stringtranslate.com

Ретропричинность

Ретрокаузальность , или обратная причинность , — это концепция причины и следствия , в которой следствие предшествует своей причине во времени, и поэтому более позднее событие влияет на более раннее. [1] [2] В квантовой физике различие между причиной и следствием не проводится на самом фундаментальном уровне, и поэтому симметричные во времени системы можно рассматривать как причинные или ретрокаузальные. [3] [ нужна страница ] Философские соображения о путешествиях во времени часто затрагивают те же вопросы, что и ретрокаузальность, как и трактовка предмета в художественной литературе, но эти два явления различны. [1]

Философия

Философские попытки понять причинность восходят, по крайней мере, к рассуждениям Аристотеля о четырех причинах . Долгое время считалось, что следствие, предшествующее своей причине, является внутренним противоречием , поскольку, как утверждал философ 18 века Дэвид Юм , при рассмотрении двух связанных событий причиной по определению является то, что предшествует следствию. [4] [ нужна страница ]

Идея ретрокаузальности также встречается в индийской философии. Ее отстаивали по крайней мере два индийских буддийских философа, Праджнякарагупта (ок. 8–9 вв.) и Джитари (ок. 940–1000 гг.), последний написал специальный трактат на эту тему, « Трактат о будущей причине» ( Бхавикаранавада ). [5] В 1950-х годах Майкл Дамметт выступил против таких определений, заявив, что нет философских возражений против следствий, предшествующих своим причинам. [6] Этот аргумент был опровергнут коллегой-философом Энтони Флю , а позднее Максом Блэком . [6] «Аргумент обмана» Блэка утверждал, что ретрокаузальность невозможна, потому что наблюдатель следствия может действовать так, чтобы предотвратить возникновение его будущей причины. [7] Более сложное обсуждение того, как свободная воля связана с вопросами, поднятыми Блэком, суммируется парадоксом Ньюкомба . Философы- эссенциалисты предложили другие теории, такие как существование «истинных причинных сил в природе» или подняли вопрос о роли индукции в теориях причинности. [8] [ нужна страница ] [9] [ нужна страница ]

Физика

Большинство физических теорий симметричны относительно времени : микроскопические модели, такие как законы Ньютона или электромагнетизм, не имеют собственного направления времени. «Стрела времени», которая различает причину и следствие, должна иметь другое происхождение. [10] : 116  Чтобы уменьшить путаницу, физики различают сильную (макроскопическую) и слабую (микроскопическую) причинность. [11]

Макроскопическая причинность

Воображаемая способность влиять на прошлое иногда воспринимается как предположение, что причины могут быть сведены на нет их собственными следствиями, создавая логическое противоречие, такое как парадокс дедушки . [12] Это противоречие не обязательно присуще ретропричинности или путешествиям во времени; ограничивая начальные условия путешествия во времени ограничениями последовательности, можно избежать таких и других парадоксов. [13]

Аспекты современной физики, такие как гипотетическая тахионная частица и некоторые независимые от времени аспекты квантовой механики , могут позволить частицам или информации путешествовать назад во времени. Логические возражения против макроскопических путешествий во времени не обязательно могут предотвратить ретрокаузальность в других масштабах взаимодействия. [14] [ нужна страница ] Однако, даже если такие эффекты возможны, они не могут быть способны производить эффекты, отличные от тех, которые возникли бы в результате обычных причинно-следственных связей. [15] [ нужна страница ]

Физик Джон Г. Крамер исследовал различные предложенные методы нелокальной или ретрокаузальной квантовой коммуникации и обнаружил, что все они несовершенны и, в соответствии с теоремой об отсутствии коммуникации , неспособны передавать нелокальные сигналы. [16]

Относительность

«В теории относительности время и пространство переплетены в ткани пространства-времени, поэтому время может сжиматься и растягиваться под воздействием гравитации». [17] Замкнутые времениподобные кривые (ЗВК), иногда называемые временными петлями, [17] в которых мировая линия объекта возвращается к своему началу, возникают из некоторых точных решений уравнения поля Эйнштейна . Однако гипотеза защиты хронологии Стивена Хокинга предполагает, что любая такая замкнутая времениподобная кривая будет разрушена до того, как ее можно будет использовать. [18] Хотя ЗВК, по-видимому, не существуют в нормальных условиях, экстремальные среды пространства-времени , такие как проходимая червоточина или область вблизи определенных космических струн , могут допускать их кратковременное образование, что подразумевает теоретическую возможность ретрокаузальности. [ необходима цитата ] Экзотическая материя или топологические дефекты, необходимые для создания этих сред, не наблюдались. [19] [ необходима страница ] [20] [ необходима страница ]

Микроскопическая причинность

Большинство физических моделей симметричны во времени ; [10] : 116  некоторые используют ретропричинность на микроскопическом уровне.

