Вы когда-нибудь хотели вернуться в прошлое и изменить его? Может быть, вы отменили бы неприятный звонок или взяли назад слова, которые только что сказали своему начальнику. А может, вы хотели бы изменить результаты вчерашней лотереи и сделать себя победителем? Здравый смысл говорит нам о том, что влиять на прошлое невозможно — что сделано, то сделано, не так ли? И даже если бы это было возможным, задумайтесь о невероятных парадоксах, которые породило бы умение изменять прошлое. Слегка подправляя собственное прошлое, можно случайно изменить какие-то обстоятельства, которые, к примеру, привели к знакомству ваших родителей, а, следовательно, к вашему появлению на свет.

В этом и заключаются основные опасности концептуального явления под названием «ретропричинность», идея которого заключается в том, что настоящее может влиять на прошлое, а будущее — на настоящее. Звучит довольно странно, но ретропричинность вполне вписывается в рамки известных нам законов природы. Дебаты об этом явлении ведутся десятилетиями (в основном в рамках философии и квантовой физики). К сожалению, эксперименты в этой области весьма редки.

Возможно, скоро такие эксперименты будут воплощены в жизнь. Исследователи стоят на самом пороге проведения опытов, в ходе которых, возможно, будут найдены способы направить сигнал в прошлое. Причем им для этого не понадобятся ни черные дыры, ни дополнительные измерения, ни иные экзотические приспособления для путешествия во времени. Все будет проделано с помощью новейших достижений оптики и странных, но знакомых свойств квантовых частиц. Если эффект ретропричинности будет подтвержден, это событие перевернет все наши привычные представления о природе причинно-следственных связей и о функционировании нашей Вселенной.

Со времен законов движения Ньютона уравнения в физике рассматривают время как «симметричное» — они применимы и для процессов, бегущих назад в течение времени, и для процессов, идущих вперед. Ситуация стала действительно странной в начале XX века, когда Эйнштейн сформулировал теорию относительности с ее четырехмерной тканью пространства-времени. Согласно этой модели наши представления о том, что ход истории поступателен, «склеен» из кусков под названием «прошлое», «настоящее» и «будущее» — иллюзия. Прошлое, Настоящее и Будущее существуют в неизменной вселенной «бесшовно», единым и неделимым «блоком». Если ваши представления о вселенной и времени в ней именно таковы, то вы ошибаетесь, говорят ученые. Между прошлым и будущим нет никакой разницы, они представляют собой единый и неделимый «блок». Следовательно, вы можете с тем же успехом влиять из будущего на прошлое, как влияете из прошлого на будущее.

С наступлением эпохи квантовых механизмов относительность времени событий и движения частиц перестало иметь значение. Для квантовой механики реальный ход течения времени не важен. С 1940-х годов исследователи изучали феномен обратного течения времени. Ричард Фейнман выдвинул предположение о том, что позитроны (антивещество — эквивалент электронов) на самом деле являются обычными электронами, только совершающими путешествие в прошлое. Была даже разработана теория электродинамики, основанная на волнах, совершающих путешествие в прошлое и будущее. Доказательства этой теории, однако, были весьма туманными.

В 1978 году Вилер предложил вариации на тему классического эксперимента «двойного сечения» квантовой механики. Экспериментаторы направили фотоны через барьер с двумя сечениями (отверстиями), и принимали решение, как рассматривать фотон на данном этапе — как волну или как частицу. Эксперимент выглядел так: если вы поднимете экран позади сечений, то получите образец светлых и темных полос, как будто каждый фотон проходит через оба разреза и сталкивается с собой, как волна. Если вы возьмете снимок сечений, то увидите, что каждый фотон проходит только через одно сечение — это вызвано тем, что частица выбирает свой собственный путь. Но Вилер задал вопрос, что, если дождаться момента, когда фотоны преодолеют сечения, и только после этого сделать выбор, как рассматривать фотон — как волну или как частицу? Теоретически можно внезапно поднять экран, чтобы повлиять на две камеры, находящиеся позади него, каждая из которых настроена на определенное сечение. Тогда получится, что вы можете повлиять на траекторию фотона и на то, окажется ли он волной или частицей, уже после факта «выбора».

В 1986 году Кэрролл Аллея из Университета Мэриленд нашла способ проверить эту идею, используя более практичным структуру: интерферометр, позволяющий фотонам проходить по первому или по второму пути, пройдя через фильтр света. Разумеется, "путь фотона зависит от выбора, сделанного после того как фотон «принял решение», чем ему стать — волной или частицей. Другие группы ученых подтвердили аналогичные результаты, и на первый взгляд показали, что настоящее влияет на прошлое. Большинство физиков, однако, придерживаются той точки зрения, что нельзя сказать, по какому пути пойдет фотон до того момента, как произведены необходимые замеры. Иными словами, до сих пор нет убедительных данных о существовании такого явления как ретропричинность.

