Дмитрий Радищев (dibr) wrote,
Дмитрий Радищев
dibr

Гарри Поттер и квантовая механика

Точнее, "...и парадоксы путешествий во времени, на примере маховика времени".


«Я с учёными общался много, и могу сказать так - если уж у человека в голове уживаются квантовая механика и теория гравитации, то он в принципе способен поверить во всё что угодно: в чох, сглаз, в хиромантию и в уринотерапию. И даже в официальную пропаганду, которая вообще не для того делается, чтобы в неё верили»

(c) Факап


В художественной литературе путешествия во времени вызывают определённые проблемы, которые авторам так или иначе приходится решать. Проблемы - это вопрос о том, что делать с "парадоксами" вида "я слетал в прошлое и убил своего дедушку, а лучше - самого себя". Вариантов разрешения таких парадоксов в литературе приведено много, все перечислять не буду, большинство в той или иной мере вызывают ощущение нелогичности или недообъяснённости - ну ладно, пусть например я не могу убить сам себя - но как это будет выглядеть в реальности, как именно вселенная (законы физики) запретит мне это сделать? Или - я раздавил бабочку, вся вселенная изменилась... но куда тогда исчезла старая, ведь я помню, я там был?


А какое-то время назад я прочитал Гарри Поттера и методы рационального мышления. И там был Маховик Времени, обладавший определёнными свойствами. Оригинального Поттера, за авторством Роулинг, я не читал, но говорят что тамошний маховик работает примерно так же - зато в ГПиМРМ тамошний Поттер проявил любопытство и поставил пару экспериментов, немного прояснивших суть :-) Итак, как работает Маховик в ГП:

- один оборот маховика - один час в прошлое, максимум - шесть часов, даже если использовать два маховика "по цепочке" (т.е. нельзя передать записку на шесть часов назад, а там передать другому магу, чтобы он передал её ещё на шесть часов назад - шесть часов - абсолютный предел).

- прошлое изменять нельзя - вселенная "самосогласована" (именно это слово использовал ГП из ГПиМРМ), а значит парадоксов нет, все события, включая перенос во времени, сразу, так сказать, включаются в ткань времени. Тем не менее Маховик в ряде случаев имеет смысл использовать. Хотя бы для того, чтобы реализовать что-то, невозможное без Маховика - но при условии, что когда ты повернёшь маховик - перенёсшийся на час во времени ты, уже час как занимался бы задуманным. Кстати, это снимает проблему двойника - двойник существует только эти максимум шесть часов, после чего "оригинал" переносится в прошлое, а дальше существует только "копия" (в прошлом уже побывавшая, и естественным ходом времени вернувшаяся куда надо). Да - с двойником встречаться можно, но только если это не приводит к парадоксу, поэтому если не уверен, то лучше этого не делать.

- если попытаться всё-таки изменить прошлое (создать парадокс) - произойдёт "что-то очень плохое". Что именно уже никто толком не помнит, потому что уже давно никто не пытался (потому что известно, что... и так далее), но можно, например, сойти с ума. Или иным относительно естественным образом попасть в ситуацию, в которой тебе будет уже не до создания парадоксов. Серьёзные волшебники даже наловчились при помощи передачи записок самому себе проверять, не приведёт ли путешествие во времени к парадоксу, и если приведёт - не переворачивать Маховик (глава 60 ГПиМРМ, правда я не понял, как именно он это сделал).

- самое интересное. Гарри Поттер попытался использовать Маховик для решения методом перебора задачи о разложении числа на множители, попытавшись создать петлю времени, передавая сам себе записки с числами. Предполагавшийся выход из петли - нахождение решения. Это была не попытка спровоцировать парадокс, поэтому никто не пострадал, но это было явно "неэкономным" по отношению к использованию Маховика действием, и результат был неожиданным - петля замкнулась за один оборот, запиской "не шути со временем" (которую он, несколько испугавшись, воспроизвёл и передал по петле в прошлое).


И тут я начал догадываться :-)

В квантовой механике есть две плюшки. Одна любопытная (именно из-за неё физики до сих пор верят, что квантовый компьютер может оказаться лучше классического) - что при правильном выборе изначального состояния системы и "измеряющего" воздействия на неё, система способна "самосогласоваться" сразу по многим параметрам за, тсзть, одно действие. И одна непонятная - в некоторых рассмотрениях оказывается, что время и "причинность" не так уж и важны, и события в прошлом могут оказываться "следствием" событий в будущем (в кавычках потому, что эта временнáя нелокальность есть только внутри описания, реально отправить послание в прошлое так же нельзя, как нельзя создать сверхсветовой телеграф на основе эксперимента квантовой телепортации). Простой неправильный пример - что открыв контейнер с котом Шредингера сейчас, я могу тем самым убить его полчаса назад (неправильный потому, что тут всё-таки можно придумать описание без нелокальностей), а правильный пример мне рассказывать лениво, и так слишком длинно получается.