Электромагнетизм

Теория поглотителя Уилера-Фейнмана , предложенная Джоном Арчибальдом Уилером и Ричардом Фейнманом , использует ретропричинность и временную форму деструктивной интерференции для объяснения отсутствия типа сходящейся концентрической волны, предложенной некоторыми решениями уравнений Максвелла . [21] Эти продвинутые волны не имеют ничего общего с причиной и следствием: они просто являются другим математическим способом описания нормальных волн. Причина, по которой они были предложены, заключается в том, что заряженная частица не должна была бы действовать сама на себя, что в обычном классическом электромагнетизме приводит к бесконечной силе самодействия. [21]

Квантовая физика

Время течет слева направо на этой диаграмме Фейнмана аннигиляции электрона и позитрона . При интерпретации с учетом ретропричинности электрон (обозначенный e − ) не был уничтожен, вместо этого став позитроном (e + ) и двигаясь назад во времени.

Эрнст Штюкельберг , а позже Ричард Фейнман , предложили интерпретацию позитрона как электрона, движущегося назад во времени, переосмыслив решения уравнения Дирака с отрицательной энергией . Электроны, движущиеся назад во времени, будут иметь положительный электрический заряд . [22] Это обращение времени античастиц требуется в современной квантовой теории поля и является, например, компонентом того, как нуклоны в атомах удерживаются вместе с ядерной силой , посредством обмена виртуальными мезонами, такими как пион . Мезон состоит из равного числа нормальных кварков и антикварков, и, таким образом, одновременно испускается и поглощается. [23]

Уилер использовал эту концепцию обращения времени для объяснения идентичных свойств, присущих всем электронам, предположив, что « все они являются одним и тем же электроном » со сложной самопересекающейся мировой линией . [24] Ёитиро Намбу позже применил ее ко всем случаям создания и уничтожения пар частица-античастица, заявив, что «конечное создание и уничтожение пар, которые могут происходить время от времени, не является созданием или уничтожением, а лишь изменением направления движения частиц из прошлого в будущее или из будущего в прошлое». [25] Точка зрения назад во времени в настоящее время принимается как полностью эквивалентная другим картинам, [26] но она не имеет ничего общего с макроскопическими терминами «причина» и «следствие», которые не появляются в микроскопическом физическом описании.

Ретрокаузальность связана с формализмом двойного выводного вектора состояний (DIVF), позже известным как формализм двух векторов состояний (TSVF) в квантовой механике, где настоящее характеризуется квантовыми состояниями прошлого и будущего, взятыми в сочетании. [27] [28]

Ретропричинность иногда ассоциируется с нелокальными корреляциями, которые обычно возникают из квантовой запутанности , включая, например, квантовый ластик с отложенным выбором . [29] [30] Однако могут быть даны описания квантовой запутанности, которые не включают ретропричинность. Они рассматривают эксперименты, демонстрирующие эти корреляции, как описанные из разных систем отсчета, которые расходятся во мнениях о том, какое измерение является «причиной», а какое — «следствием», что необходимо для соответствия специальной теории относительности. [31] [32] То есть выбор того, какое событие является причиной, а какое — следствием, не является абсолютным, а относится к наблюдателю. Описание таких нелокальных квантовых запутанностей может быть описано способом, свободным от ретропричинности, если рассматривать состояния системы. [33]

Визуализация тахиона : поскольку тахион движется быстрее скорости света , мы не можем видеть его приближение. После того, как тахион пролетит рядом, мы сможем увидеть два его изображения, появляющихся и удаляющихся в противоположных направлениях. Черная линия — это ударная волна черенковского излучения , показанная только в один момент времени.

