§ 3. Проблема сверхсветовых коммуникаций225

В классической науке не существовало ограничений на скорость передачи сигналов. В физике Ньютона господствовала концепция дальнодействия, предполагающая мгновенное действие на расстоянии. Иными словами, допускалась возможность сигналов не только быстрее света, но и сколь угодно быстрых. В неклассической науке, в связи с возникновением теории относительности, большинство учёных считало, что движение быстрее света невозможно²²⁶.

В соответствии с диалектическим законом отрицания отрицания постнеклассическая наука (а в нашей терминологии – неоклассическая)²²⁷, некоторыми своими чертами, должна напоминать науку классическую. Неклассическая не отрицается тотально; её позитивное содержание будет включено в науку неоклассическую «в снятом виде» (Гегель и др.).

Создатели учения о «парадигме», а это Кун Т., Лакатос И. (рис. 1.50) и др., пришли к диалектике развития науки стихийно. Они выделяли в структуре парадигмы «ядро» и «периферию». «Ядро» в рамках данной парадигмы неизменно, «периферия» может и должна меняться (в частности, в этом проявляется развитие научной парадигмы).

В связи с этим, хотелось бы обратить внимание на то, что утверждение о максимальности скорости света в вакууме не является постулатом теории относительности, а есть следствие.

Рис. 1.50. Имре Лакатос

(адрес изображения: http:

//...220px-Professor_Imre_Lakatos,_c1960s.jpg )

Постулат теории относительности утверждает инвариантность скорости света во всех инерциальных системах отсчёта. Постулат входит в «ядро» парадигмы, а следствие – в «периферию»; и, следовательно, может быть изменено вплоть до отрицания. В неоклассической науке не произойдёт отказа от теории относительности, так же как в неклассической науке не произошло отказа от физики Ньютона; будут лишь указаны границы экстраполяции теории. Произойдёт модификация теории относительности. Необходимость такой модификации, которая симметрично включала бы частицы, античастицы, безмассовые частицы (люксоны) и тахионы наиболее последовательно выражена в работах итальянского физика-теоретика Эразмо Реками (рис. 1.51) и его школы.

Рис. 1.51. Эразмо Реками, 1975 год ²²⁸

Такая модификация получила в западной литературе название «extended relativity» – расширенная теория относительности.

Можно заметить, что в большинстве случаев критики такого подхода возражают даже не против движения быстрее света, а против передачи информации со сверхсветовой скоростью. Так, в соответствии с инфляционной моделью Вселенной (Линде А.Д., Гус А., Старобинский А.А., Муханов В.Ф.) в период «инфляции» Вселенная расширялась со скоростью на много порядков больше скорости света; среди «виртуальных» частиц, как полагают физики-теоретики, есть (существуют, возможны) тахионоподобные состояния и т.д. Во всех этих случаях считается, что информация в таких процессах не передаётся.

Известные учёные, на уровне натурфилософских принципов, запрещают передачу информации со сверхсветовой скоростью. Так, Роджер Пенроуз на рубеже 60-х - 70-х годов прошлого века сформулировал «принцип космической цензуры» в следующей образной форме: «Природа питает отвращение к голой сингулярности». Он означает, что сингулярности пространства-времени, подобно чёрным дырам, скрыты от наблюдателей. Иначе говоря, могут ли сингулярности, не скрывающиеся за горизонтом событий – «голые сингулярности», возникать из реалистичных начальных условий (к примеру, микроскопические «чёрные дыры» в лабораторных условиях)? Это до сих пор не подтверждено и не опровергнуто (теоретически). Как известно, физики-теоретики ведут свою «борьбу» с сингулярностями путём регуляризации, перенормировки теории, добавлением дополнительных полей, решёток и пр. Кроме того, некоторые учёные убеждены, что в природе нет сингулярностей, сингулярности – это дефекты наших моделей.

Стивен Хокинг выдвинул «принцип защиты хронологии», в соответствие с которым замкнутые времениподобные кривые, которые возникают в некоторых решениях уравнений общей теории относительности (и которые предполагают возможность путешествия во времени в обратном направлении) должны быть исключены теорией квантовой гравитации, которая объединяет (или пытается объединить) общую теорию относительности с квантовой механикой (и любой другой теорией, претендующей на статус научной, объективно истинной, отражающей и отображающей в определённой мере объективную реальность)²²⁹.

В этом же ряду запретов стоит сформулированная Вуттерсом, Зуреком и Диэксом в 1982 году «no cloning» теорема о запрете клонирования – утверждение квантовой теории о невозможности создания идеальной копии произвольного неизвестного квантового состояния, которая имела бы огромное значение в области квантовых вычислений, квантовой теории информации и в смежных областях.

И всё же некоторые учёные предпринимают попытки обосновать принципиальную возможность сверхсветовых коммуникаций. Определились три подхода к этому вопросу. Первый – это гипотеза тахионов. Второй – это, так называемые, «wormholes» («червоточины», которые в ряде статей почему-то называют «кротовые норы»). И третий – это интерпретация «квантовой телепортации», как сверхсветовой коммуникации в квантовом канале информации.

Мы попытаемся относительно полно осветить первый из этих подходов, скажем несколько слов о двух других и возможной конвергенции между этими подходами.

Разумеется, это не значит, что вышеназванными подходами всё исчерпывается. В процессе развития науки могут возникнуть другие подходы, не известные сейчас.

Вероятно, первым, кто в XX веке стал рассматривать возможное движение быстрее света, был немецкий учёный А. Зоммерфельд. Он написал свою работу 1904 году, до возникновения теории относительности, полагая, что движение происходит в светоносном эфире. Зоммерфельд использовал аналогию с работами известного физика и философа Эрнста Маха²³⁰, заложившего основы сверхзвуковой гидро- и аэродинамики (единица скорости в сверхзвуковой авиации носит его имя). У Маха частица, движущаяся быстрее звука, создаёт характерный конусообразный фронт звуковой волны. Зоммерфельд предположил, что сверхсветовая частица также создаёт конусообразный фронт световой волны в эфире. После возникновения теории относительности от концепции эфира отказались и о работе Зоммерфельда надолго забыли.

В 1934 году П.А. Черенков, под руководством академика С.И. Вавилова, обнаружил характерное конусовидное излучение, вызываемое быстролетящей частицей.

В 1937 году И.Е. Тамм и И.М. Франк объяснили физическую природу эффекта Черенкова, используя работу Зоммерфельда с тем, однако, отличием, что в эффекте Черенкова частица движется быстрее света в среде, но медленнее, чем свет в вакууме:

С > V_{частицы} > C_{в среде}.

За эти работы в 1958 году П.А. Черенков, И.Е. Тамм и И.М. Франк получили Нобелевскую премию по физике²³¹.

После создания теории относительности и широкого её распространения в научном сообществе, большинство физиков было убеждено, что двигаться быстрее, чем свет в вакууме, принципиально невозможно. В первой половине XX века лишь немногие теоретики пытались изучать сверхсветовые процессы: Э. Майорана (1932 г.), Е. Вигнер (1939 г.), В. Баргман (1948 г.) и др. Среди многочисленных возражений против существования сверхсветовых процессов особой популярностью пользовался парадокс, предложенный в 1917 г. американским физиком Р.Ч. Толменом, получивший название «антителефон». Толмен и его сторонники считали, что сверхсветовые процессы приводят к акаузальным эффектам, а именно: в некоторых системах отсчёта следствие происходит раньше причины.

