Когда будущее определяет прошлое

Инаугурационная статья Уилера и Фейнмана (не считать же таковой неудачный доклад на конференции) «Взаимодействие с абсорбером как механизм излучения» начинается очень необычно, с обширных сносок, идущих прямиком от заголовка. В них Уилер объясняет, что они проделали большую часть работы по теме несколько лет назад, но война отсрочила завершение проекта. Следовательно, читателям необходимо воспринимать текст как рабочий отчет, первый из многих.

Фейнман уступил наставнику в том, что касалось структуры и содержания статьи, но все же он яростно возражал, что упоминать о «многих» будет самонадеянно и хвастливо. Так и вышло в конечном итоге: они сочинили еще один текст по теме, и между ним и предыдущим оказалось четыре долгих года.

Как и приличествует в сборнике, посвященном юбилею Бора, к статье прилагался эпиграф, таинственная цитата из книги, написанной датчанином в 1934 году: «Мы должны, следовательно, быть готовыми к тому, что дальнейшее углубление в тему потребует более значительного отхода от свойств, с помощью которых мы описываем пространство и время»⁴².

Уилеру нравилось формировать базу для гипотез вне зависимости от того, насколько абстрактными они выглядели, опираясь на конкретные основания, созданные его уважаемыми предшественниками и учителями – особенно Бором и Эйнштейном. Ему требовалось убедить читателей, что «сумасшедшие идеи» не появились из пустоты, что они возникли в результате работы с достигнутыми ранее результатами.

Поэтому он задействовал цитату Бора, скорее всего, чтобы продемонстрировать, насколько открытым умом обладал тот в отношении перестройки квантовой физики на новых началах, пусть даже эта перестройка будет включать альтернативный взгляд на время и пространство. Теория поглощения с ее симметрией относительно движения вперед и назад во времени имела шансы стать принципиально новым шагом в развитии квантовой физики.

Введение в статью продолжает сладкие речи о том, что действие на расстоянии имеет давнюю историю, и что гипотезу поддерживали сам сэр Исаак Ньютон, немецкий математик Карл Гаусс и многие другие. И пусть от нее отказались в угоду электромагнитным полям, заполняющим пространство, возможно, настало время вернуться к ней, чтобы разгадать некоторые загадки, касающиеся излучения, особенно такой феномен, как радиационное сопротивление.

Затем Уилер призывает на помощь другого своего наставника, Эйнштейна, чтобы тот помог оправдать идею абсорбера. Он упоминает, как узнал от австрийского физика о малоизвестной работе голландского ученого Хьюго Тетрода, который еще в 1922 году предположил, что всякое излучение должно иметь не только источник, но и нечто, его поглощающее. Как он определил это сам: «Солнце не будет излучать, если окажется в космосе в одиночестве, и никакие другие тела не смогут поглотить его лучи»⁴³.

Если бы Фейнман писал статью сам, он наверняка бы убрал большую часть предыстории, общих рассуждений и ссылок, ведь он даже не читал материал Тетрода, поскольку не интересовался такими вещами. Более того, он бы отрезал все лишнее, только обозначил бы проблему радиационного сопротивления и представил результаты. Версия Ричарда выглядела бы более похожей на диссертацию, краткую и четкую.

После аккуратных вычислений, как излучение ведет себя в рамках теории поглощения Уилера – Фейнмана – основная работа Фейнмана – статья возвращается к общим рассуждениям, так любимым Уилером. Все сворачивает на далекий от физики философский вопрос – направление стрелы времени.

Если действия поглотителя в будущем могут определить поведение излучаемой частицы в прошлом, то что это говорит нам о причинности? Как пишет Уилер: «Предускорение и сила реакции излучения, которая вызывает его, оба происходят от такого взгляда на природу, в котором движение частицы во всякий момент времени будет всецело определяться движением всех прочих частиц ранее… Прошлое рассматривается целиком независимым от будущего. Подобная идеализация не может быть приемлемой, когда мы имеем частицу, начинающую двигаться в предвосхищении тех полей, которые замедлят ее движение и которые еще не достигли ее от окружающих зарядов»⁴⁴.

Таким образом, статья Уилера и Фейнмана заканчивается на революционном утверждении: представим себе мир, в котором будущее влияет на прошлое, и наоборот. Удаляя различие между прямой и обратной причинностью, мы заходим далеко за границы утверждения, что реальность частицы просто обратима во времени.

Более того, можно сказать, что будущее и прошлое равно релевантны для будущего.

Но большое значение имеет разница между видимой и подлинной обратимостью времени. Многие вещи выглядят обратимыми во времени, хотя таковыми не являются. Представим, что вы заорали, побежали к стене, отскочили от нее после удара и снова заорали – видео вашего «подвига» будет выглядеть симметричным с точки зрения времени. Но вы вряд ли сможете утверждать, что в первый раз завопили из-за того, что врезались в стену, до того, как это произошло. В теории поглощения Уилера – Фейнмана, наоборот, частицы чувствуют столкновение событий, имеющее место в будущем – опережающие сигналы, порожденные поглощением излучения.

Из семян, посеянных Уилером и Фейнманом в концепции опережающего сигнала, вырос новый подход к электродинамике, и примерно в то же время произошла революция в восприятии времени. Их схема освободила физику частиц из оков однонаправленной стрелы времени и позволила прошлому, настоящему и будущему говорить друг с другом.