Тахионы

Гипотетические сверхсветовые частицы, называемые тахионами , имеют пространственноподобную траекторию и, таким образом, могут казаться движущимися назад во времени, согласно наблюдателю в обычной системе отсчета. Несмотря на частое изображение в научной фантастике как метода отправки сообщений назад во времени, гипотетические тахионы не взаимодействуют с обычной тардионной материей таким образом, который нарушал бы стандартную причинность. В частности, принцип переинтерпретации Файнберга означает, что обычная материя не может быть использована для создания тахионного детектора, способного принимать информацию. [34]

Парапсихология

Утверждается, что ретрокаузальность имеет место в некоторых психических явлениях, таких как предвидение . Книга Дж. У. Данна 1927 года «Эксперимент со временем» изучала пророческие сны и стала безусловной классикой. [35] Парапсихолог Дж. Б. Райн и его коллеги провели интенсивные исследования в середине двадцатого века. Его преемник Гельмут Шмидт представил квантово-механические обоснования ретрокаузальности, в конечном итоге заявив, что эксперименты продемонстрировали возможность манипулировать радиоактивным распадом посредством ретрокаузального психокинеза . [36] [37] Такие результаты и их основные теории были отвергнуты основным научным сообществом и широко приняты как псевдонаука , хотя они продолжают иметь некоторую поддержку из источников маргинальной науки . [38] [ нужна страница ] [39] [ нужна страница ] [40] [ ненадежный источник? ]

Попытки связать ретропричинность с молитвенным исцелением также были отвергнуты. [41] [42]