В начале 60-х годов к изучению сверхсветовых процессов обратился ряд физиков-теоретиков. Это были отнюдь не аутсайдеры и маргиналы, находящиеся на периферии научного познания, а профессора ведущих университетов мира, такие, как С. Танака (Токийский университет), Я.П. Терлецкий (МГУ, рис. 1.52), Е. Сударшан (Техасский университет), Г. Фейнберг (Колумбийский университет) и др.²³²

Фейнберг, кстати сказать, и предложил столь популярный сейчас термин тахион (от греч. tachýs – быстрый, скорый). Этот массовый всплеск интереса к сверхсветовым процессам получил в истории физики название «первый тахионный бум». Особенно ценной была статья Сударшана с соавторами, опубликованная в 1962 г. Сударшану (рис. 1.53) удалось избавить тахионы от причинных парадоксов, при этом он использовал так называемый «принцип реинтерпретации».

Рис. 1.52. Я.П. Терлецкий

(адрес изображения: http: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/690143)

Рис. 1.53. Эннакал Сударшан

(Ennackal Chandy George Sudarshan)²³³

Вот как образно пишет Сударшан о принципиальной возможности мира тахионов: «Предположим, что некий демограф самоуверенно полагает, что к северу от Гималаев нет людей, поскольку никто не может перебраться через горные хребты! Но это будет абсурдным заключением. Жители Центральной Азии родились и живут там: они не обязаны рождаться в Индии и пересекать горные цепи. То же самое можно сказать о сверхсветовых частицах»²³⁴.

В теоретических работах о тахионах особую роль играет аналогия с античастицами. Поэтому, необходимо сказать несколько слов о тех аспектах теории античастиц, аналогия с которыми используется в работах по тахионам. Античастицы предсказал Дирак в 1928 г. И практически сразу, в 1932 г. первая античастица – позитрон (антиэлектрон) была обнаружена. Работа Дирака относится к числу выдающихся в теоретической физике XX века. В ней содержится принципиальная новизна сразу в трёх направлениях: в физике, в математике (точнее, в математической физике) и в философии (в философии науки, онтологии и теории познания). В физике Дирак (рис. 1.54) предсказал существование античастиц; в математике, при формулировке уравнения Дирака, ввёл новые математические величины – спиноры. В философии он придал отрицательности онтологический статус объективной реальности. До Дирака считалось, что физической реальностью обладают только положительные величины; а отрицательные величины – это математическая фикция, которая вводится для удобства вычислений. Дирак «физикализировал» (онтологизировал) отрицательность²³⁵.

Рис. 1.54.

Поль Андриен Морис Дирак ²³⁶

В 40-е годы XX века выяснилось, что возможна другая трактовка античастиц. Первым её предложил ленинградский физик Г.А. Зисман²³⁷ в 1940 г. Годом позже эту же трактовку предложил профессор Лозаннского университета Е.С. Штюкельберг, а ещё годом позже, видный американский физик Дж. Уилер. Зисман и Штюкельберг опубликовали свои работы, а Уилер публиковать не стал и только устно сообщил о своей гипотезе Фейнману. О роли Уилера в формулировке новой трактовки античастиц, которую Фейнман назвал «пространственно-временной», мы узнаём из Нобелевской речи²³⁸. Суть новой трактовки античастиц в следующем: в трактовке Дирака, которую уместно назвать «динамической», отрицательность античастиц реализуется за счёт динамических характеристик (заряда и т.д.); в «пространственно-временной» трактовке Фейнмана и др. динамические характеристики античастиц такие же, как у частиц, а отрицательность получается за счёт пространственных и временных характеристик. Отрицательные пространственные координаты означают, что античастица является зеркальным двойником частицы, что и подтверждается в эксперименте. Неординарность заключается в отрицательном собственном времени античастиц. Грубо говоря, это значит, что античастицы движутся во времени вспять, из будущего к прошлому… Когда известный английский физик Дайсон впервые услышал от Фейнмана его трактовку античастиц, он воскликнул: «Фейнман, вы сошли с ума!» Но математическая техника, разработанная Фейнманом (знаменитые «фейнмановские диаграммы») позволяют рассчитать физические процессы так, что расчёты совпадают с экспериментом с точностью до седьмого знака после запятой! «Практика – критерий истины», фейнмановская трактовка стала доминирующей.

В годы Второй мировой войны известный философ-неопозитивист Ганс Рейнхенбах работал в одном университете с Эрнстом Штюкельбергом и знал о новой трактовке античастиц, что называется «из первых рук». Большую часть своей научной карьеры Рейнхенбах занимался проблемой времени. Он попытался с точки зрения методологии выделить тот логический приём, с помощью которого физики переходят от динамической трактовки к пространственно-временной; и назвал этот приём «реинтерпретацией»²³⁹. По мнению Рейхенбаха, реинтерпретации могут быть подвержены далеко не все феномены, а только особый тип феноменов, которые он назвал «интерфеномены»²⁴⁰.

Позднее, в 1954 году Вольфганг Паули и др. сформулировали знаменитую CPT-теорему. C – означает замену знака заряда на противоположный, P – пространственная инверсия, T – инверсия времени. Если к частице или системе применить все три оператора, то состояние системы не изменится. Из этого следует, что те изменения, которые вносит в состояние системы оператор C, компенсируются операторами P и T. Таким образом, на языке CPT-теоремы снова обнаруживается возможность двух альтернативных подходов: динамического и пространственно-временного.

В этом кратком обзоре по теории античастиц осталось рассмотреть проблему антимира, имеющую отношение к феномену мироздания в современной науке. Искать антимир стали сразу после работы Дирака. Границы антимира отодвигались всё дальше и дальше: другие планеты => другие звёздные системы => другие галактики и т.д. В 1967 - 1968 годах академик Андрей Дмитриевич Сахаров (рис. 1.55) задал простой вопрос: почему антимир должен быть отделён от нас в пространстве; почему не во времени? И построил модель космологических переходов с изменением направления времени.

Рис. 1.55.

Академик А.Д. Сахаров ²⁴¹

По Сахарову антимир был до «Большого взрыва». Таким образом, космологическая модель Сахарова представляет собой перенос модели античастиц Зисмана-Фейнмана с микромира на космос в целом²⁴². В такой концепции нашлось место и «миру Парменида» (без времени, неизменному), и «миру тахионов», и «узлам», как топологическим сущностям на будущих «струнах» (теория струн была ещё не создана), гравитация была представлена как «метрическая упругость вакуума»²⁴³.

Вернёмся к основной теме этого параграфа: тахионы и сверхсветовая коммуникация.

