Барашенков: Да, с помощью такого пучка можно было бы в принципе создать телефон, направленный в прошлое! Или, например, выстрелив сейчас, скажем в два часа пополудни, таким пучком, застрелить самого себя накануне в одиннадцать часов утра!
Автор: Но в таком случае возникают неизбежные парадоксы!..
Барашенков: Однако, как я уже подчеркивал, они возникают только в тех случаях, когда сверхсветовые сигналы соседствуют с досветовыми. Если же рассматривать область, где существуют только сверхсветовые взаимодействия, то в ней никаких парадоксов нет. В той же области, где досветовые и сверхсветовые явления сосуществуют, для микропроцессов нарушений причинности еще можно избежать. Но для обычных макроскопических процессов они возникают с неизбежностью. На языке современной физики это означает, что допуская существование тахионов, мы приходим к нарушению принципа причинности.
Автор: Легко сказать!.. Но ведь принцип причинности – одно из самых фундаментальных, основополагающих положений современного естествознания. Если не ошибаюсь, наиболее общая его формулировка была дана академиком Боголюбовым. «Любое событие, происходящее в физической системе, может оказать влияние на эволюцию этой системы лишь в будущем и не может оказывать влияние на поведение системы в прошлом». И, насколько мне известно, в обычных условиях принцип причинности никогда не нарушается! По крайней мере, науке такие случаи неизвестны.
Барашенков: Но если допустить возможность существования сверхсветовых сигналов, то, повторяю, причины и следствия могут меняться местами.
Автор: Можно ли в таком случае сказать, что для процессов, протекающих со сверхсветовыми скоростями, противопоставление прошлого и будущего приобретает условный, относительный характер?
Барашенков: Да, это именно так… Суть парадоксов, возникающих при этом, состоит в следующем. Как я уже говорил, в процессах со сверхсветовыми сигналами временной порядок событий, то есть какое из них происходит раньше, а какое позже, зависит от выбора системы координат, системы отсчета. А направление потока информации, которое составляет основу причинно-следственной связи, при замене одной системы координат на другую – не меняется. Именно поэтому и происходит нарушение причинности. Кстати, при этом нарушается не только причинность. Для макроскопических явлений обратный во времени поток информации означает также нарушение такого фундаментального закона сохранения, как второй закон термодинамики!
Автор: Вы имеете в виду закон, запрещающий переход тепловой энергии от более холодных тел к более нагретым? Барашенков: Именно так.
Автор: Не могли бы вы для наглядности привести пример какого-либо физического процесса, в котором при наличии сверхсветовых сигналов происходит нарушение причинности? Барашенков: Ну, хотя бы так… Представим себе, что в точке А расположен источник тахионов, а в точке В – их приемник. А между ними находится щель, изменяя ширину которой мы можем регулировать интенсивность тахионного пучка: как говорят физики, его модулировать. Но так как тахионы движутся со сверхсветовой скоростью, то можно подобрать такую систему координат, в которой процесс будет протекать в обратном направлении, то есть тахионный пучок будет исходить из точки В. При этом, как нетрудно, сообразить, он окажется модулированным еще до подхода к щели. Получается парадоксальная ситуация: щель как бы знает, как ей надо изменять свою ширину. В результате в промежутке между точкой В и щелью факт модуляции тахионного пучка будет восприниматься как самопроизвольное, беспричинное, необъяснимое явление.
Автор: Существует ли какой-либо выход из подобной ситуации?
Барашенков: Предлагаются различные подходы к решению проблемы сверхсветовых частиц… Некоторые физики считают, что причина не обязательно должна опережать следствие, что это всего лишь некоторая связь, «корреляция» событий – и только. И поэтому необходимо пересмотреть само понятие причинности. Логически построить подобную схему, может быть, и можно, но такой подход противоречит физическому эксперименту. Во всяком случае, до расстояний вплоть до 10-15 сантиметра никаких нарушений причинности в обычном понимании, как я уже отмечал, обнаружить не удалось. К тому же подход, о котором идет речь, неудовлетворителен и с методологической точки зрения, он отбрасывает самое главное – генетическую связь между событиями, то принципиальное обстоятельство, что одно событие порождает другое. В реальных физических процессах и экспериментах мы всегда предсказываем будущее по прошлому, а не наоборот.
Автор: Мне однажды случилось слышать, как известный советский физик-теоретик Я.А. Смородинский сказал по поводу тахионов буквально следующее: идея тахионов не противоречит в принципе ни одной из фундаментальных физических-теорий… но ни из одной из них она и не вытекает…
Барашенков: Разумеется, подчеркну еще раз, что окончательно выяснить вопрос о существовании тахионов способен только эксперимент. Но в то же время, чрезвычайно интересно проанализировать на теоретическом уровне сущность тех нарушений причинности, с которыми мы сталкиваемся при попытках ввести сверхсветовые сигналы, и выяснить, что они означают в действительности.
Автор: А есть ли все-таки какие-нибудь экспериментальные указания на возможность существования тахионов и можно ли надеяться такие указания получить вообще?
Барашенков: Пока таких указаний, к сожалению, получить не удалось. Но, может быть, это объясняется тем, что в подобных экспериментах не учитывались какие-то пока неизвестные нам свойства сверхсветовых частиц. Интересна попытка обнаружить тахионы по так называемому черепковскому излучению. Теория утверждает, что при движении в вакууме тахионы должны излучать электромагнитные волны. Впрочем, если это и так, то измерить подобное излучение будет весьма нелегко!..
Автор: Чем можно объяснить всевозрастающий интерес к проблеме сверхсветовых скоростей?
Барашенков: Во-первых, эта проблема увлекательна сама по себе. Само предположение о существовании частиц, которые могут двигаться только со скоростями, превосходящими скорость света, не может не поражать воображение и не сулить новые, весьма интересные возможности. А, во-вторых, уровень специальных физических знаний, необходимых для исследований в этой области, сравнительно невысок, что позволяет включиться в эту работу большому числу физиков.
Автор: А если взглянуть на проблему, о которой идет речь, с чисто физической точки зрения?
Барашенков: Дело в том, что предположение о существовании тахионов, как на первый взгляд ни покажется странным, не противоречит специальной теории относительности. Более того, делает эту теорию даже значительно симметричнее и внутренне согласованнее, обобщая ее на мир, лежащий за световым барьером! Иными словами, я хочу сказать, что гипотеза тахионов может быть верной или неверной, но она очень естественно вписывается в специальную теорию относительности, создавая цельную, замкнутую картину. Физический смысл подобного положения вещей, по-видимому, объясняется тем, что в мире сверхсветовых движений перестает действовать такой фундаментальный закон, как второй закон термодинамики, согласно которому при любых тепловых, термодинамических процессах должно происходить рассеяние, обесценение энергии, накопление так называемой энтропии. Между тем есть основания предполагать, что однонаправленность времени все же непосредственно связана именно с процессом накопления энтропии. С другой стороны, известно, что при определенных условиях может происходить уменьшение энтропии в некоторых областях. И хотя оно происходит за счет обязательного ее увеличения «в каких-то других областях, но все же происходит! Это обстоятельство заставляет предположить, что однонаправленность времени не является универсальным свойством происходящих в природе процессов. Тем более в области сверхсветовых движений, где второй закон термодинамики не работает!