Тайна машины времени. Путешествия во времени в физике, философии и фантастике

Пол Дж. Нахин
Тайна машины времени
ПУТЕШЕСТВИЯ ВО ВРЕМЕНИ В ФИЗИКЕ,  
ФИЛОСОФИИ И ФАНТАСТИКЕ

Time Machines
TIME TRAVEL IN PHYSICS, METAPHYSICS,  
AND SCIENCE FICTION
PAUL J. NAHIN

Тайна машины времени
ПУТЕШЕСТВИЯ ВО ВРЕМЕНИ  
В ФИЗИКЕ, ФИЛОСОФИИ И ФАНТАСТИКЕ
ПОЛ ДЖ. НАХИН
Москва, 2021

УДК	 530.1
ББК	 22.31
Н12
 
Нахин П. Дж.
Н12	 Тайна машины времени: Путешествия во времени в физике, философии и фантастике / пер. с англ. В. С. Яценкова. – М.: ДМК Пресс, 2021. – 374 с.: ил. 
ISBN 978-5-97060-871-5
Путешествия во времени издавна занимали умы фантастов и футурологов. В этой 
книге показано, как развивалась идея путешествий во времени – от чисто умозрительных представлений до научных изысканий, стремящихся приблизить теорию к 
практике.
Реально ли время как таковое, и возможно ли перемещение по временной шкале 
с точки зрения релятивистской физики? Имеет ли время направление и как оно связано 
с пространством? От этих тем автор книги переходит к обсуждению разнообразных 
проектов ученых, мечтающих «приручить» время, – от машины времени Типлера 
(1974 г.) до космической струнной модели. Также вниманию читателя предлагается 
ряд занимательных парадоксов, связанных с путешествиями в прошлое. Каждая глава 
книги завершается разделом «Вопросы для самостоятельных размышлений», где предложен к рассмотрению ряд дискуссионных тем.
Для широкого круга читателей, интересующихся научно-популярной литературой 
и вопросами современной физики.
УДК  530.1
ББК  22.31
CopyrightFirst published in English under the title
Time Machines; Time Travel in Physics, Metaphysics, and Science Fiction
by Paul J. Nahin, edition: 2
Copyright © Springer Science+Business Media New York, 1999 *
This edition has been translated and published under licence from
Springer Science+Business Media, LLC, part of Springer Nature.
Springer Science+Business Media, LLC, part of Springer Nature takes no responsibility
and shall not be made liable for the accuracy of the translation.
Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения 
владельцев авторских прав.
ISBN (анг.) 978-0-691-11822-2	
©  Springer Science+Business Media New York, 1999 
ISBN (рус.) 978-5-97060-871-5	
©  
Оформление, издание, перевод, ДМК Пресс, 
2021

Предисловие к переводу
Путешествия во времени – едва ли не единственная идея, которая родилась 
во времена первых древних философов, пережила тысячелетия, приобрела невиданную популярность в научной фантастике и наконец нашла свое 
подтверждение в современной физике. 
Автор этой книги Пол Нахин заслужил любовь читателей благодаря обширной эрудиции, умению рассказать сложные вещи простыми словами 
и необычной точке зрения на многие вещи. Оригинальная книга о путешествиях во времени вышла в трех изданиях. Первые два издания были весьма 
объемными и содержали серьезные математические выкладки и множество 
ссылок на академические труды ученых. В третьем издании автор предпочел упростить материал, сократив научную составляющую книги.
Мы знаем, что наши читатели любят науку и с удовольствием разбираются в хитросплетении теорий. Поэтому при подготовке перевода мы решили 
взять все самое лучшее из трех изданий, опустив многочисленные отсылки 
к фантастической и религиозной литературе – об этом рассказывает другая 
недавно изданная книга Нахина «Божественная фантастика».
На наш взгляд, в итоге получилась очень содержательная и в то же время увлекательная и легкая книга про теорию путешествий во времени. Современная наука утверждает, что свободные перемещения человека в прошлое, в том виде, как их описывают в фантастических романах, навсегда 
останутся несбыточной мечтой. Но не огорчайтесь – когда вы дочитаете эту 
книгу до конца, у вас перехватит дух от воистину вселенского масштаба научных и технических проблем, которые нужно решить, чтобы переместить 
во времени единственную элементарную частицу или бит информации.