Большинство статей периода «первого тахионного бума» написаны с позиции динамической модели тахионов. Так, даже у Сударшана, впервые применившего «принцип реинтерпретации» к тахионам, собственная масса тахиона есть мнимая величина. Аналогия с античастицами позволяет предполагать, что и для тех, и для других может быть разработана (пользуясь терминологией Фейнмана) пространственно-временная или геометрическая модель тахионов. И действительно, такая модель была разработана в 70-х годах XX века итальянским физиком-теоретиком Эразмо Реками и его соавторами. Содержание этой модели Реками изложено в двух больших обзорах, опубликованных в известном европейском журнале²⁴⁴. В 1976г. в Амстердаме состоялся симпозиум, посвящённый тахионам, монополям и другим «экзотическим частицам»²⁴⁵. Высшей точкой признания международным научным сообществом пространственно-временной модели тахионов стал 1979 г. К 100-летию со дня рождения Эйнштейна академии наук ведущих стран мира провели конференции и опубликовали сборники докладов по теории относительности и смежным вопросам. В сборнике итальянской академии наук опубликован большой доклад Реками «Теория относительности и её обобщения»²⁴⁶. Примерно три четверти этого доклада составляет изложение пространственно-временной модели тахионов. Реками претендует даже на большее: «Новый подход к специальной теории относительности: частицы, античастицы, тахионы». Позднее этот подход получил в западной литературе название «extended relativity» – «расширенная теория относительности». Таким образом, наряду со СТО (специальной теорией относительности) и ОТО (общей теорией относительности) появляется РТО (расширенная теория относительности).

Основой математического аппарата этой модели является обобщённая группа Лоренца:

G = {+ _<}U{- _<}U{-i _>}{+i _>}

≡ (β² < 1); _> ≡ (β² > 1); β = u/c,

где множество { _<} представляет собой одно из обычных собственных ортохронных преобразований Лоренца, u – скорость частицы (если u > c – это тахион)²⁴⁷.

Реками и др.²⁴⁸ показали, что обобщённая группа Лоренца может быть представлена в виде:

G = ε (L₄⁺, CPT, J).

То есть обычной группой Лоренца L₄⁺ и включением двух операций CPT и J. Операторы C, P, T – хорошо известные инверсии заряда, пространственных осей и времени. Всё наиболее интересное заключается в операторе J – инверсии в световом конусе, меняющем знак сигнатуры метрики.

Наглядно обобщённая группа Лоренца представлена на диаграмме Реками (рис. 1.56).

Модель тахионов Реками и др. – классическая. Попытаемся найти подход к квантованию этой модели. Предположим, что обобщённая группа Лоренца описывает симметрию не только частиц, античастиц и тахионов, но и симметрию их взаимодействий. В результате вместо диаграммы Реками получается следующая диаграмма – геометрическое представление обобщённой группы Лоренца с учётом типологии взаимодействий в расширенной специальной теории относительности (рис. 1.57):

Рис. 1.56.

Геометрическое представление обобщённой группы Лоренца.

Диаграмма Реками, на которой наглядно представлена

обобщённая группа Лоренца²⁴⁹

Вершины 1, 2, 3, 4 – тривиальны – это аннигиляция и комптон-эффект для тахионов и антитахионов. Нетривиальны вершины 5, 6, 7, 8; своим происхождением они обязаны оператору J.

Вершина 5: (e^- → τ+ϰ) – распад частицы (в частности, электрона на тахион и безмассовую частицу ϰ).

Вершина 6: (τ+ϰ → e^-) – обратный процесс – поглощение тахионом ϰ-частицы с образованием электрона (точнее – брадиона).

Вершина 7: ( +ϰ → e^-) – поглощение антитахионом ϰ-частицы с образованием античастицы.

Вершина 8: (e⁺ → +ϰ) – распад античастицы на антитахион и ϰ-частицу.

Рис. 1.57. Геометрическое представление

обобщённой группы Лоренца с учётом типологии взаимодействий

в расширенной специальной теории относительности

Для наглядности используются квазиклассические диаграммы Зисмана вместо фейнмановских диаграмм, дабы избежать графов виртуальных частиц²⁵⁰.

Поскольку правые и левые тахионы существенно различаются, появляется восемь вершин, обязанных своим происхождением оператору J.

Интерпретация безмассовой χ-частицы неоднозначна. Здесь возможны три варианта:

χ-частица – частица некоего поля неизвестной физической природы (назовём её ϰ-тахино);

χ-частица – фотон;

χ-частица – гравитон.

Первый вариант нельзя абсолютно отбрасывать. Но при современных знаниях и уровне понимания физики микромира этот вариант «отрезается» методологическим принципом – «бритвой Оккама»²⁵¹.

Второй вариант исключён. Такой процесс шёл бы с большей вероятностью, чем аннигиляция, и давно был бы экспериментально обнаружен (кроме того, это приводило бы к электромагнитной нестабильности вещества).

Третий вариант наиболее вероятен: ϰ-частица – гравитон.

Применение «принципа реинтерпретации» к тахионам приводит к тому, что в пространственно-временной модели масса тахиона становится действительной величиной, а пространственные и временные координаты становятся мнимыми. Особенности геометрии СТО, разработанной Минковским в 1908 году, таковы, что вместо мнимых координат можно использовать вещественные; но тогда «пространство и время меняются местами». Точнее говоря, те координаты, которые для частиц играют роль пространства, для тахионов становятся временем и наоборот. Из этого проистекает ряд следствий, наиболее интересное из которых следующее: «…свободно падающий (вне горизонта событий) брадион²⁵² становится тахионом внутри горизонта и наоборот. «Чёрные дыры» будут поэтому классическими источниками (и детекторами) тахионов. Таким образом, расширенная теория относительности, по-видимому, позволяет предположить, что «чёрные дыры» могут классическим образом обмениваться тахионными объектами»²⁵³.

Если гипотеза Реками верна, это позволит решить один из острейших парадоксов в проблеме SETI, известный как «молчание космоса»²⁵⁴. Представим себе племя дикарей, – пишет И.С. Шкловский, – живущих где-нибудь в джунглях Амазонки. Для них единственный способ передавать сообщения – это барабан. Дикари внимательно вслушиваются в звуки джунглей, но нигде барабанного боя не слышат. Из этого они делают поспешное умозаключение, что они являются единственным племенем в джунглях, да и на всей Земле.²⁵⁵ А в это время над ними проносятся потоки радиоволн, переносящие тысячи сообщений; но у бедных дикарей нет телефонов и радиоприёмников. Так и наша, ещё младенческая, в космическом смысле, цивилизация знает только один способ сообщений – электромагнитный канал информации. Отсутствие сигналов других космических цивилизаций в электромагнитном канале заставляет (и некоторых учёных-астрофизиков в том числе) предполагать, что мы единственная цивилизация во вселенной²⁵⁶. А в это время, может быть, мимо нас проносятся тысячи сообщений в тахионном канале информации; но наша цивилизация не воспринимает эти потоки информации – в том числе весьма важной, может быть, судьбоносной для нас – поскольку не владеет этим каналом информации…

Развивая аналогию между античастицами и тахионами, можно предположить, что для тахионов должен существовать процесс, аналогичный эффекту аннигиляции для античастиц²⁵⁷. При аннигиляции частицы и античастицы возникают фотоны – частицы, масса покоя которых равна нулю. По аналогии, при взаимодействии частицы и тахиона должна возникать частица с нулевой массой. Какая это частица? Хотя свойства античастиц и тахионов во многом аналогичны, тем не менее, это разные классы частиц. Поэтому естественно предположить, что при «аннигиляции тахионов» будет возникать не фотон, а другая безмассовая частица, с массой покоя, равной нулю. Идеальным кандидатом на эту роль является гравитон.