С 1994 года психолог Дэрил Дж. Бем выступал за предвидение. Впоследствии он показывал подопытным два комплекта занавесок и просил их угадать, за каким из них находится картинка, но не показывал картинку за занавеской до тех пор, пока подопытный не сделал свою догадку. Некоторые результаты показали более высокую вероятность успеха (стр. 17) для подмножества эротических изображений, причем подопытные, которые идентифицировали себя как «ищущие стимул» в предварительном опроснике, набрали еще больше баллов. Однако, как и его предшественники, его методология подверглась резкой критике, а его результаты были обесценены. [43]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Faye, Jan (2001-08-27). "Обратная причинность". Стэнфордская энциклопедия философии . Получено 24.12.2006 .
  2. ↑ Барри, Патрик (сентябрь 2006 г.). «Что сделано, то сделано…». New Scientist . 191 (2571): 36–39. doi :10.1016/s0262-4079(06)60613-1 . Получено 19 декабря 2006 г.
  3. ^ Шихан, Дэниел П. (2006). Границы времени: ретрокаузация — эксперимент и теория; Сан-Диего, Калифорния, 20-22 июня 2006 г. Мелвилл, Нью-Йорк: Американский институт физики. ISBN 978-0735403611.
  4. ^ Beauchamp, Tom L.; Rosenberg, Alexander (1981). Юм и проблема причинности . Нью-Йорк: Oxford University Press . ISBN 9780195202366.
  5. ^ Шинья Морияма, «Праджнякарагупта: буддийская эпистемология как путь к мудрости недвойственности», в Edelglass (ред.) и др. Справочник Routledge по индийской буддийской философии (Routledge Handbooks in Philosophy), стр. 528-539. Routledge (2022).
  6. ^ ab Дамметт, AE; Флю, А. (11 июля 1954 г.). «Симпозиум: «Может ли следствие предшествовать своей причине?»". Дополнительный том Аристотелевского общества . 28 (1): 27–62. doi :10.1093/aristoteliansupp/28.1.27.
  7. ↑ Блэк, Макс (январь 1956 г.). «Почему следствие не может предшествовать своей причине?». Анализ . 16 (3): 49–58. doi :10.2307/3326929. JSTOR  3326929.
  8. ^ Эллис, Брайан (2002). Философия природы: Руководство по новому эссенциализму . Монреаль: McGill-Queen's University Press. ISBN 9780773524743.
  9. ^ Биби, Хелен (2006). Хьюм о причинности . Лондон: Routledge. ISBN 9780415243391.
  10. ^ ab Price, Huw (1997). Стрела времени и точка Архимеда: Новые направления в физике времени (1-е изд.). Нью-Йорк: Oxford University Press. ISBN 978-0195117981.
  11. ^ Крамер, Джон Г. (1980-07-15). «Обобщенная теория поглотителя и парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена». Physical Review D. 22 ( 2): 362–376. Bibcode : 1980PhRvD..22..362C. doi : 10.1103/PhysRevD.22.362. ISSN  0556-2821.
  12. ^ Красников, С.В. (15 марта 1997 г.). «Нарушение причинности и парадоксы». Physical Review D. 55 ( 6): 3427–3430. Bibcode : 1997PhRvD..55.3427K. doi : 10.1103/PhysRevD.55.3427.
  13. ↑ Эрман, Джон; Сминк, Кристофер; Вютрих, Кристиан (7 мая 2008 г.). «Запрещают ли законы физики работу машин времени?». Synthese . 169 (1): 91–124. doi : 10.1007/s11229-008-9338-2 . ISSN  0039-7857.
  14. ^ Фэй, Ян (1994). Логика и причинно-следственное рассуждение . Берлин: Akad.-Verl. ISBN 978-3050025995.
  15. ^ Элицур, А.; Долев, С.; Коленда, Н. (2005). Quo Vadis Квантовая механика? . Берлин: Шпрингер. ISBN 978-3540221883.
  16. ^ Крамер, Дж. Г. (апрель 2014 г.), «Статус теста нелокальной квантовой связи» (PDF) , UW CENPA Annual Report 2013-14, Статья 7.1 , получено 21 сентября 2016 г..
  17. ^ ab Frankel, Miriam (1 июня 2024 г.). de Lange, Catherine (ред.). «Петля во времени». New Scientist . Нью-Йорк, Нью-Йорк и Лондон, Англия: New Scientist Limited: 33. ISSN  2059-5387.
  18. ↑ Хокинг, SW (15 июля 1992 г.). «Гипотеза защиты хронологии». Physical Review D. 46 ( 2): 603–611. Bibcode : 1992PhRvD..46..603H. doi : 10.1103/PhysRevD.46.603. PMID  10014972.
  19. ^ Торн, Кип С. (1995). Черные дыры и искривления времени: возмутительное наследие Эйнштейна . Нью-Йорк: WW Norton . ISBN 978-0393312768.
  20. ^ Готт, Джон Ричард (2002). Путешествие во времени во Вселенной Эйнштейна: Физические возможности путешествия во времени (1-е изд.). Бостон: Mariner Books. ISBN 978-0618257355.
  21. ^ ab Уилер, Джон Арчибальд; Фейнман, Ричард Филлипс (1 апреля 1945 г.). «Взаимодействие с поглотителем как механизм излучения» (PDF) . Reviews of Modern Physics . 17 (2–3): 157–181. Bibcode : 1945RvMP...17..157W. doi : 10.1103/RevModPhys.17.157.
