Årsakssløyfe - Causal loop

Top: opprinnelige biljardkule bane .
Midt: ballen dukker opp fra fremtiden på en annen bane enn originalen, og kolliderer med sitt tidligere jeg, og endrer sin bane.
Nederst: den endrede banen får ballen til å gå inn og ut av tidsmaskinen på nøyaktig samme måte som endret banen. Den endrede banen er sin egen årsak, uten opprinnelse.

En årsakssløyfe er en teoretisk proposisjon der en rekke hendelser (handlinger, informasjon, objekter, mennesker) ved hjelp av enten retrocausality eller tidsreiser er blant årsakene til en annen hendelse, som igjen er blant årsakene til den første hendelsen -nevnt arrangement. Slike årsakssløyfede hendelser eksisterer da i romtiden , men deres opprinnelse kan ikke fastslås. Et hypotetisk eksempel på en årsakssløyfe er gitt av en biljardball som slår sitt tidligere jeg: biljardkulen beveger seg i en vei mot en tidsmaskin, og biljardballens fremtidige jeg kommer ut av tidsmaskinen før fortidens selv kommer inn i den, å gi fortiden til seg selv et blikkslag, endre den tidligere ballens vei og få den til å gå inn i tidsmaskinen i en vinkel som ville få sitt fremtidige jeg til å slå sitt tidligere jeg, selve blikket som endret banen. I denne hendelsesrekkefølgen er endringen i ballens bane sin egen årsak, som kan virke paradoksal.

Terminologi i fysikk, filosofi og skjønnlitteratur

Bakover vil tidsreiser tillate årsakssløkker som involverer hendelser, informasjon, mennesker eller objekter hvis historie danner en lukket sløyfe, og dermed ser ut til å "komme fra ingensteds." Forestillingen om objekter eller informasjon som er "selveksisterende" på denne måten blir ofte sett på som paradoksal, med flere forfattere som refererer til en årsakssløyfe som involverer informasjon eller objekter uten opprinnelse som et bootstrap-paradoks , et informasjonsparadoks eller et ontologisk paradoks . Bruken av "bootstrap" i denne sammenhengen refererer til uttrykket " pulling yourself up by your bootstraps " og til Robert A. Heinleins tidsreisehistorie " By His Bootstraps ". Begrepet " tidssløyfe " blir noen ganger referert til som en årsakssløyfe, men selv om de ser like ut, er årsakssløyfer uforanderlige og selvopprinnende, mens tidssløkker stadig tilbakestilles.

Et eksempel på et årsakssløyfeparadoks som involverer informasjon er gitt av Allan Everett: anta at en tidsreisende kopierer et matematisk bevis fra en lærebok, og reiser deretter tilbake i tid for å møte matematikeren som først publiserte beviset, på en dato før publisering, og lar matematikeren bare kopiere beviset. I dette tilfellet har informasjonen i beviset ingen opprinnelse. Et lignende eksempel er gitt i TV-serien Doctor Who av en hypotetisk tidsreisende som kopierer Beethovens musikk fra fremtiden og publiserer den på Beethovens tid i Beethovens navn. Everett gir filmen Somewhere in Time som et eksempel på et objekt uten opprinnelse: en gammel kvinne gir en klokke til en dramatiker som senere reiser tilbake i tid og møter den samme kvinnen da hun var ung, og gir henne den samme klokken som hun vil gi ham senere.

To bootstrap -paradokser dukker opp i Star Trek IV: The Voyage Home . For det første, Kirk (etter å ha reist tilbake til 1980 -tallet), pantet brillene McCoy hadde gitt ham i Star Trek II: The Wrath of Khan , og kommenterte at de igjen vil bli en gave fra McCoy. For det andre selger Scotty molekylærdiagrammet for gjennomsiktig aluminium til en Plexicorp -ansatt med kommentaren "Hvordan vet vi at han ikke oppfant tingene?"

Krasnikov skriver at disse bootstrap -paradoksene - informasjon eller et objekt som går gjennom tiden - er de samme; det primære tilsynelatende paradokset er et fysisk system som utvikler seg til en stat på en måte som ikke er styrt av dens lover. Han finner ikke dette paradoksalt, og tilskriver problemer angående gyldigheten av tidsreiser til andre faktorer i tolkningen av generell relativitet.