Идея гравитационных трансмутаций элементарных частиц впервые была высказана выдающимся московским физиком-теоретиком Д.Д. Иваненко в 1947 году²⁵⁸. Иваненко с соавтором рассмотрел эффект гравитационной аннигиляции античастиц и рассчитал вероятность этого процесса. В 1957 г. Уилер изучил аннигиляцию античастиц сообразованием нейтрино (в то время нейтрино считалось безмассовой частицей)²⁵⁹. В 1963 году на международной научной конференции в Польше Фейнман сделал доклад, касающийся квантовой теории гравитации, в котором также затронул этот круг вопросов²⁶⁰.

В начале 60-х годов ученик Иваненко – Ю.С. Владимиров – исследовал эффект смешанной гравитон-фотонной аннигиляции античастиц и построил полную (на тот момент) классификацию гравитационных трансмутаций элементарных частиц²⁶¹. Все эти авторы тахионы не рассматривали; но их работы оказываются чрезвычайно полезными при анализе гравитационных трансмутаций тахионов.

Впоследствии гравитационные превращения исследовались в работах многих авторов²⁶². В частности, двухгравитонная аннигиляция пары фермионов описывается диаграммами Фейнмана, изображёнными на рис. 1.58.

Как известно, физика – количественная наука. Статьи по физике, не содержащие вычислений, академик Ландау презрительно называл «филологией»; а знаменитый Фейнман выразил эту мысль так: «Главная цель физических теорий – найти число и притом с достаточной точностью! В противном случае вы ничего не добились»²⁶³.

Можно показать, что вероятность «гравитационной аннигиляции тахионов» численно равна корню квадратному из вероятности эффекта Иваненко»²⁶⁴.

Рис. 1.58. Диаграммы процесса

двухгравитонной аннигиляции электронно-позитронной пары

Сечение процесса ничтожно мало; так, для частиц в системе центра масс, обладающих скоростями c/100, сечение процесса σ ~ 10^-110см². «В ультрарелятивистском случае, когда k₀ ~ pc ≥ mc², полное сечение процесса даётся формулой σ ≈ r₀² (k_o/mc²)², где r₀ = 2Gm/c² – гравитационный радиус электрона, т.е. сечение растёт пропорционально квадрату энергии сталкивающихся частиц. Напомним, что сечение двухфотонной аннигиляции пары фермионов в ультрарелятивистском случае убывает с ростом энергии σ ~ 1/k_o ² При энергиях электронов и позитронов k_o ≈ 10²¹mc² сечение процессов двухгравитонной и двухфотонной аннигиляций имеют одинаковый порядок. Рассматривался также гипотетический процесс смешанной фотон-гравитонной аннигиляции пары фермионов, который описывается теми же диаграммами с заменой одной гравитонной (пунктирной) линии на фотонную (волнистую) линию. Этот процесс мог бы оказаться более существенным, поскольку его сечение пропорционально первой степени σ ~ k_o При скоростях сталкивающихся частиц v ~ c/100 сечение имеет порядок σ ~ 10^-76 см². В ультрарелятивистском случае сечение приближается к постоянному значению σ ≈ r_or_e ≈ 0,3∙10^-68 см², где r_e = e²/mc². Согласно проведённым оценкам, за счёт данного процесса можно ожидать от сверхновой звезды мощность гравитационного излучения порядка N ~ 10¹⁶ эрг/сек»²⁶⁵.

Диаграммы Фейнмана для гравитационной аннигиляции электрон – позитронной пары в книге Владимирова Ю.С. приведены в координатах энергия – импульс.

Если вновь вернуться к пространственно-временным координатам, то диаграмма Фейнмана для эффекта Иваненко будет иметь вид (рис. 1.59):

Если «разрезать» диаграмму эффекта Иваненко – Соколова» по графу виртуальной частицы, то получается две диаграммы (рис. 1.60):

Можно сказать, что предложенный нами эффект представляет собой как бы «корень квадратный» из эффекта Иваненко – Соколова (вероятность предложенного нами эффекта представляет собой корень квадратный из вероятности эффекта Иваненко – Соколова)²⁶⁶.

В ультрарелятивистском пределе для эффекта «тахионной аннигиляции»

____________________

σ ≈ √r_o²∙(k_o / m·c²)²

Иными словами, σ ~ r_{o ,} что даёт значение 10^-55 процессов в единицу времени и в единице объёма²⁶⁷.

Эффект Иваненко – Соколова и предложенный эффект «тахионной аннигиляции» описан в приближении слабого поля (линейный гравитон). Есть основания ожидать, что в приближении сильного поля (например, на поверхности «чёрных дыр»), вероятность этого эффекта существенно возрастёт. Не исключено, что ϰ – частицу можно описать как нелинейный гравитон Пенроуза²⁶⁸.

Рис. 1.59.

Диаграмма Фейнмана для эффекта Иваненко:

ϰ – гравитон, e^- – электрон, e⁺ – позитрон, стрелкой слева показано

направление времени в лабораторной системе отсчёта)²⁶⁹

Рис. 1.60. Диаграммы, производные от диаграммы Фейнмана

для эффекта Иваненко-Соколова

Левая из этих диаграмм соответствует вершине «5», изображённой на рис. 1.57 «Геометрическое представление обобщённой группы Лоренца с учётом типологии взаимодействий в расширенной специальной теории относительности»; правая – вершине «8».

На интуитивном уровне можно попытаться совместить диаграммы Пенроуза и диаграммы, описывающие гравитационные трансмутации с участием частиц и тахионов. Тогда на изображённой ниже диаграмме Пенроуза-Картера (рис. 1.61): процесс (1) – падение частицы в чёрную дыру с неизбежным попаданием в сингулярность; процесс (2) – превращение частицы в тахион, который минует сингулярность и уходит в сопряженную реальность; процесс (3) – хокинговское излучение чёрных дыр; процесс (4) – тахион из сопряжённой реальности превращается на поверхности чёрной дыры в частицу и излучается в нашу Вселенную. Процессы (2) и (4) представляют собой туннелирование сквозь чёрную дыру.

Рис. 1.61. Диаграмма Пенроуза – Картера

для «вечной шварцшильдовской чёрной дыры»:

I⁺ – горизонт будущего; I^- – горизонт прошлого;

τ⁺ и τ^- нулевые бесконечности в будущем и прошлом

Использование мнимых координат в пространственно-временной модели тахионов идейно перекликается со знаменитой «твисторной программой» Пенроуза. «В основе математических методов квантовой физики, – пишет Пенроуз, – лежат комплексные числа… С другой стороны, в общепринятом математическом описании пространства-времени используются только вещественные числа.

