого лица также как и восприятие времени и собственных действий которые мы выбираем в текущий момент времени. Даже если этерналистическая концепция говорит о том что свобода воли в подобной ситуации будет ограничена, сторонники этих идей не учитывают того что не имеет никакого значения для нас как для локальных наблюдателей что определено в пространственно-временных блоках – в локальном настоящем мы не знаем о чем мы будем думать в будущем и поэтому это не имеет никакого значения. Далее мы рассмотрим это подробнее.
1.5 Замкнутые времениподобные в ото
Впервые идея о замкнутых времениподобных как возможности для путешествия в прошлое появилась из частного и точного решения уравнений общей теории относительности Эйнштейна и называлась метрикой Гёделя. Она показывала конфигурацию вселенной в которой некоторые параметры отличались от нашей. Его метрика является космологической моделью вращающейся вселенной но помимо вращения в её рамках отсутствует кое-что довольно значительное – Закон Хаббла или же расширяющуюся вселенную в которой галактики постепенно убегают друг от друга все дальше и дальше. Точное решение уравнений поля найденное Куртом Геделем не является реалистичной моделью так как не соответствует наблюдаемой нами физической вселенной и это решение представляет собой интересный математический формализм в котором допускаются замкнутые времениподобные по которым возможно путешествовать в прошлое. Однако, если это решение не соответствует нашей вселенной это не говорит о том что оно в целом является лишь математической абстракцией, оно допустимо для альтернативной вселенной и общая теория относительности из которой оно выведено допускает подобный сценарий. В такой вселенной космологическая постоянная или же лямбда член была бы отрицательной.
Космологическая постоянная впервые была введена Эйнштейном в свои уравнения гравитационного поля. В этом модифицированном варианте уравнений появилась статическая вселенная которая бесконечна во времени но конечна в пространстве. В ней не происходит никакого сжатия или расширения пространства.
После того как Хаббл открыл красное смещение оно стало интерпретироваться как доказательство расширяющейся Вселенной от начала момента большого взрыва.
Первоначально Эйнштейн ввел в уравнения положительную космологическую постоянную чтобы исключить действие гравитации на материю в рамках которой должно было присутствовать притяжение этой материи а этот факт привёл бы к бесконечному расширению статичной и пространственно конечной вселенной вселенной. Эта модель стала называться статической Вселенной Эйнштейна. Подобная вселенная оказалась нестабильной потому что в её рамках изменения значение космологической постоянной плотности материи или пространственной кривизны привели бы к тому что вселенная расширилась бы и ускорилась навсегда либо схлопнулась до сингулярности.
Однако, если все же замкнутые времениподобные верны и для нашей вселенной – появляется много вопросов.
1.6 Ось времени. Прошлое и будущее
Возвращаясь к этернализму: Мы делаем выводы о том что в рамках блок времени не существует свободы воли и все подвержено крайнему детерминизму лишь потому, что делаем вывод о произошедшей цепочке событий на линии времени в тот момент когда она остается позади. В этом есть иллюзия наблюдатели который уверен в том что, та последовательность событий жизни которая произошла или произойдет неизменна что приводит к концепции фатализма. Наш разум привык воспринимать течение времени которое также иллюзорно в рамках этерналистического подхода блок-времени. Время никуда не течёт оно нарезано на множество моментов последовательно укомплектованных друг за другом. В каждый следующий момент времени мы как наблюдатели осознаем себя в какой либо конкретный момент времени. Можно было бы предположить что свобода воли в рамках данной концепции отсутствует просто потому что, все последующие моменты представленные в виде статичных блоков уже существуют и мы уже находимся в них выполняя определённые действия и эта последовательность действий которые происходят в каждом дне каждого временного блока уже записана в будущем вплоть до каждого нашего движения в каждой минуте. Единственное что мы можем допустить что мы просто последовательно осознаем себя в каждый из таких моментов, наше сознание наблюдает за происходящим но как бы мы не способны изменить ничего и все что мы будем делать даже находясь под воздействием кажущейся свободы воли ей не является. Конечно не существует никаких сил которые бы заставляли нас выполнять какие-либо действия, в этом отношении мы не подчиняемся физическим законам в полной смысле этого слова наличием сознания и того что мы способны выбирать одну из различных допустимых альтернатив. Настоящая временная ось возможно и не должна быть прямой линией, скорее она представляет бесконечно разветвляющиеся линии где то связанные друг с другом а где то нет, уходящие в бесконечность. Вариативность прошлого как и будущего различна. Прошлое существует во множестве состояний как и будущее. И пока будущее не наступило оно не определено