Ретропричинность
Ретропричинность , 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, поэтому симметричные во времени системы можно рассматривать как причинные или ретропричинные. [3] [ нужна страница ] Философские соображения о путешествиях во времени часто затрагивают те же проблемы, что и ретропричинность, как и трактовки этого предмета в художественной литературе, но эти два явления различны. [1]
Философия
[ редактировать ]Философские попытки понять причинность восходят, по крайней мере, к четырех рассуждениям Аристотеля о причинах . Долгое время считалось, что следствие, предшествующее своей причине, является внутренним противоречием , поскольку, как рассуждал философ XVIII века Дэвид Юм , при исследовании двух связанных событий причина по определению является той, которая предшествует следствию. [4] [ нужна страница ]
Идея ретропричинности встречается и в индийской философии. Его защищали по крайней мере два индийских буддийских философа, Праджнякарагупта (ок. 8–9 вв.) и Джитари (ок. 940–1000), последний написал специальный трактат на эту тему — « Трактат о будущих причинах» ( Бхавикаранавада ). [5] В 1950-х годах Майкл Даммит выступил против таких определений, заявив, что не существует философских возражений против следствий, предшествующих их причинам. [6] Этот аргумент был опровергнут коллегой-философом Энтони Флю , а позже Максом Блэком . [6] «Обманчивый аргумент» Блэка заключался в том, что ретропричинность невозможна, поскольку наблюдатель эффекта может действовать так, чтобы предотвратить возникновение его будущей причины. [7] Более сложное обсуждение того, как свобода воли связана с проблемами, поднятыми Блэком, резюмируется парадоксом Ньюкомба . Философы- эссенциалисты предложили другие теории, такие как существование «истинных причинных сил в природе» или выразив обеспокоенность по поводу роли индукции в теориях причинности. [8] [ нужна страница ] [9] [ нужна страница ]
Физика
[ редактировать ]Большинство физических теорий симметричны по времени : микроскопические модели, такие как законы Ньютона или электромагнетизм, не имеют собственного направления времени. «Стрела времени», разделяющая причину и следствие, должна иметь иное происхождение. [10] : 116 Чтобы избежать путаницы, физики различают сильную (макроскопическую) и слабую (микроскопическую) причинность. [11]
Макроскопическая причинность
[ редактировать ]Воображаемая способность влиять на прошлое иногда воспринимается как предположение о том, 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 согласованности, 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 ретропричинность на других уровнях взаимодействия. [14] [ нужна страница ] Однако даже если такие последствия возможны, они могут оказаться неспособными вызвать эффекты, отличные от тех, которые возникли бы в результате нормальных причинных связей. [15] [ нужна страница ]
Физик Джон Г. Крамер исследовал различные предложенные методы нелокальной или ретрокаузальной квантовой связи и обнаружил, что все они ошибочны и, в соответствии с теоремой об отсутствии связи , неспособны передавать нелокальные сигналы. [16]
относительность
[ редактировать ]«В теории относительности время и пространство переплетаются в ткани пространства-времени, поэтому время может сжиматься и растягиваться под действием гравитации». [17] Замкнутые времяподобные кривые (ЗВК), иногда называемые временными петлями. [17] в котором мировая линия объекта возвращается в свое начало, возникают в результате некоторых точных решений уравнения поля Эйнштейна . Однако защите хронологии о гипотеза Стивена Хокинга предполагает, что любая такая замкнутая времяподобная кривая будет уничтожена прежде, чем ее можно будет использовать. [18] Хотя ЦТК, по-видимому, не существуют в нормальных условиях, экстремальные условия пространства-времени , такие как проходимые червоточины или области вблизи определенных космических струн , могут допускать их кратковременное образование, подразумевая теоретическую возможность ретропричинности. [ нужна ссылка ] Экзотическая материя или топологические дефекты, необходимые для создания такой среды, не наблюдались. [19] [ нужна страница ] [20] [ нужна страница ]
Микроскопическая причинность
[ редактировать ]Большинство физических моделей симметричны по времени ; [10] : 116 некоторые используют ретропричинность на микроскопическом уровне.
