Ретропричинность

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Ретропричинность (обратная причинность) — гипотетическое явление или процесс с обратной причинно-следственной связью, то есть явление или процесс, при котором следствие предшествует своей причине во времени.

Ретропричинность — это мысленный эксперимент в философии науки, в частности в философии физики, в рамках которого исследуется, может ли будущее влиять на настоящее, а настоящее — на прошлое[1]. Философские рассуждения и художественные произведения о путешествиях во времени рассматривают схожий круг вопросов, хотя путешествие во времени и обратная причинность не являются синонимами[2].

Одна часть дискуссий по поводу обратной причинности ведётся в рамках маргинальных теорий и лженауки, а другая часть — в рамках мейнстримных физических теорий, в которых исследуется взаимодействие элементарных частиц[3].

Философия[править | править код]

Исследование причинности в философии восходит, по меньшей мере, к аристотелевскому анализу четырёх причин. В течение долгого времени считалось, что воздействие следствия на его причину содержит в себе логическое противоречие; как говорил Дэвид Юм, при рассмотрении двух взаимосвязанных событий причина по определению предшествует следствию[4].

В 1950-х годах Майкл Дамметт писал, что на самом деле c философской точки зрения следствие может предшествовать причине во времени[5]. Ему возражали философы Энтони Флю и Макс Блэк. Блэк приводил так называемый «аргумент неплательщика» (bilking argument), согласно которому обратная причинность невозможна, поскольку наблюдающий следствие мог бы помешать осуществлению его причины[6]. Более сложное обсуждение того, как вопрос о свободе воли соотносится с вопросами, поднятыми Блэком, вытекает из парадокса Ньюкома. Представители эссенциализма предложили другие теории, например, о существовании «подлинной причинной силы в природе»[7]; также они высказывали сомнения о роли индукции в теории причинности[8].

Физика[править | править код]

Несмотря на то, что способность влиять на прошлое может приводить к таким логическим противоречиям, как парадокс дедушки[9], такие противоречия могут быть преодолены наложением ограничений на условия путешествия во времени, например, через требование непрерывной последовательности действий из будущего в прошлое[10].

Такие аспекты современной физики, как, например, гипотетическое существование тахионов и некоторые времянезависимые аспекты квантовой механики, могут позволить частицам или информации путешествовать назад во времени. Ян Фэй из Копенгагенского университета утверждает, что логические возражения против макроскопического путешествия во времени не обязательно применимы к другим масштабам взаимодействия[11]. Вместе с тем, даже если обратная причинность возможна, она может быть не способна производить следствия, отличные от тех, что получились бы из обычных причинно-следственных связей[12].

Время идёт слева направо в этой фейнмановской диаграмме аннигиляции электрон-позитронной пары. В ретропричинной интерпретации электрон (обозначенный как е) не уничтожается, а становится позитроном (е+) и движется назад во времени.

Теория поглощения Уилера-Фейнмана[en], предложенная Джоном Уилером и Ричардом Фейнманом, использует ретропричинность и временную форму деструктивной интерференции, чтобы объяснить отсутствие сходящихся концентрических волн, существование которых предполагают некоторые решения уравнений Максвелла[13]. Эти волны не имеют ничего общего с причиной и следствием: это просто математический способ описания обычных волн. Причина, по которой эта теория была предложена, состоит в том, что заряженная частица не должна воздействовать на саму себя, поскольку в классической электродинамике это приводит к бесконечной собственной силе[14].