мы движемся по различным разветвлённым линиям в которых одно событие насаживается на другое. Поэтому беспокойство по поводу того что произошло и случилось как о том чего нельзя было избежать не имеет смысла, на постоянных разветвлениях всегда есть вероятность что именного этого события или цепочки событий могло не случиться. Остается вопросом лишь что происходит с не пройденными в прошлом линиями? Когда они сами были будущим относительно куда более раннего прошлого, существовала вероятность попадания на одну из их множества, но как только мы проходим по одной из них мы должны понимать что отрезок времени оставленный в прошлом по какой из них бы мы ни прошли остаётся там навсегда. Остальные линии уже представляют собой вероятности оставленные в прошлом. Принадлежат ли они нашей вселенной или уже другой? Сложность в восприятии подобных перепутывающихся друг с другом линий представленных как некая глобальная ось времени заключается в том, что наш разум не может представлять себе временную ось подобным образом, а только исключительно как единую линию. Но и данная версия представления несёт в себе различные вопросы. Для нас привычнее воспринимать единую ось времени, но даже если она в действительности просто является единой линией, тогда этернализм и блок время действительно будут тем что кажется ограничивали бы нашу свободу воли так как все последовательности событий будут выстраиваться в один конкретный набор вариантов, которые к тому же уже существуют а остальные наборы вариантов сценария развития нашей судьбы останутся на других альтернативных временных осях и будут принадлежать другой вселенной и уже даже не нам а другому наблюдателю. Если же верна идея с постоянно разветвляющимися линиями и переходами по ним в рамках одной вселенной это облегчает вопрос с одной стороны для нас как для тех кто имеет право что то менять в действительности и влиять на судьбу даже если все уже существует в будущем: мы просто постоянно переходим от одной ветви к другой а происходит это вероятностным и случайным образом поэтому наше будущее так и прошлое существует в рамках постоянных переходов на связанных и спутанных линиях. Следует помнить что временная ось отображает лишь направление времени а не говорит о том что такое само время и где оно находиться. Оно существует во всем, в состоянии окружающей природы и вселенной, в каждой частице нас и всего.
1.7 принцип изономии Демокрита
Каждый думающий человек однажды мог впустить в себя такую мысль: « что если может существовать всё, что только можно представить, все что не противоречит физическим законам, если допустить идею о бесконечности вселенной, безграничности самого времени и пространства. Это означало бы что любое событие или почти любое имело место быть в любой координате пространства времени в прошлом или будущем.
Впервые идея об этом как и о атомизме была найдена у Демокрита в принципе изономии. Он допускал что на бесконечном и не ограниченном пространстве и времени возможно и допустимо все что может быть. Из этого принципа был выведен постулат о том что нет никакого основания для того чтобы то или иное тело или явление существовало в конкретно одной чем в какой либо другой форме. Поэтому даже допускал вероятность существования самого атома размером с целый мир и о том что атомы могут двигаться с любой скоростью во всех направлениях что конечно же противоречит принципу постоянства скорости света в специальной теории относительности. То что предельная скорость частицы, а именно фотона имеет количественное ограничение в три сотни тысяч километров в секунду было найдено ещё Джеймсом Кларком Максвеллом при решений уравнений электромагнитно поля. Можно ли сказать что подобная мысль Демокрита уже не согласуется с физической картиной мира? Думаю что да. Если мы взглянем на свойства самих атомов, мы узнаем то что, микросистема ведёт себя совершенно иначе и конечно отличается от больших объектов в особенности планетарных размеров. Любая достаточно маленькая частица, достаточно малая для того чтобы быть частью квантовой системы обладает рядом свойств совершенно невозможных для больших масштабов. В отличие от планет и звездных систем, частицы не имеют траектории движения, и у них не может существовать орбит. В микромире действует принцип дискретности (прерывности) частицы то появляются то исчезают в различных местах не покидая предела внутренней структуры атома, такие как электрон протон нейтрон. Все эти системы описываются с помощью задания волновой функции и уравнения Шрёдингера. Но вместо классической теории вероятности, мы вычисляем не вероятность появления частицы в том или ином месте а амплитуду вероятности её возникновения который соответствует квадрату модуля этой амплитуды. У наблюдаемых больших систем всегда существует траектория движения, и мы можем задав уравнения движения рассчитать то что будет происходить с системой в последующие моменты времени в будущем. И в этой предопределённости есть некий детерминизм тогда как в квантовой системе, мы не можем одновременно вычислить координату и импульс частицы.