Электромагнетизм
[ редактировать ]Теория поглотителя Уиллера-Фейнмана , предложенная Джоном Арчибальдом Уилером и Ричардом Фейнманом , использует ретропричинность и временную форму деструктивной интерференции , чтобы объяснить отсутствие типа сходящейся концентрической волны, предложенной некоторыми решениями уравнений Максвелла . [21] Эти продвинутые волны не имеют ничего общего с причиной и следствием: это просто другой математический способ описания обычных волн. Причина, по которой они были предложены, заключается в том, что заряженной частице не придется действовать сама на себя, что в обычном классическом электромагнетизме приводит к бесконечной силе самодействия. [21]
Квантовая физика
[ редактировать ]
Эрнст Штюкельберг , а позже Ричард Фейнман предложили интерпретацию позитрона как электрона, движущегося назад во времени, переосмысливая решения уравнения Дирака с отрицательной энергией . Электроны, движущиеся назад во времени, будут иметь положительный электрический заряд . [22] Это обращение античастиц во времени необходимо в современной квантовой теории поля и является, например, компонентом того, как нуклоны в атомах удерживаются вместе с помощью ядерных сил посредством обмена виртуальными мезонами , такими как пион . Мезон состоит из равного числа нормальных кварков и антикварков и, таким образом, одновременно испускается и поглощается. [23]
Уиллер использовал эту концепцию обращения времени, чтобы объяснить одинаковые свойства, присущие всем электронам, предполагая, что « все они представляют собой один и тот же электрон » со сложной самопересекающейся мировой линией . [24] Позже Ёитиро Намбу применил это ко всему образованию и уничтожению пар частица-античастица, заявив, что «возможное создание и уничтожение пар, которое может происходить время от времени, не является созданием или уничтожением, а лишь изменением направления движущихся частиц из прошлого». в будущее или из будущего в прошлое». [25] Точка зрения, обращенная назад во времени, сегодня считается полностью эквивалентной другим изображениям. [26] но это не имеет ничего общего с макроскопическими терминами «причина» и «следствие», которые не появляются в микроскопическом физическом описании.
Ретропричинность связана с формализмом векторов двойного вывода (DIVF), позже известным как формализм векторов двух состояний (TSVF) в квантовой механике, где настоящее характеризуется квантовыми состояниями прошлого и будущего, взятыми в комбинации. [27] [28]
Ретропричинность иногда связана с нелокальными корреляциями, которые обычно возникают из-за квантовой запутанности , включая, например, квантовый ластик с отложенным выбором . [29] [30] Однако можно дать объяснения квантовой запутанности, не включающие ретропричинность. Они рассматривают эксперименты, демонстрирующие эти корреляции, как описываемые из разных систем отсчета, которые расходятся во мнениях относительно того, какое измерение является «причиной», а не «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 можно описать способом, свободным от ретропричинности, если учитывать состояния системы. [33]

Тахионы
[ редактировать ]Гипотетические сверхсветовые частицы, называемые тахионами, имеют пространственноподобную траекторию и, таким образом, могут казаться движущимися назад во времени, по мнению наблюдателя в традиционной системе отсчета. Несмотря на частое описание в научной фантастике как метод отправки сообщений в прошлое, гипотетические тахионы не взаимодействуют с обычной тардионной материей таким образом, который нарушал бы стандартную причинно-следственную связь. В частности, принцип реинтерпретации Фейнберга означает, что обычную материю нельзя использовать для создания тахионного детектора, способного принимать информацию. [34]
Парапсихология
[ редактировать ]Утверждается, что ретропричинность возникает в некоторых психических явлениях, таких как предвидение . Книга Дж. У. Данна 1927 года «Эксперимент со временем» , посвященная сновидениям-предсказаниям , стала безусловной классикой. [35] Парапсихолог Дж. Б. Райн и его коллеги провели интенсивные исследования в середине двадцатого века. Его преемник Гельмут Шмидт представил квантовомеханическое обоснование ретропричинности, в конечном итоге заявив, что эксперименты продемонстрировали способность манипулировать радиоактивным распадом посредством ретрокаузального психокинеза . [36] [37] Такие результаты и лежащие в их основе теории были отвергнуты основным научным сообществом и широко приняты как лженаука , хотя они продолжают пользоваться некоторой поддержкой со стороны периферийных научных источников. [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 выступает за предвидение. Впоследствии он показал испытуемым два комплекта штор и поручил им угадать, за каким из них находится изображение, но не показывал изображение за занавеской до тех пор, пока испытуемый не сделал свое предположение. Некоторые результаты показали более высокий уровень успеха (стр. 17) для подмножества эротических изображений, причем субъекты, которые в анкете предварительного отбора идентифицировали себя как «ищущие стимула», получили еще более высокие оценки. Однако, как и его предшественники, его методология подверглась резкой критике, а его результаты не были приняты во внимание. [43]
См. также
[ редактировать ]- Расширенный потенциал — тип потенциала в электродинамике.