Таким образом, считается, что пространственно-временной континуум есть вещественное дифференцируемое многообразие; большинство физических величин (таких, например, как скорость, энергия, импульс, температура) связанных прямо или косвенно с пространственно-временной структурой, также обычно описывается в терминах вещественных чисел. Но физика едина, и следует надеяться, что со временем вся она будет описываться единым образом. Если единый подход к квантовой физике и геометрии пространства-времени существует, то тип математического описания, пригодный для одной из них, должен подходить и для другой. Один из главных побудительных мотивов развития теории твисторов состоит в том, что она даёт математическое описание физики, которое базируется целиком на комплексной структуре; при этом геометрия четырёхмерного пространства-времени и квантово-механический принцип суперпозиции возникают как тесно связанные аспекты этой комплексной твисторной структуры»²⁷⁰.

Становится понятно, что существует междисциплинарный комплекс проблем. В физике – это гипотеза тахионов, в математике – это твисторная программа, в теории информации – это вопрос о возможности передавать информацию быстрее света. Даже если допустить, что сверхсветовые физические процессы существуют объективно, из этого ещё не следует, что информация в таких процессах сохраняется. И, наконец, в философии естествознания проблема сводится как минимум к двум вопросам: современной формулировке антропокосмизма и вопросу об онтологическом статусе мнимости. Если тахионы когда-либо будут обнаружены экспериментально, это придаст мнимости онтологический статус объективной реальности. Мнения философов по этому вопросу резко расходятся, создавая настоящую «драму идей». В качестве примера приведём мнения Энгельса и Флоренского. В «Диалектике природы», в статье «Естествознание в мире духов» Энгельс пишет: «Обыкновенные математики метафизического пошиба горделиво кичатся абсолютной непреложностью результатов их науки. Но к этим результатам принадлежат также и мнимые величины, которым тем самым тоже присуща известного рода реальность. Однако, если только мы привыкнем приписывать квадратному корню из минус единицы или четвёртому измерению какую-либо реальность вне нашей головы, то уже не имеет особо большого значения, сделаем ли мы ещё один шаг дальше, признав также и спиритический мир медиумов»²⁷¹. Как видим, Энгельс категорически отрицает объективную реальность мнимости.

В книге «Мнимости в геометрии» Флоренский в умозрительной форме выражает прямо противоположную точку зрения. При скорости, равной скорости света, «длина всякого тела делается равной нулю, масса бесконечной, а время его, со стороны наблюдаемое – бесконечным. Иначе говоря, тело утрачивает свою протяженность, переходит в вечность и приобретает абсолютную устойчивость. Разве это не есть пересказ в физических терминах – признаков идей по Платону – бестелесных, непротяжённых, неизменяемых вечных сущностей?.. Но за пределом, – продолжает Флоренский, – при V > C время протекает в обратном смысле, так что следствие предшествует причине… и за границами предельных скоростей простирается царство целей. При этом длина и масса тел делаются мнимыми»²⁷². Таким образом, в книге «Мнимости в геометрии» Флоренский первым – по крайней мере, на русском языке – даёт неоплатоническую трактовку теории относительности. Не следует, однако, забывать об атрибуте истины – конкретности, что истина всегда конкретна, как в первом (по Энгельсу), так и во втором (по Флоренскому) контексте и во всех других утверждениях и контекстах, в которых речь идёт о научном познании и его принципах.

Когда теория относительности только возникла, многие учёные и философы на Западе решили, что теория относительности даёт доказательство правоты философского релятивизма. Но теория относительности, будучи элементом позитивной науки, не содержит в себе однозначно какую-либо интерпретацию. Были предложены позитивистская, конвенционалистская, неокантианская и другие интерпретации. В 30-х - 50-х годах XX века в ленинградском университете двумя выдающимися учёными с мировыми именами – геометром академиком Александровым и физиком-теоретиком академиком Фоком – была развита интерпретация теории относительности в духе диалектического материализма. Александров в ряде статей – прежде всего, в статье «Теория относительности, как теория абсолютного пространства-времени» – дал интерпретацию специальной теории относительности²⁷³. Фок дал интерпретацию общей теории относительности. Он считал, что теория Эйнштейна есть современная теория тяготения, а понятие «общая относительность» в принципе отрицал²⁷⁴.

Возвращаясь к пространственно-временной интерпретации тахионов, следует назвать предшественников Реками. Точно так же, как в развитой теории античастиц у Фейнмана, предшествовали работы Зисмана, Штюкельберга и устное сообщение Уилера, модели Реками предшествовали работы других авторов, имплицитно содержащие геометрическую модель тахионов. Прежде всего, следует упомянуть выдающегося советского физика академика Д.И. Блохинцева (рис. 2.13, 2.14) и его книгу «Пространство и время в микромире» и в особенности §3 «О делении многообразия событий на пространство и время». Блохинцев пишет: «Мы должны признать, что имеем дело с многообразием, в котором имеется три времени:

t₁ = x ; t₂ = y ; t₃ = z

и одно пространственное измерение:

Эти же идеи Блохинцев развивал в препринте²⁷⁵.

Ещё ранее аналогичные идеи высказывал выдающийся советский авиаконструктор, физик-теоретик и философ Бартини. Им была создана теория шестимерного мира: трёхмерного по пространству и трёхмерного по времени, получившая название «мир Бартини»²⁷⁶.

Ещё ранее, в 1923 г. советский учёный Л.Я. Штрум развивал идеи, аналогичные «принципу реинтерпретации» применительно к сверхсветовым процессам²⁷⁷.

И совсем уже невероятно – но подтверждено документально – в 1896 году, почти за 10 лет до создания теории относительности, русский философ Митрофан Семёнович Аксёнов, рассматривал релятивистские эффекты. В отличие от теории относительности, у Аксёнова получалось, что с увеличением скорости линейные размеры тела не уменьшаются, а растут; интервалы времени не сокращаются, а удлиняются. Но именно так должно было бы вести себя макроскопическое тело, движущееся быстрее света. Таким образом, сам того не зная, Аксёнов описывал макроскопический тахионный объект²⁷⁸.

Во второй половине 70-х – первой половине 80-х годов XX века отношение научного сообщества к сверхсветовым процессам было вполне доброжелательное. Солидный академический журнал «Успехи физических наук» публикует обзор по тахионам известного теоретика из Дубны В.С. Барашенкова²⁷⁹. В 1986 г. в Москве под эгидой Института философии АН СССР вышел сборник статей, посвящённых гипотезе сверхсветовых скоростей²⁸⁰. Можно было сказать, что тахионы в глазах академической науки поменяли свой статус и из «патологии» перешли в «экзотику».

Этому благополучию пришёл конец во второй половине 80-х годов XX века в связи с возникновением теории струн (и её развития: теории суперструн, теории мембран и т.д.), претендующей стать «теорией всего»²⁸¹. Теория струн накладывала категорический запрет на существование тахионов. К обычным обвинениям в акаузальности добавилось ещё одно серьёзное возражение – тахионы делают вакуум нестабильным. Если прибегнуть к упрощённой классической аналогии, то возникает фантастическая картина: вакуум (то есть с классической точки зрения пустота) начинает самопроизвольно распадаться на бесконечное количество тахионов, нарушая при этом все мыслимые законы сохранения (рис. 1.62). «Запрет» на тахионы в теории струн просуществовал последние полтора десятилетия XX века.

Рис. 1.62.

Потенциал V(ϕ) = M²ϕ²/2 отвечает положительным значениям квадрата массы, точка ϕ = 0 – устойчивая критическая точка (а). Потенциал V(ϕ) = M²ϕ²/2 отвечает отрицательным значениям квадрата массы, точка ϕ = 0 – неустойчивая критическая точка (б)²⁸².