1.8 Стрелы Времени и Энтропия
Нам следует обратиться к ещё одному незыблемому принципу – термодинамической энтропии.
«я показал что психологическая стрела времени практически эквивалентна термодинамической стреле так что они должны быть направлены одинаково. Именно поэтому мы помним прошлое но не помним будущего»
– Стивен Хокинг
В самом начале зарождения вселенной когда энтропия была очень низкой количество возможных вариантов и вероятностей для различных событий была во множество раз меньше чем в каждый последующий момент времени, мы принимаем тот факт, что именно энтропия накладывает на реальность свойство того, что относительно прошлого в далёком будущем в связи с тем что энтропия становится все больше количество вариантов того что могло бы произойти увеличивается.
В остальных фундаментальных теориях направленность времени симметрична в обе стороны, уравнения показывают то что не существует никакой разницы между направлением, поэтому прошлое и будущее в таком понимании эквивалентны.
Но человек по видимому не вписывается в картину этого свойства самой природы. Все дело в том, что количество атомов молекул и других частиц в нас слишком много. На нас не действуют законы квантовой механики лишь потому что мы макрообъекты, и тот принцип что для квантовой системы для которой уравнение показывает лишь безразличие в отношении того в каком направлении происходит эволюция системы вперёд и назад по времени, конечно же не может быть редуцирован на нас. Нам приходиться мириться с тем свойством вселенной в которое мы вписаны и именно во влияние на нас термодинамических процессов, энтропии, которая заставляет нас двигаться исключительно вперёд по временной оси. Довольно легко представить картину разбивающегося стекла, или яйца или вовсе прыжок с большой высоты, но совершенно трудно представить что каким то образом такая система как мы состоящая из большого количества частиц вдруг начнёт двигаться в обратном направлении сама по себе (при этом преодолевая сопротивление воздуха законы гравитации и прочее). нет такой силы которая заставила бы все частицы в нас самих вдруг принять обратное направление как в пространстве из которого мы покинули точку падая с высоты так и во времени. К тому же этому мешали бы другие законы. Вся эта картина казалась бы полнейшим абсурдом. Вероятность того что стекло или яйцо после момента когда они разбились вдруг стали бы собираться заново и вернулись бы в исходное состояние в то места откуда они упали вызывает те же ощущения. Но если бы мы налили стакан с водой разделив его перегородкой и добавили бы в одну половину краситель а после убрали перегородку что бы мы наблюдали? Молекулы красителя смешались бы с чистой водой постепенно окрашивая её всю. Если бы мы смогли наблюдать то что происходит внутри мы бы увидели беспорядочное столкновение молекул. Но если бы мы прокрутили их столкновения и разлетания обратно по времени казалось бы что ничего не обычного в этом нет. И действительно, вероятность того что вода в стакане вновь могла бы стать чистой существует, но для этого понадобилось бы слишком много времени. Настолько много что человеческая цивилизация не существует столько сколько нужно было бы для наступления подобного момента.
Вы задумывались о чем думали люди прошлого? Могли ли они представлять в своем воображении что то очень далекое и вымышленное что находилось за пределами рамок их собственного времени и текущих представлений и понимания о мире. Да мы знаем что древние философы могли рассуждать о вселенной и допускать те или иные её свойства которые впоследствии спустя много столетий оказывались очень близки к тому что знаем мы сейчас. Но едва ли Сократ мог представить себе нечто похожее на футуристические звёздные корабли которые появились на иллюстрациях пятидесятых годов, в научной фантастике, или же те которые мы видим повсеместно в кино в самых различных вариациях. Как и писатели-фантасты не могли представить то что впоследствии стало называться теорией струн хотя временной интервал между тем что они создавали и моментом её появления мог составлять всего двадцать или тридцать лет.
1.9 Машина времени
А вот с машиной времени все не настолько плохо. Но и здесь есть много ограничений. Если бы нам хватило достаточно энергии для корабля который был бы способен искривлять пространство и время перед собой подобно кораблю который был предложен физиком Алькубере мы могли бы создавать замкнутые времениподобные не удаляясь на бесконечно далёкие расстояния. И тогда мы могли бы в живую наблюдать что происходило бы в реальности от самых различных парадоксов до всего остального.