Фейнман, и ранее Эрнст Штюкельберг, предложили интерпретацию позитрона как электрона, движущегося назад во времени,[15] для объяснения решений уравнения Дирака, дающих отрицательную энергию. Электроны, движущиеся назад во времени, имеют положительный электрический заряд. Уилер применял понятие ретропричинности, чтобы объяснить идентичные свойства, общие для всех электронов, предполагая, что «все электроны — это один и тот же электрон» со сложной самопересекающейся мировой линией[16]. Йоитиро Намбу позже применил ретропричинность для объяснения возникновения и аннигиляции всех пар частица-античастица, утверждая, что «в конечном счете, возникновение и аннигиляция пар, которые могут произойти сейчас или потом — это никакие не возникновение и не аннигиляция, а лишь изменение направления движения частиц — из прошлого в будущее или из будущего в прошлое»[17]. В настоящее время ретропричинная точка зрения принимается для отдельных областей микромира,[18] однако она не имеет ничего общего с макроскопическими понятиями «причина» и «следствие», которые не применяются в описаниях микроскопических явлений, основанных на фундаментальных взаимодействиях.

Относительность[править | править код]

Замкнутые времениподобные кривые, в которых мировая линия объекта пересекает саму себя, возникают из некоторых точных решений[en] уравнения Эйнштейна. Хотя замкнутых времениподобных кривых, по-видимому, не существует при нормальных условиях, в экстремальных условиях пространства-времени, таких как кротовая нора,[19] или в окрестностях некоторых космических струн,[20] они, возможно, могут формироваться, что предполагает теоретическую возможность ретропричинности. До настоящего времени ни экзотическая материя, ни топологические дефекты, необходимые для возникновения таких экстремальных условий, наблюдениями не зафиксированы. Кроме того, Стивен Хокинг предложил механизм, который он называет «принципом защиты хронологии[en]», который привёл бы к уничтожению любой такой замкнутой времениподобной кривой до того, как ею можно было бы воспользоваться[21]. Эти и другие возражения против существования замкнутых времениподобных кривых не являются общепризнанными[22].

Квантовая физика[править | править код]

Ретропричинность иногда ассоциируют с квантовой нелокальностью, которая возникает из квантовой запутанности,[23] в том числе с известным частным случаем квантового ластика с отложенным выбором[en].[24] Однако проверка нелокальных корреляций требует передачи сигнала на досветовой скорости: теорема о запрете сверхсветового сигнала[en] не допускает передачи информации на сверхсветовой скорости, а фундаментальные описания материи и сил необходимо осуществлять в рамках квантовой теории поля, в которой пространственно-разделенные операторы коммутируют. Концепции квантовой запутанности, которые не связаны с ретропричинностью, подчеркивают, что опыты, демонстрирующие нелокальную корреляцию частиц, с равным успехом могут быть интерпретированы в других системах отсчета, с другим порядком измерений «причин» и «следствий», что необходимо для соответствия специальной теории относительности[25][26]. Нелокальная квантовая запутанность вполне может быть описана без применения ретропричинности, если надлежащим образом учитывать состояния системы[27]. Эксперименты физика Джона Креймера[en], направленные на изучение различных предлагаемых методов нелокальной или ретропричинной квантовой корреляции, до настоящего времени показывали невозможность передать нелокальные сигналы[28].

Ретропричинность также используется в формализме с двумя векторами состояния[en] в квантовой механике, в котором текущее квантовое состояние характеризуется сочетанием прошлого и будущего квантовых состояний[29].

Тахионы[править | править код]

Гипотетические сверхсветовые частицы, называемые тахионами, имели бы пространственно-подобную траекторию, а значит, могли бы двигаться назад во времени с точки зрения наблюдателей в некоторых системах отсчета. Несмотря на то, что в научной фантастике тахионы часто изображаются как возможное средство для отправки сообщений обратно во времени, теория предсказывает, что тахионы не могут взаимодействовать с обычными тардионами таким образом, чтобы это могло нарушить принцип причинности. В частности, принцип реинтерпретации Джеральда Фейнберга[en] делает невозможным строительство тахионного детектора, способного принимать информацию[30].

В маргинальных теориях[править | править код]

Парапсихолог Гельмут Шмидт[en] представил квантово-механическое обоснование обратной причинности,[31] в конечном счете утверждая, что эксперименты продемонстрировали возможность манипулировать радиоактивным распадом через ретропричинный психокинез[32]. Эти результаты и лежащая в их основе теория были отвергнуты научным сообществом,[33][34] хотя они получают некоторую поддержку от представителей маргинальной науки[35].