В 1997 - 1998 годах произошли поистине революционные изменения в естествознании. Антон Цайлингер (см. рис. 1.22) и другие экспериментально осуществили квантовую телепортацию²⁸³, а Перлмуттер (см. рис. 1.21) и другие открыли – или, лучше сказать, осторожнее – обнаружили феномен, который был интерпретирован как ускоренное расширение наблюдаемой Вселенной²⁸⁴. По расчётам, на базе полученных данных, «тёмная энергия» и «тёмная материя» – природа которых до сих пор не ясна – составляют 95 % материи Вселенной! Любопытно, что ни теория струн, ни инфляционная космология – теории, доминирующие на последнем этапе развития неклассической науки, не смогли предсказать этого открытия. Для объяснения новых феноменов физической картины мира стали востребованы радикальные идеи²⁸⁵. Отношение к сверхсветовым процессам стало меняться к лучшему. В качестве лидера этих изменений выступил индийский физик-теоретик Ашок Сен. В 2002 году он опубликовал ряд статей²⁸⁶, после чего начался «второй тахионный бум» – число публикаций по сверхсветовым процессам резко возросло. У них было две характерные особенности: во-первых, в большинстве публикаций использовался математический аппарат теории струн. Во-вторых, и это главное, в большинстве статей рассматривались не отдельные тахионы, а экзотические формы тахионной материи: «тахионный конденсат»²⁸⁷, «тахионный кристалл»²⁸⁸ и даже «тахионные звёзды»²⁸⁹. По мнению Ашока Сена и его последователей тахионный конденсат в теории струн играет примерно такую же роль, какую в Стандартной модели физики микромира играет бозон Хиггса.

На сегодня INSPIRE-HEP – информационный ресурс нового поколения, находящийся в ведении сотрудничества крупнейших научных центров мира: ЦЕРН, DESY, Fermilab, ИФВЭ, SLAC и тесно взаимодействующий с другими информационными ресурсами по теме «Tachyons» приводит более 4000 статей и обзоров.²⁹⁰

Таким образом, в условиях современной постнеклассической, а точнее – зарождающейся неоклассической науки поиск «сверхсветовых обобщений» теории относительности продолжается, поскольку он «вполне оправдан как с общеметодологической, так и с… физической точек зрения»²⁹¹.

Несколько слов об экспериментальном статусе проблемы сверхсветовых коммуникаций. Несколько раз возникало подозрение, что сверхсветовые процессы обнаружены. Впервые в 1971 г. международная группа астрофизиков под руководством И. Шапиро обнаружила сверхсветовое движение в так называемых «джетах» (от англ. «jet» – струя), в струях у квазаров. Подавляющее большинство специалистов считает эти эффекты кажущимися, и предлагают различные теоретические модели для их описания. Но есть небольшая группа учёных, которые предлагают рассматривать эти эффекты, как проявление изменения топологии пространства-времени, ссылаясь на известную теорему тополога Роберта Герока²⁹².

В 1987 году при наблюдении сверхновой SN1987a, находящейся в Большом Магеллановом Облаке было обнаружено, что приблизительно за три часа до того, как видимый свет вспышки достиг Земли, три нейтринные лаборатории зафиксировали значительное превышение обычного фонового потока нейтрино. Большинство специалистов, однако, не считают это доказательством сверхсветовой природы нейтрино. Вероятнее всего, считают они, свет и нейтрино излучаются в разное время.

Но более всего шуму наделал третий прецедент. В сентябре 2011 года эксперимент «OPERA»²⁹³ обнаружил сверхсветовые нейтрино. Сенсация продержалась почти полгода, но была опровергнута в 2012 году в эксперименте «ICARUS»²⁹⁴.

Здесь необходимо сказать об экспериментальном моделировании свойств тахионов. Ещё в 1967 году ученик академика Прохорова В.Г. Веселаго²⁹⁵ высказал гипотезу о существовании веществ с отрицательным показателем преломления, получивших позднее название «метаматериалов». Уже в XXI веке сотрудник университета в Мериленде И.И. Смолянинов использовал метаматериалы для оптического моделирования ряда космических феноменов (космического вакуума, чёрных дыр и др.) в том числе и для оптического моделирования фантомной энергии²⁹⁶.

Мнения современных российских учёных по поводу гипотезы тахионов разделились. Убеждёнными сторонниками гипотезы тахионов являются, к примеру, ведущий научный сотрудник Математического института им. В.А. Стеклова РАН И.Я. Арефьева и её сотрудники²⁹⁷.

Противниками теории тахионов является многие учёные, в частности, видный петербуржский философ, Почётный профессор СПбГУ В.П. Бранский, который пишет: «Последовательное квантование М (мира Минковского – авт.) делает невозможным существование тахионов»²⁹⁸.

Известный физик-теоретик, академик РАН В.А. Рубаков (с сотрудниками) касательно гипотезы тахионов занимает взвешенную, компромиссную позицию²⁹⁹.

После открытия «тёмной энергии» – благодаря чему Вселенная, в которой находимся мы, расширяется с ускорением!³⁰⁰ – предлагались различные объяснения её физической природы: космический вакуум (иногда называемый λ-членом), квинтэссенция, газ Чаплыгина, тахионная материя и т.д.

Индийский космолог Падманабхан первым высказал гипотезу о том, что ускоренное расширение Вселенной вызывается тахионной материей. Гипотеза Падманабхана до сих пор рассматривается как возможное объяснение природы «тёмной энергии»³⁰¹, наряду с другими гипотезами. Так, в относительно недавно опубликованном обзоре, известный российский физик В.Ф. Перепелица пишет: «Будем считать, что наша Вселенная на ранних временах была заполнена реликтовыми тахионами, созданными во время «Большого взрыва»… Доминирование тахионов в начале Вселенной приводит к космологической модели совершенно иного типа, по сравнению со стандартной (инфляция) космологией»³⁰².

Тем не менее, длительное время, считалось, что наиболее вероятное объяснение «тёмной энергии» – это космический вакуум³⁰³.

Но последние результаты космического телескопа «Планк» и астрофизического эксперимента «Pan-STARS» показывают, что наиболее вероятным объяснением может оказаться гипотеза так называемой «фантомной энергии»³⁰⁴. Существует подход, согласно которому «фантомная энергия» представляет собой одну из субвакуумных форм материи (В.М. Сергеев). Если это так, то вакуум стабилен по отношению к тахионам. Если эта гипотеза окажется верной, то для «субвакуумных» форм материи будет характерна следующая форма потенциала (рис. 1.63):

С логической – точнее с логико-исторической – точки зрения ситуация напоминает споры, которые в античной науки велись по поводу шарообразности Земли. Одним из аргументом против шарообразности Земли был следующий: «антиподы» упадут «вниз».

Рис. 1.63.

Вакуум не «дно» физической реальности, а «мембрана» между мирами – данные графики представляют собой «перевёрнутые» графики Цвибаха³⁰⁵.