Поэтому появилась известная гипотеза защиты хронологии Хокинга, и хоть это лишь гипотеза, она является некой надеждой для человека что если она верна то сами физические законы будут не допускать образование замкнутых времениподобных и противоречивых историй если будет верна теория квантовой гравитации и их образование будет запрещено на самом квантовом уровне. Однако это лишь гипотеза, похожая на стремление Эйнштейна найти оправдание детерминизму нашей жизни и принципу причинности отвергнув вероятности и неопределенность в квантовой механике. И в этом их можно понять. Наша вера в то что реальность должна не допускать чего либо кроется в наших убеждениях и логике, о том какой мы хотели бы её видеть. Но это не значит что она работала бы так, и поэтому вопрос о природе того как определяется вероятность чего либо всегда открыт. Мы не хотели бы знать ничего о возможности вселенных или нашей вселенной где было бы допустимо постоянное убийство дедушки и иных коварных событий. Иначе реальность просто выпадала бы у нас из под ног. Нам нравится считать что это могло бы быть допустимым но никогда не будет по тем или иным причинам и это отличает допущение в фантастике от реальности. Но это касается негативных сценариев. Хорошие и интересные сценарии для нас были бы куда привлекательнее и нам бы хотелось чтобы они существовали во вселенной. Нам было бы очень некомфортно знать к чему могли бы привести события если бы путешественник во времени был очень злонамерен. Но здесь вновь возвращается интерпретация Эверетта (глава 3 квантовая механика) с её запутанностями. И не было бы никакого принципа который мешал бы чтобы различные сценарии вселенных развивались как очень в плохих и темных тонах так в хороших и светлых. Таков защитный механизм нашей психики – не допустить в неё знание о множествах различных исходах событий в которых в особенности постоянно бы было убийство кого-либо кого мы знали лично. Это приводило бы к сценариям в которых путешественник во времени просто мог бы сойти с ума. Разница между допускать и принимать какую то модель и знать о реальности точно большая. Мы допускам множество вариантов событий в многомировой интерпретации но мы не знаем о них и не думаем как могло бы сложиться. И даже не знаем как точно все происходило. Пока они далеки от нашей реальности все хорошо вроде бы.
Представьте себе картину в которой путешественник во времени попадает не на свою ось времени. В такой ситуации могли бы не возникнуть и многие парадоксы как убийство дедушки потому что вернувшись в прошлое он попал в другую реальность (вселенную). Мы не будем задаваться вопросом как он туда попал находясь в рамках единой вселенной. Мы просто допустим то, что при путешествии в прошлое произошёл коллапс волной функции который привёл к изменению состояния системы и всей реальности который и привёл его в альтернативную реальность. Что происходило бы тогда? Скажем он убивает дедушку но никакого парадокса здесь нет потому что та ось времени и реальность из которой он прибыл не изменилась, потому что изменено прошлой этой линии а не другой и в его мире прошлое осталось таким же и дедушка остался жив а в том мире где путешественник совершил убийство не родиться другая версия его самого. Кажется парадокса нет и многие из них должны были бы самоустраняться подобным образом.
А можно представить ещё одну ситуацию – путешественников во времени много и они решают отправиться в прошлое чтобы навестить Эйнштейна. При этом происходит все тоже самое и все они попадают в альтернативные реальности и другие оси времени. Какой из них и к какому Эйнштейну он придёт? По какому принципу будет определяться то в какую именно реальность и линию времени попадут путешественники?
А теперь подумайте о том что в одном из возможных вариантов прошлого толпа путешественников во времени почти одновременно и вместе придут к одному такому Эйнштейну? Что произойдёт в будущем с тем миром где нечто подобное было бы допустимо? Это кажется полнейшим абсурдом не так ли? А если бы каждый раз различные путешественники приходили к разным Эйнштейнам и совершали какие то определённые действия меняющие будущее той линии реальности это привело бы к самым различным и странным сценариям. Допустимо ли подобное для вселенной и что определяло бы вероятность таких событий? Если бы путешествия во времени были возможными и без парадоксов и опирались бы на попадание в другую реальность тогда любой из самых различных подобных сценариев был бы допустим независимо от того что сказал и сделал путешественник со стариком. Это кажется абсурдом? Вне сомнений принять подобную идею крайне сложно. И чтобы нечто подобное было допустимо во первых нужно чтобы в реальности допускались замкнутые времениподобные а во вторых чтобы каким то неизвестным образом происходил коллапс волновой функции всей вселенной и путешественник оказывался бы не в своём мире (как подобное могло бы реализоваться остаётся просто неясным). В рамках самосогласованных историй и наличия замкнутых времениподобных путешественник должен всегда попадать в прошлое собственной вселенной потому что иное невозможно и нет никакого принципа по которому он вообще попадал бы в другую вселенную. Но подобные истории должны быть всегда непротиворечивы.