Попытки показать связь ретропричинности с исцелением верой[36] также были опровергнуты научными методами[37].

Один из экспериментов психолога Дэрила Бема[en] обсуждается в статье Ричарда Шоупа. В эксперименте Бема испытуемому показывают две занавески и просят угадать, за какой из них есть картинка. Большинство результатов были неотличимы от статистически вероятных (50 %), но более высокие результаты были получены для эротических изображений — 53,1 %[38][39].

См. также[править | править код]

Ссылки[править | править код]

  1. What's done is done… 36–39 (September 2006). doi:10.1016/s0262-4079(06)60613-1. Проверено 19 декабря 2006.
  2. Faye, Jan. Backward Causation (27 августа 2001). Проверено 24 декабря 2006.
  3. Sheehan, Daniel P. Frontiers of Time: Retrocausation - Experiment and Theory; San Diego, California, 20-22 June 2006. — Melville, New York : American Institute of Physics, 2006. — ISBN 0735403619.
  4. Beauchamp, Tom L.; Rosenberg, Alexander. Hume and the Problem of Causation. — New York : Oxford University Press, 1981. — ISBN 9780195202366.
  5. Dummett, A. E. Symposium: "Can An Effect Precede Its Cause?" / A. E. Dummett, Flew. — 11 July 1954. — Vol. 28. — P. 27–62. — DOI:10.1093/aristoteliansupp/28.1.27.
  6. Black, Max. Why Cannot an Effect Precede Its Cause?. — January 1956. — Vol. 16. — P. 49. — DOI:10.2307/3326929.
  7. Ellis, Brian. The Philosophy of Nature: A Guide to the New Essentialism. — Montréal : McGill-Queen's University Press, 2002. — ISBN 9780773524743.
  8. Beebee, Helen. Hume on Causation. — London : Routledge, 2006. — ISBN 9780415243391.
  9. Krasnikov S. V. Causality violation and paradoxes. — 15 March 1997. — Vol. 55. — P. 3427–3430. — DOI:10.1103/PhysRevD.55.3427.
  10. Do the laws of physics forbid the operation of time machines? 91–124 (7 May 2008). doi:10.1007/s11229-008-9338-2. Проверено 17 февраля 2017.
  11. Faye, Jan. Logic and Causal Reasoning. — Berlin : Akad.-Verl., 1994. — ISBN 3050025999.
  12. Elitzur A.; Dolev S.; Kolenda N. Quo Vadis Quantum Mechanics?. — Berlin : Springer, 2005. — ISBN 3540221883.
  13. Wheeler, John Archibald; Feynman, Richard Phillips. Interaction with the Absorber as the Mechanism of Radiation. — 1 April 1945. — Vol. 17. — P. 157–181. — DOI:10.1103/RevModPhys.17.157.
  14. Price, Huw. Time's Arrow & Archimedes' Point: New Directions for the Physics of Time. — 1st. — New York : Oxford University Press, 1997. — ISBN 0195117980.
  15. Feynman R. P. The Theory of Positrons. — 15 September 1949. — Vol. 76. — P. 749–759. — DOI:10.1103/PhysRev.76.749.
  16. Feynman, Richard The Development of the Space-Time View of Quantum Electrodynamics (11 декабря 1965). Проверено 2 января 2007.
  17. Nambu Y. The Use of the Proper Time in Quantum Electrodynamics I. — 1 February 1950. — Vol. 5. — P. 82–94. — DOI:10.1143/ptp/5.1.82.
  18. Villata M. Reply to "Comment to a paper of M. Villata on antigravity". — 30 November 2011. — Vol. 337. — P. 15–17. — DOI:10.1007/s10509-011-0940-2.
  19. Thorne Kip S. Black Holes and Time Warps: Einstein's Outrageous Legacy. — New York : W.W. Norton, 1995. — ISBN 0393312763.
  20. Gott, John Richard. Time Travel in Einstein's Universe: The Physical Possibilities of Travel Through Time. — 1st. — Boston : Mariner Books, 2002. — ISBN 0618257357.