Но классическая наука, которая в лице Ньютона сформулировала закон всемирного тяготения, показала, что силы гравитации направлены к центру Земли, и, следовательно, «антиподы» «падают вверх». Вакуум неоклассической науки играет в этой аналогии роль земной поверхности. Если частицы стремятся к вакууму вниз по энергетической шкале, то частицы субвакуумных форм материи будут стремиться к вакууму вверх по энергетической шкале. Это и делает вакуум стабильным по отношению к тахионам.

Несколько слов о других подходах к проблеме сверхсветовых коммуникаций.

Иной подход по сравнению с гипотезой тахионов – это, так называемые, «червоточины» (wormholes), иногда их неправильно переводят, как «кротовые норы». Вот как описывает этот гипотетический феномен Кип Торн – физик, который немало сделал для лучшего уяснения этого феномена: «Червоточина – это гипотетически кратчайший путь между удалёнными точками во Вселенной. У неё есть два входа, которые называются «устьями»… Устья соединены друг с другом туннелем через гиперпространство…»³⁰⁶. Червоточина – это не просто плод воображения писателей фантастов. Они были открыты математически Людвигом Фламмом в 1916 году «как решение уравнения Эйнштейна… В 1930-х годах Эйнштейн и Натан Роузен занялись их исследованием», а в 1950-х – Джон Уилер со своей группой³⁰⁷. Следует заметить, продолжает Кип Торн, что «червоточина имеет вообще очень мало шансов на существование… В то время как чёрные дыры представляют собой неизбежное следствие звёздной эволюции (они возникают в результате коллапса массивных, медленно вращающихся звёзд, которые в изобилии содержатся в нашей Галактике), аналогичного механизма образования червоточин естественным путём не существует. По сути дела, нет никакого основания предполагать, что в нашей Вселенной сегодня есть какие-либо сингулярности, которые могут привести к образованию червоточин; если бы такие сингулярности существовали, трудно понять, как две из них могли бы найти друг друга в бескрайнем гиперпространстве, чтобы образовать червоточину…»³⁰⁸

Необходимо подчеркнуть, что при образовании «червоточины» две породившие её сингулярности исчезают. В «червоточине» нет сингулярности и это принципиально отличает её от «чёрной дыры», в которой сингулярность есть. Именно это позволяет надеяться на возможность путешествия сквозь «червоточину».

Представители так называемой «струнной теории чёрных дыр» придерживаются иного взгляда на сингулярность внутри «дыры»³⁰⁹. Теория струн и её обобщения используют исключительно интересный математический аппарат; но экспериментальный статус теории струн пока нулевой. Это позволило ехидному Фейнману сказать: «Теоретики струны получают оправдания, а не предсказания».

Не смотря на крайне пессимистичный взгляд К. Торна по поводу вероятности возникновения «червоточин», такие трезвомыслящие учёные как акад. Новиков И.Д., акад. Кардашев Н.С. и Шацкий А.А. рассматривают возможность заглянуть в «устье» «червоточин»³¹⁰. По их гипотезе в центре нашей Галактики и, по крайней мере, некоторых других галактик находятся не гигантские «чёрные дыры», а именно «червоточины» (wormholes).

Червоточины крайне не стабильны и стремятся «схлопнуться». Единственный способ удержать червоточину открытой, полагает Кип Торн, – «пропустить через неё вещество, которое будет расталкивать её стенки гравитационными силами». Он называет такое вещество «экзотическим», потому что «оно сильно отличается от любого вещества, с которым имел дело человек»³¹¹.

После экспериментального открытия «тёмной энергии» и появления гипотезы о существовании особого вида «тёмной энергии», получившей название «фантомной энергии», некоторые авторы стали рассматривать её в качестве кандидата на роль «экзотического вещества» (мы уже ссылались на работы И.И. Смолянинова, Ашока Сена и др.).

Разумеется, «экзотическое вещество», «фантомная энергия» и тахионная материя – это разные понятия, но у них есть много общих черт. Не исключено, что произойдёт конвергенция двух подходов к проблеме сверхсветовых коммуникаций: подхода, в основе которого лежит понятие «wormholes» и подхода, в основе которого лежит гипотеза тахионной материи.

Третий подход представляет собой сверхсветовую интерпретацию квантовой телепортации. У истока идеи «квантовой телепортации» лежит полемика Бора и Эйнштейна о природе физической реальности и в особенности статья «Можно ли считать, что квантово-механическое описание физической реальности является полным?»³¹² В этой статье было сформулировано то, что позднее получило название «парадокса ЭПР» (улучшенный вариант этого парадокса предложил Дэвид Бом³¹³). Саму идею квантовой телепортации предложили в 1993 году Беннет, Брассард и др.³¹⁴ Экспериментально «квантовую телепортацию» впервые осуществили Антон Цайлингер и др.³¹⁵

В 1981 году Ник Герберт опубликовал статью, в которой утверждал, что придумал сверхсветовой коммутатор. «Как теорема о запрете клонирования получила своё название» – пишет рецензент этой статьи Э. Перес: «В начале 1981 года редактор Foundations of Physics попросил меня стать рецензентом рукописи Ника Герберта, озаглавленной “FLASH – сверхсветовой коммутатор, основанный на новом способе измерения”. Мне было ясно, что эта статья не могла быть верной, потому что она противоречила специальной теории относительности». Перес рекомендовал опубликовать эту статью³¹⁶ и, поясняя своё решение, написал редактору, что «она очевидно неверна», но «я ожидаю значительного интереса к ней, и нахождение ошибки может привести к значительному прогрессу в нашем понимании физики. Вскоре после этого Wootters и Zurek³¹⁷, а также Dieks³¹⁸ почти одновременно опубликовали свои версии теоремы о запрете клонирования. Броский лозунг «Единичный квант не может быть клонирован» изобрёл Джон Уилер»³¹⁹.

Теорема о запрете клонирования стала важнейшим регулятивным принципом в квантовой теории информации.

Итак, клонирование чистого квантового состояния невозможно. А самоклонирование? В.Е. Тарасов в статье «Квантовое самоклонирование» пытается доказать принципиальную возможность такого процесса³²⁰.

Хотя и редко, но появляются работы, в которых «ЭПР-парадокс» пытаются решить с помощью гипотезы тахионов³²¹, что может служить примером упомянутой выше конвергенции подходов.

Информационные аспекты квантовой телепортации рассматривал Пенроуз. Для нас особенно интересно мнение этого выдающегося учёного, который в книге «Путь к реальности» пишет следующее: «Я должен подчеркнуть, что совсем не склонен поддерживать мысль о возможности распространения обычной информации обратно во времени (а также использования ЭПР-эффектов для передачи информации быстрее света…). Это привело бы к парадоксам разного рода, с которыми мы отнюдь не хотим иметь дело… Информация в обычном смысле не может распространяться обратно во времени. Нечто совершенно противоположное можно сказать о том, что называют квантовой информацией. С этим словом связана некоторая трудность из-за присутствия слова «информация». На мой взгляд, эпитет «квантовая» не достаточен для того, чтобы смягчить ассоциации с обычной информацией, поэтому я предлагаю новый термин кванглеменция… Я буду именовать кванглеменцией то, что обычно называют «квантовая информация». Этот ассоциируется со словами «квантовая механика» (QUANtum mechanics) и «перепутывание» (entanGLEMENT). Это вполне подходит и выражает суть понятия. Кванглеменция имеет много общего с информацией, но это не информация»³²².