Принцип самосогласованности Новикова основан как принцип помогающий избежать парадоксов путешествий во времени. Он утверждает следующее: что вероятность изменения события в прошлом которое уже произошло с путешественником во времени равна нулю. Но во многом он основан на вере в то что во вселенной могут существовать лишь такие наборы событий которые являются полностью и глобально самосогласованными и не противоречат известным физическим законам. Скажем если в определённый момент путешественник во времени садится на ракету и попадает в своё прошлое любое влияние его на ход событий и себя самого в прошлом все равно так или иначе приводит к одному и тому же. И чтобы он ни делал он никак не способен изменить последовательности событий которые приводят к моменту когда он отправляется в прошлое. Не кажется ли это странным?
Постулируется также следующий принцип: единственное решение законов физики которые могут иметь место локально в реальной вселенной ведёт к той самой общей и глобальной самосогласованности а события идут друг за другом по замкнутой времениподобной неким циклическим образом в котором происходит саморегуляция событий.
Все это так словно некий набор уравнений определял бы каждое действие путешественника во времени и сами законы физики не давали бы ему совершить некое действие которое привело бы к парадоксу. Зыбкость концепции Новикова заключается в том, что подобная картина реальности привела бы к некому абсолютному детерминизму и отсутствию самого понятия свободы воли на которое накладывался запрет в виде физических законов. Да, конечно каждый человек понимает что в полном смысле наша свобода воли действительно ограничена ими – например мы при всем желании не можем выйти из окна и взлететь преодолевая действующую на нас гравитацию. Но в данном контексте речь идёт о другом. Мы знаем, что с помощью сознания мы способны делать определённый выбор или набор выборов в повседневной жизни которые конечно уже не запрещаются нам известными законами и здесь все действует скорее по принципу вероятности а вероятность во многом зависит от различных факторов в том числе от нашего собственного желания сделать в этот момент то или иное и пойти туда то или туда то. И если на движение частиц действительно действуют определённые силы заставляющие их двигаться в определённом направлении в моменты времени то на нас как на тех кто состоит из огромного множества атомов и частиц не действует все тоже самое. Собственной волей мы можем выбрать двигаться нам или стоять на месте. Конечно можно было бы увидеть что наша свобода воли ограничивается тем что происходит в нашем мозге – до того как совершить определённое действие, движение или принять решение в каком двигаться направлении внутри него всё уже произошло ещё до того как мы осуществили своё намерение – и этот процесс автоматичен и бессознателен, он протекает за время намного меньшее чем доли секунды, возможно миллисекунды или наносекунды. В определённом смысле подобное тоже часть ограничений накладываемых на нас реальностью но мы обращаем внимание на нечто подобное потому что не способны воспринимать время меньшее чем различные доли секунд, в особенности такое как наносекунда. Поэтому для нас это не является чем то существенно определяющим понятие свобода воли так как лежит внутри нас самих внутри самого нашего устройства и физиологии. Однако если бы силы заставляли нас каждый раз делать что- то независимо от нашего сознания и воли например все атомы в нас начинали бы движение в строгом произвольном направлении это было бы не хорошо для нас. Но этого не происходит. Поэтому принцип согласованности Новикова как попытка редукции к подобному неправилен. Во вселенной нет такого принципа или силы которая мешала бы путешественнику во времени совершить убийство дедушки и совершать все что придёт в голову. Но это расходится с концепцией того что время и событие в пространстве времени существует и нельзя изменить. Модель Новикова не учитывает аспект сознания и свободы воли человека и вариативности его поведения и различного выбора и действий. Поэтому едва ли может существовать в реальности. Но если мы снова вернёмся к путешествиям во времени где существуют парадоксы нарушающие принцип причинности это может означать лишь одно – либо замкнутые времениподобные невозможны либо они допустимы лишь в случае описанном ранее, когда путешественник попадает не в свою вселенную. Насколько вообще могут быть реальными такие вселенные и события в них если дать путешественнику во времени неограниченную возможность делать что угодно?
Некоторые философы пытаются применить к временным парадоксам модальную логику.
В её рамках существует следующее утверждение: изменение прошлого приводит к логическому противоречию. Если верно что прошлое произошло определенным образом то ложно и невозможно что оно произошло бы каким-либо другим способом.
