Принцип самосогласованности Новикова

При́нцип самосогласо́ванности Но́викова — принцип, призванный разрешить парадоксы, связанные с путешествиями во времени, теоретически допускаемыми некоторыми решениями уравнений Эйнштейна, разрешающими существование замкнутых временеподобных линий. В упрощённой формулировке принцип самосогласованности постулирует, что при перемещении в прошлое вероятность действия, изменяющего уже случившиеся с путешественником событие, стремится к нулю.

Впервые об этой идее упоминают Я. Б. Зельдович и И. Д. Новиков в 1975 году^[1], высказывая мнение о том, что существование замкнутых временеподобных линий не обязательно приводит к нарушению принципа причинности. События на такой линии могут влиять друг на друга по замкнутому циклу, то есть быть «самосогласованными». Аналогичное соображение встречается и в более поздней книге Новикова^[2], однако строгую формулировку принцип получил лишь в 1990 году:

Мы формулируем эту точку зрения в виде принципа самосогласованности, который постулирует, что из всех возможных моделей, допускаемых известными законами физике, в нашей Вселенной локально могут существовать только те, которые глобально самосогласованы. Этот принцип позволяет исследователям строить решения физических уравнений только при условии что локальное решение может быть расширено до части (не обязательно уникальной) глобального решения, которое определено для всех частей пространства-времени за исключением сингулярностей.^[3]

Оригинальный текст  (англ.)  

We shall embody this viewpoint in a principle of self-consistency, which states that the only solutions to the laws of physics that can occur locally in the real Universe are those which are globally self-consistent. This principle allows one to build a local solution to the equations of physics only if that local solution can be extended to a part of a (not necessarily unique) global solution, which is well defined throughout the nonsingular regions of the spacetime.

Упоминания до работ Новикова

Утверждения, аргументы и философские принципы, логически эквивалентные принципу самосогласования были опубликованы и до работ Игоря Новикова:

• В рассказе «По пятам» (англ. By His Bootstraps)^[4] Роберта Хайнлайна, написанном в 1941 году, сюжетная линия описывает человека, встречающего более старые версии себя самого, путешествующего во времени. По мере старения и участия в этих же событиях «с другой стороны», все они складываются в совершенно самосогласованную цепочку.
• В рассказе Роберта Янга «Девушка-одуванчик» (англ. The Dandelion Girl), впервые опубликованном в 1961 году в журнале The Saturday Evening Post (англ.) главная героиня достаточно четко формулирует этот принцип.^[5]
• В романе Гарри Гаррисона «Фантастическая сага»^[6] (1967 год) главный герой отправляется в прошлое для съемок фильма об основании колонии викингов в Северной Америке. Однако потом выясняется что именно их «съемочная» колония и была отражена в истории как «настоящая», и некоторые члены съемочной группы увековечены в скандинавских сагах.

Использование в культуре

• Сюжет фильма 12 обезьян следует принципу Новикова. Любые попытки главного героя Джеймса Коула (сыгранного Брюсом Уиллисом) изменить прошлое неизменно проваливаются. В конце концов его смерть на глазах его самого в детском возрасте происходит именно так, как он её запомнил.^[7]
• Похожий принцип используется в 5 сезоне сериала Остаться в живых. В сериале он именуется англ. Whatever Happened, Happened (в русском переводе соответствующий эпизод называется «Обратной дороги нет»). Он иллюстрируется несколькими сюжетными линиями, наиболее показательна из них та, в которой герои путешествуют в прошлое и, пытаясь предотвратить авиакатастрофу их самолета, фактически запускают цепочку событий к ней приведшую.^[8]
• Принцип самосогласованности Новикова также продемонстрирован в фантастическом фильме Терминатор.^[9]. В частности, Джон Коннор смог появится на свет, только отправив в прошлое своего отца Кайла Риза, а Скайнет разработали благодаря нейро-процессору, вытащенному из Терминатора, отправленного ей самой в прошлое. Таким образом, вмешательством в пространственно-временной континуум Джон Коннор и Скайнет гарантировали своё существование.

Примечания

1. ↑ Зельдович, Новиков, 1975, с. 679
2. ↑ Новиков, 1983, с. 176
3. ↑ Friedman et al, 1990, с. 1916-1917
4. ↑ Allen Everett, Thomas Roman Banana peels and Parallel Worlds // Time Travel and Warp Drives: A Scientific Guide to Shortcuts through Time and Space. — University of Chicago Press, 2011. — P. 144. — 280 p. — ISBN 978-0226224985
5. ↑ Paul J. Nahin Time Machines // Time Machines: Time Travel in Physics, Metaphysics, and Science Fiction. — Springer, 1998. — P. 274. — 628 p. — ISBN 9780387985718
6. ↑ S. Krasnikov The time travel paradox // Physical Review D. — 2002. — Vol. 65. — № 6. — P. 064017. — DOI:10.1103/PhysRevD.65.064013 — arΧiv:gr-qc/0109029v2
7. ↑ Ran Levi You, Grandpa, and Time Travel Paradoxes  (англ.). The Future of Things (англ.) (11 November 2008). Архивировано из первоисточника 23 июля 2012. Проверено 10 мая 2012.
8. ↑ Erin Scottberg Lost's Take on Free Will Makes Sense to Physicists  (англ.). Popular Mechanics (1 October 2009). Архивировано из первоисточника 23 июля 2012. Проверено 11 мая 2012.
9. ↑ J. Craig Wheeler Time machines // Cosmic Catastrophes: Exploding Stars, Black Holes, And Mapping The Universe. — 2nd, illustrated, revised. — Cambridge University Press, 2007. — С. 295. — 339 с. — ISBN 978-0-52-185714-7

Литература

1. Зельдович Я. Б., Новиков И. Д. Строение и эволюция Вселенной. — М.: Наука, 1975. — 736 с.
2. Новиков И. Д. Эволюция вселенной. — 2-е изд., переработанное. — М.: Наука, 1983. — 192 с.
3. John Friedman, Michael Morris, Igor Novikov, Fernando Echeverria, Gunnar Klinkhammer, Kip Thorne, Ulvi Yurtsever Cauchy problem in spacetimes with closed timelike curves (англ.) // Physical Review D. — 1990. — Vol. 42. — № 6. — С. 1915-1930. — DOI:10.1103/PhysRevD.42.1915