А теперь у нас есть временнáя нелокальность, и есть потребность в получении самосогласованного решения. Совершенно ясно, что это же квантовая механика! Вселенная (её волновая функция) просто устроена так, что при использовании маховика времени (факт использования которого включён в волновую функцию) - сама коллапсирует к такому состоянию ("состояние" включает в себя и протяжённость во времени), в котором и маховик использован, и парадоксов нет. "Свобода манёвра" для вселенной - та самая квантовая неопределенность и квантовые случайности - мир ведь не строго детерминирован, непредсказуемость существует (и спрятана в квантово-механических случайностях, которые вполне вытягиваются и на макроуровень), вот эти случайности и складываются нужным образом, так чтобы.

При этом очевидно, что с наибольшей вероятностью выбирается один из наиболее вероятных :-) вариантов развития событий. Если цели создания парадокса у путешественника во времени не было - достаточно минимальных предосторожностей, и вселенная сама выберет один из простых (и потому очевидных) вариантов развития событий. Если же путешественник задался целью создать парадокс во что бы то ни стало - вселенная всё равно найдёт способ это предотвратить (так устроена волновая функция вселенной и "оператор наблюдения" наблюдателя/-ей), просто при этом будет выбран, ну, скажем так, существенно менее вероятный сценарий. Сойти с ума, попасть под метеорит, и так далее. Отсюда растут ноги и у "записочек самим себе" (создать петлю из возникшей ниоткуда записки - более дешёвый метод согласовать вселенную, чем сводить с ума аж целого мага), и "не шути со временем" в гаррипоттеровском эксперименте: одна петля намного дешевле нескольких сотен петель, даже если для этого придётся создать неожиданный для самого ГП текст записки. (Кстати, если бы ГП не испугался, то вполне возможно, что его метод сработал бы, потому что вариант с записочкой был бы перекрыт. Или он сошёл бы с ума - одно из двух).

Во-от. Кстати, подозреваю, что квантовомеханическое же "чего не видел, того не было" (события, непосредственно не наблюдавшиеся, могут "изменяться" даже после того, как они произошли) тут тоже работает - иначе при проверке, не использовал ли Поттер маховик времени для организации побега Беллатрисы Блэк из Азкабана (это опять ГПиМРМ), ответ "нет, не использовал" (неправильный, хе-хе, Поттер всех надул) был бы известен сразу, и Гарри отправили бы в прошлое не "для проверки", а просто "чтобы соблюсти правила игры" - чтобы раз уж он там был, то он бы туда и отправился, и никаких парадоксов.


И по мелочи. Почему ровно час и ровно шесть часов? Насчёт часа - предполагаю, что это либо "приблизительно час" (кто там обратит внимание на одну-две минуты в плюс или минус), либо - неизвестный нам создатель заклинания просто задал этот "ровно час" от балды - заклинания ведь магами создаются, час был выбран для удобства. Шесть часов же - скорее всего вообще не шесть, а "около шести, но несколько больше", и это предел времени сохранения когерентности интересующей нас части вселенной (не исключено, что на Луне или просто в дальнем космосе эта константа будет другой), но поскольку дискретность Маховика - час, то и переместиться нельзя больше чем на шесть оборотов. (Кстати - все ведь знают, что "пи квадрат равно жэ"? Ну, что ускорение свободного падения на поверхности Земли (на широте 45°) таки на самом деле равно квадрату числа "пи", а расхождения объясняются в первую очередь неоднократными изменениями эталонов метра и секунды, и только во вторую - что даже на одинаковой широте g может немного меняться?)


Также забавно, что Поттер сходу отверг "симуляционную гипотезу" (что все мы в матрице, и всё такое) - мол, вселенная с маховиком "невычислима по Тьюрингу". С чем я совершенно не согласен. Простейший вариант - пусть "вычислитель" сохраняет все состояния вселенной за последние шесть часов. Тогда, при обнаружении использования маховика времени, происходит "эксепшн", моделирование останавливается, вселенная откатывается на нужное время назад, и начинается задача по подбору такого решения, которое являлось бы самосогласованным. После этого моделирование перезапускается с этой точки с учётом проведённой согласовки. Да, при этом выбрасывается несколько уже смоделированных ("прожитых") часов, но поскольку назад откатывается вся вселенная, изнутри вселенной это обнаружить невозможно. Более экономный вариант - хранится только состояние "шесть часов назад", а чтобы не хранить промежуточные - это состояние просчитывается точно так же как основное, но с запозданием в шесть часов. Есть заморочка с поддержанием их идентичности (чтобы "отстающее" состояние гарантированно развивалось бы в точности так же, как "настоящее"), но она решаемая. Заодно становится ясно, откуда шесть часов (вот именно оттуда - так в настройках вселенной прописано), и почему и тут Вселенная (вычислитель) предпочитает простые решения :-)


Как-то так.

Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 8 comments