Млечный Путь № 4 2020

Эта теория была усилена с помощью квантовой теории информации в 2009 году в потрясающей статье итальянского исследователя Лоренцо Макконе. Макконе показал, что феноменологическое время может течь в любом направлении, как указал Шредингер, и как того требует обратимость времени. Квантовая механика, однако, утверждает, что процессы, уменьшающие энтропию, не могут оставить никаких следов. То есть процессы уменьшения энтропии фактически устраняют тот факт, что они произошли, как если бы время бежало в обратном направлении.

Макконе разрабатывает свою теорию, используя математику квантовой механики, используя волновые функции в гильбертовых пространствах (существуют бесконечномерные пространства, которые гарантируют двустороннее преобразование Фурье). Чтобы проиллюстрировать эту идею, Макконе предлагает следующий мысленный эксперимент:

Алиса находится в лаборатории, которая полностью изолирована, так что она развивается как законченное квантовое состояние.

Боб посылает ей немного энергии в виде света.

Алиса обнаруживает энергию с помощью детекторов, которые нагреваются при воздействии света. Она не проводит никаких измерений световых мод Боба, потому что энергия была преобразована в энтропию, как термодинамическое тепло.

Боб хочет вернуть свою энергию, т.е. хочет повернуть вспять энергетический процесс. Для этого он должен удалить энтропию, то есть устранить любую корреляцию между энергией, которую он ей послал, и ее инструментами, включая любые сделанные ею лабораторные записи. Если бы у него была эта сила, он мог бы вернуть ее лабораторию в состояние с более низкой энтропией и восстановить энергию. Но в результате Алиса не будет помнить о событии, лабораторные записи пусты, детекторы в порядке.

Таким образом, в процессе обращения энтропии система должна устранить любые корреляции с тем, что произошло. Ни корреляций, ни информации, ни памяти.

В примере Шредингера те из четырех замкнутых систем, которые работают в обратном времени, не могут быть изучены физикой, потому что их эволюция как будто вообще не происходила. Поэтому вместо того, чтобы видеть системы, как если бы они работали в обратном направлении, мы бы не осознавали их. Наша память и состояние любого другого оборудования, которое мы использовали, исчезли бы.

Действительно, закрытые системы могут работать в обратном времени все "время" в нашей Вселенной, но у нас нет возможности их обнаружить, потому что они скрываются со своим информационным содержанием. Это было бы похоже на попытку увидеть будущее.

Дополнительный и более странный вывод заключается в том, что мы могли бы "вспомнить" процессы в прошлом и потерять эти воспоминания в будущем. То есть процесс, обратный нашему собственному феноменологическому направлению, удаляет информационное содержание (квантовые корреляции) о его существовании, что предполагает, что в прошлом эта информация существовала и уменьшалась.

Может ли это означать, что мы можем помнить будущее?

Что ж, да и нет, как макроскопические существа мы сильно коррелированы друг с другом, и одно из требований к системам, которые должны двигаться в противоположных феноменологических направлениях, состоит в том, что они должны быть почти полностью изолированы друг от друга.

Не обращая внимания на этот факт, вернемся к чашке чая:

В то время, как чайная чашка может подняться с пола и снова собраться в моей руке, квантовая механика не позволяет мне это воспринимать, потому что мой мозг работает в другом феноменологическом направлении. Вместо этого я воспринимал разбитую чашу и вспомнил, как она упала. Тогда я постепенно теряю память о ее падении.

Если вы смотрели фильм "Мементо", то понимаете, о чем я говорю.

Макконе приходит к выводу, что сама Вселенная может находиться в состоянии нулевой энтропии, но мы воспринимаем ее эволюцию от низкой к высокой энтропии из-за уловки информационных систем.

На самом деле, может быть другая вселенная, перекрывающая нашу, но изолированная, развивающаяся в обратном направлении во времени, которую мы не можем воспринимать. Возможно, существуют целые инопланетные миры за пределами наблюдаемой вселенной, развивающиеся в обратном направлении.

***

Майкл Сигал - главный редактор журнала "Наутилус".

Метафизический багаж физики

Вопрос времени не был бы полным без разговора с Ли Смолином, бросившим школу физиком-теоретиком и основателем Института теоретической физики "Периметр" в Ватерлоо (Канада). Смолин исследует различные грани физики, он также продвинулся дальше, в экономику и философию науки, а также в популярную литературу. Его книга "Проблемы с физикой" 2008 года, не желающая уклоняться от конфронтации, была направлена на теорию струн. Смолин назвал тупиком одно из самых горячих достижений теоретической физики за последние 50 лет. В своем мышлении о времени он также взял курс, отличный от общепринятого, утверждая, что течение времени не просто реально, а более фундаментально, чем физический закон.

Он говорил со мной по телефону из своего дома в Торонто.