Ретропричинность изучает известный исследователь Джон Крамер. В середине 80-х годов, работая в университете штата Вашингтон в Сиэтле, он предлагает теорию "сделки интерпретации" квантовой механики — одну из многих попыток увязать математику квантовой теории к реальному миру. В теории говорится о том, что частицы взаимодействуют между собой путем передачи и приема физических волн, которые путешествуют во времени из прошлого в будущее и наоборот. В июне, на конференции Американской ассоциации по развитию науки, Крамер предложил эксперимент, который может стать проверкой такого рода явления как «ретропричинность». Он сочетает в себе эксперимент «волн и частиц двойного сечения» с другими загадочными явлениями квантовой физики в попытке отправить сигнал в прошлое.

Эксперимент основан на работе, проделанной в конце 90-х годов в исследовательской лаборатории Антона Зейлингера. Исследователь Биргит Допфер установил, что фотоны, которые "переплетаются", или, другим словами, связаны схожими свойствами, к примеру, импульсными, демонстрируют схожее поведение ( волны или частицы). Используя кристалл, Допфер преобразовал один луч лазера в два, для того, чтобы фотоны света в одном были сопряжены с фотонами в другом, и каждая пара схожих фотонов была совмещена с устройством, известным как «детектор совпадений» («квадратурный детектор»). Один луч проходил через двойное сечение в детектор фотонов, тогда как другой прошел через объективы подвижных детекторов, которые могли улавливать фотонов в двух различных позициях.

Показатели подвижного детектора являются ключевыми в данном эксперименте, потому что в одном положении он четко показывает изображения сечений и определяет фотоны как частицы, а в другом положении он улавливает только волнообразные формы фотонов. Допфер показал, что восприятие одного фотона в качестве частицы или волны заставляет его «собрата» принимать ту же форму. То есть наше настоящее восприятие фотона повлияло на его прошлое «воплощение».

Если дальнейшие эксперименты все же докажут существование такого физического явления, как «ретропричинность», этот факт невольно откроет двери для весьма тревожных парадоксов. Если бы вы могли предвидеть последствия своего выбора до того, как сделали его, не поменяли бы вы его на иной выбор и не изменили бы тем самым законы природы? Некоторые исследователи предполагают, что явление ретропричинности возможно лишь в некоторых обстоятельствах, в которых вам известна только очень небольшая часть информации о прошлом и настоящем.

Другими словами, даже если настоящее может влиять на прошлое, оно не может его изменить. Факт, что сегодня ваши волосы короче, чем вчера, влияет на факт посещения парикмахерской вчера и наоборот, но решение о походе в парикмахерскую вы изменить уже не можете. Нельзя говорить об изменении прошлого при помощи изучения ретропричинности, можно говорить лишь о влиянии и возникновении каких-то событий. Мы не можем реально изменить прошлое. То же самое относится и к будущему.

Если у вас уже заболела голова от всех этих сложных научных и философских выкладок, просто примите на веру: если явление ретропричинности действительно существует, оно, несомненно, поможет нам узнать фундаментальные принципы функционирования нашей Вселенной. Это явление может помочь ученым разгадать одну из главных загадок современной физики — почему одна частица может мгновенно повлиять на другую, даже если они находятся в разных частях галактики? Это явление не совсем вписывается в закон относительности, согласно которому ни одна частица не может двигаться быстрее скорости света. В то же время все последние эксперименты доказывают, что одна частица может мгновенно (!) повлиять на другую, где бы та ни находилась. Физики утверждают, что таким образом никакой передачи информации не происходит: вращение частицы вверх или вниз является случайностью и не может поддаваться контролю, следовательно, законы относительности не нарушаются.

Явление ретропричинности предлагает альтернативное объяснение этому феномену. Одна из частиц может отправить волну назад по временной шкале к тому моменту, когда была создана пара частиц. Сигналу не нужно будет двигаться быстрее, чем свет; он мог бы просто повторить пройденный первой частицей путь через пространство-время, вернувшись в то месте, где две частицы впервые испустили в пространство-время свои импульсы. Там волна от первой частицы может взаимодействовать со второй частицей, не нарушая теории относительности. Ретропричинность, таким образом, является самым простым и логичным объяснением этого феномена.

Если ретропричинность действительно существует, она могла бы помочь нам разобраться в том, почему вселенная, обитателями которой все мы являемся, так точно «спроектирована» именно под человеческую расу? Физик-теоретик Пол Дэвис предложил такое объяснение: возможно, вселенная обладает неким механизмом для «автоматической подстройки» самой себя под своих обитателей. В этой теории есть место и для явления ретропричинности: формирование известных нам ныне физических законов в прошлом могло происходит под влиянием наших знаний о них в настоящем. Если предположить, что «автоподстройка» вселенной действительно существует, то явление ретропричинности — это механизм этой самой подстройки, формирующий в прошлом удобные законы существования для жизни в настоящем, опираясь именно на это самое настоящее. Получается некий замкнутый круг: жизнь во вселенной существует для того, чтобы сделать вселенную удобной для жизни.

Евгения ЗОЛОТОВА