Пенроуз иллюстрирует идею кванглеменции диаграммой³²³ (рис. 1.64).

Классический канал на диаграмме показа сплошной линией, а квантовый канал показан штрихами.

В отличие от диаграммы Пенроуза, можно ввести традиционных для квантовой теории информации персонажей: Алису, Боба, Карла, Дика. Дик передаёт квантовое состояние׀) /›) Алисе и далее, через перепутанную пару, приготовленную Карлом (спин 0), состояние׀) /›) передаётся Бобу («коллеге» на диаграмме Пенроуза).

Пенроуз замечает: «Должен, однако, вызвать беспокойство тот факт, что этот канал содержит участок, простирающийся в прошлое».

Если выделить в пространственно-временнóй диаграмме Пенроуза канал кванглеменции, то получатся следующие поддиаграммы (рис. 1.59), где, как видим, действительно содержится участок, в котором квантовая информация распространяется в прошлое…:

Применительно к этим диаграммам явным образом может быть использован «принцип реинтерпретации» и понятие «интерфеноменов» (рис. 1.66).

Информация передаётся не по каналу: «A → C → B» или «B → C → A», а по каналу: «A → B» или «B → A».

Рис. 1.64. «Квантовая телепортация»,

демонстрирующая

«акаузальное» распространение

квантовой информации

«Пространственно-временнáя диаграмма иллюстрирует процесс, посредством которого неизвестное квантовое состояние׀) /›) со спином 1/2, переданное мне приятелем, можно переслать моему коллеге на Титан посредством всего 2 битов классической информации при условии, что мой коллега и я уже поделили между собой ЭПР-пару. Акаузальная квантовая связь показана на рисунке пунктиром»³²⁴.

Рис. 1.65.

Разложенная на поддиаграммы диаграмма рис. 1.64

Рис. 1.66. Реинтерпритационное изображение

Паре частица – античастица в обычной интерпретации сопоставляется тахион в реинтерпретации (рис. 1.66) ³²⁵. Различие в том, что у Рейхенбаха «интерфеноменом» является объект – античастица, а на диаграмме Пенроуза «интерфеноменом» является процесс – кванглеменция. В таком случае «акаузальные» процессы, как и возможные воздействия на прошлое (крайне нежелательные с позиций строгого соблюдения принципов научного познания), исключаются, и возмутители спокойствия вновь удаляются со сцены научных (и около научных) баталий. А понятие причинности (каузальности) расширяется.

В заключение несколько слов об «антропокосмическом принципе» (в духе русского космизма). Если человечество не овладеет сверхсветовой коммуникацией, оно так и останется локальным феноменом и не сможет стать по-настоящему космическим фактором, сверхчеловечеством. Без этого невозможно взять под контроль законы существования космоса и сколь угодно долго продолжать сверхжизнь (наслаждаться ею или продолжать борьбу в стремлении обеспечить преимущества дальнейшего существования). Более того, без этого мы очень уязвимы, оказываемся заложниками случайных и опасных для нас событий. По словам Циолковского, «громада космоса» всегда может вмешаться в нашу жизнь и разрушить все планы…

Любопытно заметить, что если во времена классической науки – особенно в апофеозе небесной механики – угрозы существованию человечества носили по преимуществу механистический характер: внезапное падение космического тела (метеорита, кометы и пр.); природа «тепловой смерти Вселенной» также мыслилась в парадигме механицизма, поскольку, по Больцману, тепло порождается движением молекул), то во времена неклассической науки – символом которой стала знаменитая формула E = m·c² – угрозы стали представляться, прежде всего, «энергетическими»: взрыв Солнца, взрыв сверхновой звезды поблизости Солнца, режим с обострением «ядерного реактора» внутри Земли, в её ядре, с последующим взрывом (поскольку мы до сих пор точно не знаем, что там «работает» и создаёт магнитное поле Земли, меняющееся в геологической истории полюсами); столкновение галактик с негативными для нас последствиями, термоядерная война и пр. Теперь, во времена зарождающейся неоклассической науки угрозы мыслятся в информационно-вакуумной парадигме: искусственный интеллект, фазовые переходы в космическом вакууме и т.п. Сюда можно отнести и надвигающуюся тотальную экологическую катастрофу, поскольку последняя, по В.А. Зубакову, связана с ускоряющимся на наших глазах процессом создания полноценного искусственного интеллекта, нового исторического фактора, возможного субъекта, актора исторического действия³²⁶. Возможно, именно цивилизация искусственного интеллекта, постчеловеческая, сможет осуществить «гравитационное бегство» (по Ашоку Сену). Поскольку, «где опасность, там… и спасительное» – сошлёмся здесь на немецкого романтика и поэта Фридриха Гёльдерлина.

В свете достижений современной науки «громаду космоса» может представлять мгновенный «фазовый переход», реальную возможность которого вполне допускают серьёзные учёные, физики. В частности, Ашока Сен, полагает, что флуктуации вакуума, порождающие иные (другие) Вселенные, могут уничтожить наш космос и всё, что находится в нём. Открытие того, что бóльшая часть плотности энергии во Вселенной хранится в виде «тёмной энергии», имеет глубокие, серьёзные последствия для нашего будущего, – пишет Сен. В частности, наше нынешнее, возможно, ограниченное понимание квантовой теории гравитации, указывает на то, что через некоторое время в будущем наша Вселенная может претерпеть фазовый переход, который уничтожит нас и всё остальное вокруг нас мгновенно. Однако, законы гравитации (и некоторые другие, в том числе, возможно, ещё не открытые законы) также допускают и выход из опасной ситуации. Некоторые из наших потомков могут выжить в этой катастрофе благодаря «гравитационному бегству». Далее, в своём космологическом эссе, Ашок Сен описывает краткую историю возможного бегства от астрофизического «Судного дня». Суть сводится к следующему: если земная цивилизация пойдёт по интровертивному пути, то в будущем её ждёт неминуемая гибель в результате спонтанного фазового перехода. Спонтанность фазового перехода означает невозможность его прогнозирования, определения пространственно-временной локализации возникновения новой Вселенной! Если же цивилизация пойдёт по экстравертивному пути, то некоторые из наших отдалённых потомков, особенно те, которые овладеют сверхсветовой коммуникацией, могут путём так называемого «гравитационного бегства» с бόльшей вероятность избежать катастрофы, связанной со спонтанным фазовым переходом в нашем регионе, фрагменте сущего, грубо говоря – «проскочить»!..³²⁷

Что касается тех цивилизаций, которые овладеют сверхсветовой коммуникацией, то их шансы, обеспечить преимущества своего потенциально и актуально бесконечного существования резко возрастают, поскольку они могут «убежать» от приближающегося со скоростью света горизонта событий вновь образовавшейся Вселенной, зафиксировав её возникновение или приближающийся ударный фронт. Возможно, их технологический уклад – содержание и формы которого мы не можем представить – позволит осуществить и другие способы защиты, предупреждения и предотвращения актуальных и потенциальных угроз (теоретически – всевозможных). И продолжить борьбу за обеспечение преимуществ существования, не допуская для себя никаких «судных дней»!