- Т-симметрия - симметрия обращения времени в физике
- Изменение суждения о временном порядке - Восприятие положения событий во времени.
- Транзакционная интерпретация - Интерпретация квантовой механики
- Стрела времени и точка Архимеда - книга о ретропричинности и философских проблемах квантовой механики.
- Эффект Зенона – явление квантового измерения.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Фэй, Ян (27 августа 2001 г.). «Обратная причинно-следственная связь» . Стэнфордская энциклопедия философии . Проверено 24 декабря 2006 г.
- ^ Барри, Патрик (сентябрь 2006 г.). «Что сделано, то сделано…» . Новый учёный . 191 (2571): 36–39. дои : 10.1016/s0262-4079(06)60613-1 . Проверено 19 декабря 2006 г.
- ^ Шиэн, Дэниел П. (2006). Границы времени: ретропричинность - эксперимент и теория; Сан-Диего, Калифорния, 20–22 июня 2006 г. Мелвилл, Нью-Йорк: Американский институт физики. ISBN 978-0735403611 .
- ^ Бошан, Том Л.; Розенберг, Александр (1981). Юм и проблема причинности . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета . ISBN 9780195202366 .
- ^ Шинья Морияма, «Праджнякарагупта: буддийская эпистемология как путь к мудрости недвойственности», в Edelglass (ed) et al. Справочник Рутледжа по индийской буддийской философии (Справочники Рутледжа по философии), стр. 528-539. Рутледж (2022).
- ^ Jump up to: а б Даммет, А.Е.; Флю, А. (11 июля 1954 г.). «Симпозиум: «Может ли следствие предшествовать своей причине?» ». Дополнительный том Аристотелевского общества . 28 (1): 27–62. дои : 10.1093/аристотелиансупп/28.1.27 .
- ^ Блэк, Макс (январь 1956 г.). «Почему следствие не может предшествовать причине?». Анализ . 16 (3): 49–58. дои : 10.2307/3326929 . JSTOR 3326929 .
- ^ Эллис, Брайан (2002). Философия природы: Путеводитель по новому эссенциализму . Монреаль: Издательство Университета Макгилла-Куина. ISBN 9780773524743 .
- ^ Биби, Хелен (2006). Юм о причинности . Лондон: Рутледж. ISBN 9780415243391 .
- ^ Jump up to: а б Прайс, Хью (1997). Стрела времени и точка Архимеда: новые направления физики времени (1-е изд.). Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0195117981 .
- ^ Крамер, Джон Г. (15 июля 1980 г.). «Обобщенная теория поглотителя и парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена» . Физический обзор D . 22 (2): 362–376. Бибкод : 1980PhRvD..22..362C . дои : 10.1103/PhysRevD.22.362 . ISSN 0556-2821 .
- ^ Красников С.В. (15 марта 1997 г.). «Нарушение причинности и парадоксы». Физический обзор D . 55 (6): 3427–3430. Бибкод : 1997PhRvD..55.3427K . дои : 10.1103/PhysRevD.55.3427 .