В такой концепции путешественник во времени конечно не может изменить вписанные во время и пространство события прошлого которые уже произошли или точнее были всегда. Он будет вынужден действовать в рамках того чтобы соответствовать тому что произошло.
В самом этом утверждении изначально сделан ложный вывод который постулируется как некое утверждение или аксиома. В самом деле путешествие и изменение прошлого приводит к парадоксу и логическому противоречию. Но утверждение о том что если прошлое произошло одним образом оно не могло произойти никаким другим ложно. Даже если мы рассматриваем одну ось времени и лишь один мир, убирая остальные возможные варианты миров, даже в такой модели прошлое могло произойти самыми разными способами. Также, как и будущее. Можем ли мы утверждать однозначно какой представляется временная ось -однородной и единой линией или постоянно ветвящейся? Ось лишь указывает направление от прошлого к будущему и показывает термодинамическую стрелу времени которая необратима для человека. Световой конус будущего включает в себя множество различных вариантов событий через которые проходит мировая линия. Тоже самое и с прошлым. Если мы делаем вывод о некой последовательности событий собственной жизни считая их такими какими есть и делаем вывод о том что могло произойти лишь так а не иначе мы впадаем в стойкую иллюзию наблюдателя событий делая вывод о них уже после того как они произошли ведь мы не видим будущего или возможных и вероятностных вариантов прошлого которые могли произойти вместо того набора вариантов который произошёл. В рамках световых конусов в которых мы находимся, пока мы ещё не оказались в конечной точке будущего через которую будет проходить наша мировая линия мы не знаем что за именно будет эта точка так как количество подобных точек множество через которые может пройти свет. Световой конус будущего симметричен конусу абсолютного прошлого с разницей лишь в направлении. Точно также энтропия делает что количество вариантов будущего постоянно увеличивается. Прошлое многовариантно как и будущее даже в рамках одной оси времени так как всегда определяется вероятностями. Как только наша мировая линия проходит через определённый набор событий остальные вероятности уже не принадлежат нашей оси времени. Это говорит о том что либо неверна и ошибочна модальная логика либо её частный постулат либо о том что неверна концепция световых конусов из специальной теории относительности и теория вероятностей. Идея о том что путешественник будет вынуждать действовать в рамках соответствия тому что уже произошло похожа на Идею самосогласованности Новикова и вновь порождает противоречие с вопросом сознания и свободы воли, в рамках которой нет такой силы которая заставляла бы человека действовать чтобы соответствовать произошедшим событиям. Он может делать все что допустимо сознательностью и свободой воли.
Глава 2.
Сознание. Классические теории
2.1 Понятие Сознания
Что то такое сознание? – с далеких времен и по сей день этот вопрос не имеет единого универсального ответа.
Сознание -подобно бескрайнему и бесконечно глубокому океану… или необъятному космосу так вероятно сказал бы какой-нибудь поэт или художник
Это неотъемлимая часть каждого из нас и многих живых существ. Настолько, что мы уже привыкли ко многим его проявлениям как к чему то хорошо знакомому. Восприятие формируется и закладывается на определенных отрезках жизни, и многие его характеристики зависят от того насколько хорошо и в полной мере функцируют различые разделы мозга на каком либо ее этапе.
Когда речь заходит о самом понятии сознания – довольно непросто начинать описывать то что оно собой представляет особенно если вопрос: «что такое сознание?» помещен в самое начало главы. Было бы довольно просто сказать – сознание это… и выписать одно из множества всех возможных определений, которые представлены как в научной литературе, так и в различных субъективных интерпретациях различных людей или философских направлений. После этого можно было бы со спокойно уйти к горизонту на восход солнца с мыслью о том что моя задача выполнена а дальше пусть каждый сам понимает это как хочет. Но цель данной главы да и книги в целом попытаться составить подробную накопленную систему наших представлений о явлении сознания пусть и далеко не полную, пусть как и всегда фрагментарную ведь, полная картина в рамках одной книги едва ли была бы возможна но все же стоит попытаться сделать что то для того чтобы выявить те закономерности которые известны.
Вы не раз читали или слышали от самых разных людей, которые пытались давать определение тому что такое сознание. И вероятно, вы как и я каждый раз замечали, что то схожее в объяснениях, в которых однако было больше различий. В независимости от того кто пытается определить само понятие – специалист в области нейробиологии, или философ, или кто либо ещё, в каждом случае полной объективной картины нет потому что во многом само понятие сознания носит субъективный характер. Даже при том, что есть все же некие объективные понятия которыми занимается и выявляет нейронаука, или когнитивная психология вопросов остается слишком много.