Et papir fra 1992 av fysikerne Andrei Lossev og Igor Novikov merket slike varer uten opprinnelse som Jinn , med entallbetegnelsen Jinnee . Denne terminologien ble inspirert av jinn av koranen , som er beskrevet som å etterlate spor når de forsvinner. Lossev og Novikov lot begrepet "Jinn" dekke både objekter og informasjon med refleksiv opprinnelse; de kalte den tidligere "Jinn av den første typen", og den siste "Jinn av den andre typen". De påpeker at et objekt som gjør sirkulær passasje gjennom tiden må være identisk når det blir brakt tilbake til fortiden, ellers ville det skape en inkonsekvens; den andre loven i termodynamikk ser ut til å kreve at objektet blir mer uordentlig i løpet av historien, og slike objekter som er identiske i gjentagende punkter i historien ser ut til å motsi dette, men Lossev og Novikov hevdet at siden den andre loven bare krever lidelse for å øke i lukkede systemer, kan en Jinnee samhandle med omgivelsene på en slik måte at den får tilbake tapt orden. De understreker at det ikke er noen "streng forskjell" mellom Jinn av den første og andre typen. Krasnikov ekviviserer mellom "Jinn", "selvforsynende sløyfer" og "selveksisterende objekter", og kaller dem "løver" eller "sløyfe eller inntrengende objekter", og hevder at de ikke er mindre fysiske enn konvensjonelle objekter, "som, Tross alt kan den også bare vises fra enten uendelig eller fra en egenart. "

Begrepet predestinasjonsparadoks brukes i Star Trek -serien for å bety "en tidssløyfe der en tidsreisende som har gått inn i fortiden forårsaker en hendelse som til slutt får den opprinnelige fremtidige versjonen av personen til å gå tilbake til fortiden." Denne bruken av uttrykket ble opprettet for en sekvens i en episode fra 1996 av Star Trek: Deep Space Nine med tittelen " Trials and Tribble-ations ", selv om uttrykket tidligere hadde blitt brukt for å referere til trossystemer som kalvinisme og noen former for marxisme som oppmuntret tilhengere til å strebe etter å produsere visse resultater mens de samtidig lærte at resultatene var forhåndsbestemte. Smeenk og Morgenstern bruker begrepet "predestinasjonsparadoks" for å referere spesifikt til situasjoner der en tidsreisende går tilbake i tid for å prøve å forhindre en hendelse tidligere, men ender opp med å forårsake den samme hendelsen.

Selvoppfyllende profeti

En selvoppfyllende profeti kan være en form for kausalitetsløkke. Forutbestemmelse innebærer ikke nødvendigvis en overnaturlig kraft, og kan være et resultat av andre "ufeilbarlige forhåndskunnskaper" -mekanismer. Problemer som oppstår fra ufeilbarlighet og påvirkning av fremtiden utforskes i Newcombs paradoks . Et bemerkelsesverdig fiktivt eksempel på en selvoppfyllende profeti forekommer i det klassiske stykket Oedipus Rex , der Ødipus blir kongen av Theben og i prosessen uforvarende oppfyller en profeti om at han ville drepe sin far og gifte seg med sin mor. Selve profetien fungerer som drivkraften for hans handlinger, og dermed er den selvoppfyllende. På samme måte omhandler bokserien Harry Potter selvoppfyllende profetier. Handlingen i handlingen begynner når antagonisten, Lord Voldemort, hører om en profeti som forutsier hans undergang. Han prøver å utslette motstanden før den er forankret, og angriper og dreper Harrys familie og tror Harry er den sentrale skikkelsen i profetien. Når han ikke klarer å drepe spedbarnet Harry, implanterer han imidlertid et voldsomt ønske om rettferdighet og hevn i den prepubescent Harry som til slutt fungerer som katalysator for Voldemorts død på slutten av serien, og dermed blir en selvoppfyllende profeti. Filmen 12 Monkeys omhandler tungt temaer om predestinasjon og Cassandra -komplekset , der hovedpersonen som reiser tilbake i tid forklarer at han ikke kan endre fortiden.

Novikovs selvkonsekvensprinsipp

Generell relativitet tillater noen eksakte løsninger som gir rom for tidsreiser . Noen av disse eksakte løsningene beskriver universer som inneholder lukkede tidlignende kurver , eller verdenslinjer som fører tilbake til det samme punktet i romtiden. Fysikeren Igor Dmitriyevich Novikov diskuterte muligheten for lukkede, tidskapende kurver i bøkene hans i 1975 og 1983, og mente at bare selvkonsistente turer tilbake i tid ville være tillatt. I et papir fra 1990 av Novikov og flere andre, "Cauchy-problem i mellomrom med lukkede, tidskapende kurver", foreslo forfatterne prinsippet om selvkonsistens, som sier at de eneste løsningene på fysikklovene som kan forekomme lokalt i det virkelige universet er de som er selvkonsistente globalt. Forfatterne konkluderte senere med at tidsreiser ikke trenger å føre til uløselige paradokser, uavhengig av hvilken type objekt som ble sendt til fortiden.