- ^ Эрман, Джон; Сминк, Кристофер; Вютрих, Кристиан (7 мая 2008 г.). «Запрещают ли законы физики работу машин времени?» . Синтезируйте . 169 (1): 91–124. дои : 10.1007/s11229-008-9338-2 . ISSN 0039-7857 .
- ^ Фэй, Ян (1994). Логика и причинно-следственные рассуждения . Берлин: Акад.-Верл. ISBN 978-3050025995 .
- ^ Элицур, А.; Долев, С.; Коленда, Н. (2005). Quo Vadis Квантовая механика? . Берлин: Шпрингер. ISBN 978-3540221883 .
- ^ Крамер, Дж. Г. (апрель 2014 г.), «Состояние теста нелокальной квантовой связи» (PDF) , Годовой отчет UW CENPA за 2013–2014 гг., Статья 7.1 , получено 21 сентября 2016 г.
- ^ Jump up to: а б Франкель, Мириам (1 июня 2024 г.). де Ланге, Кэтрин (ред.). «Петля во времени». Новый учёный . Нью-Йорк, Нью-Йорк и Лондон, Англия: New Scientist Limited: 33. ISSN 2059-5387 .
- ^ Хокинг, Юго-Запад (15 июля 1992 г.). «Гипотеза защиты хронологии». Физический обзор D . 46 (2): 603–611. Бибкод : 1992PhRvD..46..603H . дои : 10.1103/PhysRevD.46.603 . ПМИД 10014972 .
- ^ Торн, Кип С. (1995). Черные дыры и деформации времени: возмутительное наследие Эйнштейна . Нью-Йорк: WW Нортон . ISBN 978-0393312768 .
- ^ Готт, Джон Ричард (2002). Путешествие во времени во Вселенной Эйнштейна: физические возможности путешествий во времени (1-е изд.). Бостон: Mariner Books. ISBN 978-0618257355 .
- ^ Jump up to: а б Уилер, Джон Арчибальд; Фейнман, Ричард Филлипс (1 апреля 1945 г.). «Взаимодействие с поглотителем как механизм излучения» (PDF) . Обзоры современной физики . 17 (2–3): 157–181. Бибкод : 1945РвМП...17..157Вт . дои : 10.1103/RevModPhys.17.157 .
- ^ Фейнман, Ричард Филлипс (15 сентября 1949 г.). «Теория позитронов» . Физический обзор . 76 (6): 749–759. Бибкод : 1949PhRv...76..749F . дои : 10.1103/PhysRev.76.749 . S2CID 120117564 .
- ^ Гриффитс, диджей (2008). Введение в элементарные частицы (2-е изд.). Джон Уайли и сыновья . стр. 61, 70–71. ISBN 978-3-527-40601-2 .
- ^ Фейнман, Ричард (11 декабря 1965 г.). Развитие пространственно-временной точки зрения квантовой электродинамики (Речь). Нобелевская лекция . Проверено 2 января 2007 г.
- ^ Намбу, Ю. (1 февраля 1950 г.). «Использование собственного времени в квантовой электродинамике I». Успехи теоретической физики . 5 (1): 82–94. Бибкод : 1950PThPh...5...82N . дои : 10.1143/ptp/5.1.82 .
- ^ Виллата, М. (30 ноября 2011 г.). «Ответ на «Комментарий к статье М. Виллаты об антигравитации» ». Астрофизика и космическая наука . 337 (1): 15–17. arXiv : 1109.1201 . Бибкод : 2012Ap&SS.337...15В . дои : 10.1007/s10509-011-0940-2 . S2CID 118540070 .
- ^ Ватанабэ, Сатоси (1955). «Симметрия физических законов. Часть III. Предсказание и ретродиктация». Обзоры современной физики . 27 (2): 179–186. Бибкод : 1955РвМП...27..179Вт . дои : 10.1103/RevModPhys.27.179 . hdl : 10945/47584 . S2CID 122168419 .