  22. ↑ Фейнман, Ричард Филлипс (15 сентября 1949 г.). «Теория позитронов». Physical Review . 76 (6): 749–759. Bibcode : 1949PhRv...76..749F. doi : 10.1103/PhysRev.76.749. S2CID  120117564.
  23. ^ Гриффитс, DJ (2008). Введение в элементарные частицы (2-е изд.). John Wiley & Sons . стр. 61, 70–71. ISBN 978-3-527-40601-2.
  24. ^ Фейнман, Ричард (11 декабря 1965 г.). Развитие пространственно-временного взгляда на квантовую электродинамику (речь). Нобелевская лекция . Получено 2007-01-02 .
  25. ↑ Намбу, И. (1 февраля 1950 г.). «Использование собственного времени в квантовой электродинамике I». Progress of Theoretical Physics . 5 (1): 82–94. Bibcode : 1950PThPh...5...82N. doi : 10.1143/ptp/5.1.82.
  26. ^ Виллата, М. (30 ноября 2011 г.). "Ответ на "Комментарий к статье М. Виллата об антигравитации"". Астрофизика и космические науки . 337 (1): 15–17. arXiv : 1109.1201 . Bibcode : 2012Ap&SS.337...15V. doi : 10.1007/s10509-011-0940-2. S2CID  118540070.
  27. ^ Ватанабэ, Сатоси (1955). «Симметрия физических законов. Часть III. Предсказание и ретроспекция». Reviews of Modern Physics . 27 (2): 179–186. Bibcode : 1955RvMP...27..179W. doi : 10.1103/RevModPhys.27.179. hdl : 10945/47584 . S2CID  122168419.
  28. ^ Ааронов, Якир и Лев Вайдман. «Формализм вектора двух состояний: обновленный обзор» (PDF) . Получено 07.07.2014 .
  29. ^ Rave, MJ (22 октября 2008 г.). «Интерпретация квантовой интерференции с использованием фазоподобной величины Берри». Основы физики . 38 (12): 1073–1081. Bibcode : 2008FoPh...38.1073R. doi : 10.1007/s10701-008-9252-y. S2CID  121964032.
  30. ^ Уортон, Уильям Р. (1998-10-28). «Обратная причинность и парадокс ЭПР». arXiv : quant-ph/9810060 .
  31. ^ Коста де Борегар, Оливье (1977). «Временная симметрия и парадокс Эйнштейна» (PDF) . Иль Нуово Чименто (42B).
  32. ^ Эллерман, Дэвид (11.12.2012). «Распространённое заблуждение в квантовой механике: почему эксперименты с отложенным выбором НЕ подразумевают ретропричинность». Архивировано из оригинала 15.06.2013 . Получено 12.05.2017 .
  33. ^ Рубин, Марк А. (2001). «Локальность в интерпретации Эверетта квантовой механики Гейзенберга». Foundations of Physics Letters . 14 (2001): 301–322. arXiv : quant-ph/0103079 . Bibcode :2001quant.ph..3079R. doi :10.1023/A:1012357515678. S2CID  6916036.
  34. ^ Файнберг, Г. (25 июля 1967 г.). «Возможность частиц, движущихся быстрее света». Physical Review . 159 (5): 1089–1105. Bibcode : 1967PhRv..159.1089F. doi : 10.1103/PhysRev.159.1089.
  35. ↑ Джон Гриббин ; Рецензия на книгу «Эксперимент со временем», New Scientist , 27 августа 1981 г., 548.
  36. ^ Шмидт, Хельмут (июнь 1978). «Может ли следствие предшествовать своей причине? Модель некаузального мира». Foundations of Physics . 8 (5–6): 463–480. Bibcode :1978FoPh....8..463S. doi :10.1007/BF00708576. S2CID  120918972.
  37. ^ Шмидт, Хельмут (июнь 1982 г.). «Коллапс вектора состояния и психокинетический эффект». Основы физики . 12 (6): 565–581. Bibcode :1982FoPh...12..565S. doi :10.1007/bf00731929. S2CID  120444688.
  38. ^ Дракман, Дэниел; Суэтс, Джон А. (1988). Повышение производительности человека: проблемы, теории и методы . Вашингтон, округ Колумбия: National Academy Press. ISBN 9780309037921.
  39. ^ Стенгер, Виктор Дж. (1990). Физика и экстрасенсорика: поиск мира за пределами чувств . Буффало, Нью-Йорк: Prometheus Books. ISBN 9780879755751.
  40. ^ Шоуп, Ричард (2002). «Аномалии и ограничения: можно ли ясновидение, предвидение и психокинез приспособить к известной физике?». Журнал научных исследований . 16 .
  41. ^ Лейбовичи, Л. (2001). «Влияние дистанционной ретроактивной заступнической молитвы на результаты у пациентов с инфекцией кровотока: рандомизированное контролируемое исследование». British Medical Journal . 323 (7327): 1450–1. doi :10.1136/bmj.323.7327.1450. PMC 61047 . PMID  11751349. 
  42. ↑ Бишоп, JP (18 декабря 2004 г.). «Ретроактивная молитва: много истории, мало тайн и никакой науки». BMJ . 329 (7480): 1444–1446. doi :10.1136/bmj.329.7480.1444. PMC 535973 . PMID  15604179. 
  43. ^ LeBel, Etienne P.; Peters, Kurt R. (январь 2011 г.). «Опасаясь будущего эмпирической психологии: доказательства Бема (2011 г.) о пси как примере недостатков в практике модальных исследований» (PDF) . Review of General Psychology . 15 (4): 371–379. doi :10.1037/a0025172. S2CID  51686730 . Получено 2 ноября 2017 г. .