Fysikeren Joseph Polchinski hevdet at man kunne unngå spørsmål om fri vilje ved å vurdere en potensielt paradoksal situasjon der en biljardball ble sendt tilbake i tid. I denne situasjonen blir ballen skutt inn i et ormhull i en vinkel slik at hvis den fortsetter langs kursen, vil den gå ut i fortiden i akkurat riktig vinkel for å treffe sitt tidligere jeg og slå den av kurs, noe som ville stoppe den fra å komme inn i ormhullet i utgangspunktet. Thorne omtalte dette problemet som "Polchinskis paradoks". To studenter ved Caltech, Fernando Echeverria og Gunnar Klinkhammer, fortsatte med å finne en løsning som unngikk inkonsekvenser. I det reviderte scenariet ville ballen dukke opp fra fremtiden i en annen vinkel enn den som hadde generert paradokset, og gir fortiden jeg et blikkslag i stedet for å slå den helt bort fra ormhullet. Dette slaget endrer banen med akkurat den rette graden, noe som betyr at det vil reise tilbake i tid med vinkelen som kreves for å gi sitt yngre selv det nødvendige blikkslaget. Echeverria og Klinkhammer fant faktisk ut at det var mer enn en selvkonsistent løsning, med litt forskjellige vinkler for blikkstøtet i hvert tilfelle. Senere analyse av Thorne og Robert Forward viste at det for visse første baner med biljardballen faktisk kan være uendelig mange selvkonsistente løsninger.

Echeverria, Klinkhammer og Thorne publiserte et papir om disse resultatene i 1991; i tillegg rapporterte de at de hadde prøvd å se om de kunne finne noen innledende betingelser for biljardballen som det ikke var noen selvkonsistente forlengelser for, men ikke klarte det. Dermed er det sannsynlig at det finnes selvkonsistente utvidelser for hver mulig innledende bane, selv om dette ikke er bevist. Mangelen på begrensninger på de innledende forholdene gjelder bare romtid utenfor den kronologisk krenkende regionen i romtiden ; begrensningene i den kronologisk krenkende regionen kan vise seg å være paradoksale, men dette er ennå ikke kjent.

Novikovs synspunkter er ikke allment akseptert. Visser ser på årsakssløkker og Novikovs selvkonsekvensprinsipp som en ad hoc- løsning, og antar at det er langt mer skadelige konsekvenser av tidsreiser. Krasnikov finner på samme måte ingen iboende feil i årsakssløkker, men finner andre problemer med tidsreiser i generell relativitet.

Kvantberegning med negativ forsinkelse

Fysikeren David Deutsch viser i et papir fra 1991 at kvanteberegning med en negativ forsinkelse - bakover i tid - kan løse NP -problemer i polynomtid , og Scott Aaronson utvidet senere dette resultatet for å vise at modellen også kan brukes til å løse PSPACE -problemer i polynom tid. Deutsch viser at kvanteberegning med en negativ forsinkelse bare produserer selvkonsistente løsninger, og den kronologisk krenkende regionen pålegger begrensninger som ikke er tydelige gjennom klassisk resonnement. Forskere publiserte i 2014 en simulering som validerer Deutschs modell med fotoner. Imidlertid ble det vist i en artikkel av Tolksdorf og Verch at Deutschs CTC (lukket tidlignende kurve, eller en årsakssløyfe) fastpunktsbetingelse kan oppfylles til vilkårlig presisjon i ethvert kvantesystem beskrevet i henhold til relativistisk kvantefeltteori om rom hvor CTC er utelukket, og tviler på om Deutschs tilstand virkelig er karakteristisk for kvanteprosesser som etterligner CTC i betydningen generell relativitet . I en senere artikkel har de samme forfatterne vist at Deutschs CTC -fastpunktsbetingelse også kan oppfylles i ethvert system som er underlagt lovene i klassisk statistisk mekanikk , selv om det ikke er bygget opp av kvantesystemer. Forfatterne konkluderer med at Deutschs tilstand derfor ikke er spesifikk for kvantefysikk, og den er heller ikke avhengig av kvantetypen til et fysisk system slik at det kan oppfylles. Følgelig konkluderer Tolksdorf og Verch videre med at Deutschs tilstand ikke er tilstrekkelig spesifikk til å tillate utsagn om tidsreisescenarier eller deres hypotetiske realisering ved hjelp av kvantefysikk, og at Deutschs forsøk på å forklare muligheten for hans foreslåtte tidsreisescenario bruker mange- verdens tolkning av kvantemekanikk er misvisende.

Se også

Referanser