- ^ Ааронов, Якир и Лев Вайдман. «Векторный формализм двух состояний: обновленный обзор» (PDF) . Проверено 7 июля 2014 г.
- ^ Рэйв, MJ (22 октября 2008 г.). «Интерпретация квантовой интерференции с использованием фазовой величины ягоды». Основы физики . 38 (12): 1073–1081. Бибкод : 2008FoPh...38.1073R . дои : 10.1007/s10701-008-9252-y . S2CID 121964032 .
- ^ Уортон, Уильям Р. (28 октября 1998 г.). «Обратная причинно-следственная связь и парадокс ЭПР». arXiv : Quant-ph/9810060 .
- ^ Коста де Борегар, Оливье (1977). «Временная симметрия и парадокс Эйнштейна» (PDF) . Новый вызов (42Б).
- ^ Эллерман, Дэвид (11 декабря 2012 г.). «Распространенная ошибка в квантовой механике: почему эксперименты с отложенным выбором НЕ подразумевают ретропричинность» . Архивировано из оригинала 15 июня 2013 г. Проверено 12 мая 2017 г.
- ^ Рубин, Марк А. (2001). «Локальность в интерпретации Эверетта квантовой механики Гейзенберга». Основы физики письма . 14 (2001): 301–322. arXiv : Quant-ph/0103079 . Бибкод : 2001quant.ph..3079R . дои : 10.1023/А:1012357515678 . S2CID 6916036 .
- ^ Фейнберг, Г. (25 июля 1967 г.). «Возможность частиц быстрее света». Физический обзор . 159 (5): 1089–1105. Бибкод : 1967PhRv..159.1089F . дои : 10.1103/PhysRev.159.1089 .
- ^ Джон Гриббин ; Рецензия на книгу «Эксперимент со временем», New Scientist , 27 августа 1981 г., стр. 548.
- ^ Шмидт, Гельмут (июнь 1978 г.). «Может ли следствие предшествовать своей причине? Модель беспричинного мира». Основы физики . 8 (5–6): 463–480. Бибкод : 1978FoPh....8..463S . дои : 10.1007/BF00708576 . S2CID 120918972 .
- ^ Шмидт, Гельмут (июнь 1982 г.). «Коллапс вектора состояния и психокинетический эффект». Основы физики . 12 (6): 565–581. Бибкод : 1982FoPh...12..565S . дои : 10.1007/bf00731929 . S2CID 120444688 .
- ^ Друкман, Дэниел ; Светс, Джон А. (1988). Повышение эффективности человека: проблемы, теории и методы . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство Национальной академии. ISBN 9780309037921 .
- ^ Стенджер, Виктор Дж. (1990). Физика и экстрасенсорика: поиск мира за пределами чувств . Буффало, Нью-Йорк: Книги Прометея. ISBN 9780879755751 .
- ^ Шуп, Ричард (2002). «Аномалии и ограничения: можно ли согласовать ясновидение, предвидение и психокинез с известной физикой?». Журнал научных исследований . 16 .
- ^ Лейбовичи, Л. (2001). «Влияние дистанционной ретроактивной ходатайственной молитвы на исходы у пациентов с инфекцией кровотока: рандомизированное контролируемое исследование» . Британский медицинский журнал . 323 (7327): 1450–1. дои : 10.1136/bmj.323.7327.1450 . ПМК 61047 . ПМИД 11751349 .
- ^ Бишоп, JP (18 декабря 2004 г.). «Задняя молитва: много истории, мало тайн и никакой науки» . БМЖ . 329 (7480): 1444–1446. дои : 10.1136/bmj.329.7480.1444 . ПМК 535973 . ПМИД 15604179 .
- ^ ЛеБель, Этьен П.; Петерс, Курт Р. (январь 2011 г.). «Опасаясь будущего эмпирической психологии: свидетельства Бема (2011) о пси как примере недостатков модальной исследовательской практики» (PDF) . Обзор общей психологии . 15 (4): 371–379. дои : 10.1037/a0025172 . S2CID 51686730 . Проверено 2 ноября 2017 г.