  21. Hawking S. W. Chronology protection conjecture. — 15 July 1992. — Vol. 46. — P. 603–611. — DOI:10.1103/PhysRevD.46.603.
  22. Li, Li-Xin. Must time machines be unstable against vacuum fluctuations?. — 1 September 1996. — Vol. 13. — P. 2563–2568. — DOI:10.1088/0264-9381/13/9/019.
  23. Rave M. J. Interpreting Quantum Interference Using a Berry’s Phase-like Quantity. — 22 October 2008. — Vol. 38. — P. 1073–1081. — DOI:10.1007/s10701-008-9252-y.
  24. Wharton, William R. Backward Causation and the EPR Paradox (28 октября 1998). Проверено 21 июня 2007.
  25. Costa de Beauregard, Olivier Time Symmetry and the Einstein Paradox (1977).
  26. David Ellerman. A Common Fallacy in Quantum Mechanics: Why Delayed Choice Experiments do NOT imply Retrocausality (недоступная ссылка — история) (11 декабря 2012). Проверено 12 мая 2017. Архивировано 15 июня 2013 года.
  27. Rubin, Mark A. Locality in the Everett Interpretation of Heisenberg-Picture Quantum Mechanics. — 2001. — Vol. 14. — P. 301–322.
  28. J. G. Cramer (April 2014), Status of Nonlocal Quantum Communication Test, <http://faculty.washington.edu/jcramer/NLS/NLCE_AR2014.pdf>. Проверено 21 сентября 2016. 
  29. The Two-State Vector Formalism: An Updated Review (PDF). Проверено 7 июля 2014.
  30. Feinberg G. Possibility of Faster-Than-Light Particles. — 25 July 1967. — Vol. 159. — P. 1089–1105. — DOI:10.1103/PhysRev.159.1089.
  31. Schmidt, Helmut. Can an effect precede its cause? A model of a noncausal world. — June 1978. — Vol. 8. — P. 463–480. — DOI:10.1007/BF00708576.
  32. Schmidt, Helmut. Collapse of the state vector and psychokinetic effect. — June 1982. — Vol. 12. — P. 565–581. — DOI:10.1007/bf00731929.
  33. Druckman, Daniel; Swets, John A. Enhancing Human Performance: Issues, Theories, and Techniques. — Washington, D.C. : National Academy Press, 1988. — ISBN 9780309037921.
  34. Stenger, Victor J. Physics and Psychics: The Search for a World Beyond the Senses. — Buffalo, New York : Prometheus Books, 1990. — ISBN 9780879755751.
  35. Shoup, Richard. Anomalies and constraints: can clairvoyance, precognition, and psychokinesis be accommodated with known physics?. — 2002. — Vol. 16.
  36. Leibovici L. Effects of remote, retroactive intercessory prayer on outcomes in patients with bloodstream infection: randomised controlled trial. — 2001. — Vol. 323. — P. 1450–1. — DOI:10.1136/bmj.323.7327.1450.
  37. Bishop J. P. Retroactive prayer: lots of history, not much mystery, and no science. — 18 December 2004. — Vol. 329. — P. 1444–1446. — DOI:10.1136/bmj.329.7480.1444.
  38. LeBel, Etienne P.; Peters, Kurt R. Fearing the future of empirical psychology: Bem's (2011) evidence of psi as a case study of deficiencies in modal research practice.. — January 2011. — Vol. 15. — P. 371–379. — DOI:10.1037/a0025172.
  39. Shoup, Richard Understanding Retrocausality -- Can a Message Be Sent to the Past?. Boundary Institute (19 мая 2012). Проверено 11 декабря 2016. Архивировано 19 сентября 2015 года.

Источники[править | править код]

  • Jan Faye. Backward Causation (англ.). Stanford Encyclopedia of Philosophy (2015). Проверено 21 декабря 2017.