Оглавление
Предисловие к переводу.
.................................................................................5
Небольшое вступление.
..........................................................................................9
Вступительное слово от издательства.
..........................................................19
Об авторе....................................................................................................................20
Глава 1. Что мы понимаем под путешествием во времени?..............21
1.1. Идея путешествий во времени как явление культуры..........................................21
1.2. Почему не сработает машина времени Уэллса......................................................23
1.3. Собственное время..................................................................................................24
1.4. Путешествия в прошлое – действительно ли они возможны?.............................27
1.5. Где все путешественники во времени?..................................................................28
1.6. Путешественники во времени и скептицизм........................................................30
1.7. Эйнштейн, Гёдель и прошлое..................................................................................35
1.8. Квантовая механика, черные дыры, сингулярности и путешествия во времени.
.... 39
1.9. Машина времени Типлера......................................................................................47
1.10. Вопросы для самостоятельных размышлений....................................................51
Глава 2. О природе времени, пространства-времени  
и четвертого измерения.
......................................................................................57
2.1. Что же такое время?.................................................................................................57
2.2. Линейное время и бесконечность прошлого и будущего.....................................64
2.3. Причина и следствие...............................................................................................70
2.4. Обратная причинность............................................................................................75
2.5. Время и часы............................................................................................................81
2.6. Гиперпространство и червоточины.
.......................................................................82
2.7. Пространство как четвертое измерение.
................................................................84
2.8. Время как четвертое измерение.............................................................................87
2.9. Пространство-время и четвертое измерение........................................................88
2.10. Пространство-время, всеведение и свободная воля...........................................94
2.11. Наступило ли будущее? Остается ли с нами прошлое?.......................................98
2.12. Вопросы для самостоятельных размышлений..................................................100
Глава 3. Физика путешествий во времени. Часть I.
................................103
3.1. Язык путешествий во времени.............................................................................104
3.2. Имеет ли время направление?..............................................................................105

Оглавление  7
3.3. Относительность одновременности.
....................................................................107
3.4. Что такое «сейчас»?................................................................................................112
3.5. Необратимость времени.
.......................................................................................116
3.6. Энтропия в роли стрелы времени.
........................................................................119
3.7. Другие стрелы времени.........................................................................................124
3.8. Замедление времени и фотонные часы...............................................................129
3.9. Преобразование Лоренца......................................................................................133
3.10. Диаграммы пространства-времени, световые конусы, метрики  
и инвариантные интервалы...............................................................................142
3.11. Собственное время, замкнутые мировые линии и парадокс близнецов.
........161
3.12. Вопросы для самостоятельных размышлений..................................................168
Глава 4. Парадоксы путешествий во времени.........................................173
4.1. Два основных парадокса путешествий во времени............................................176
4.2. Можно ли изменить прошлое из настоящего?  
Можно ли уничтожить прошлое?.......................................................................179
4.3. Различие между изменением прошлого и влиянием на прошлое.
....................189
4.4. Почему путешественник во времени не может убить своего дедушку?............203
4.5. Квантовая теория и альтернативные вселенные.
................................................211
4.6. Причинно-следственные петли............................................................................217
4.7. Сексуальные парадоксы.
........................................................................................229
4.8. Вопросы для самостоятельных размышлений....................................................233
Глава 5. Связь с прошлым..................................................................................242
5.1. Обратные во времени миры.
.................................................................................242
5.2. Многомерное время.
..............................................................................................252
5.3. Уравнения Максвелла и опережающие эффекты................................................256
5.4. Парадокс Уилера–Фейнмана.
................................................................................261
5.5. Теория поглощения и сигнал в прошлое.
.............................................................265
5.6. Тахионные сигналы, пугающие действия и антителефон Белла.
.......................271
5.7. Вопросы для самостоятельных размышлений.
....................................................282
Глава 6. Физика путешествий во времени. Часть II...............................288
6.1. Сверхсветовое движение в прошлое....................................................................288
6.2. Машины времени Гёделя и Типлера.
....................................................................301
6.3. Машины времени Торна на основе червоточин..................................................307
6.4. Машина времени Готта на космических струнах................................................332
6.5. Быстрая ракета – односторонняя машина времени в будущее..........................340
6.6. Время и гравитация...............................................................................................346
6.7. Вопросы для самостоятельных размышлений.
....................................................353
Словарь важных терминов и определений.
..............................................356
Предметный указатель.......................................................................................371

Признанными пионерами научных исследований путешествий во 
времени были Альберт Эйнштейн 
(1879–1955) и  Курт Гёдель (1906–
1978), близкие друзья, которые показаны здесь на фотографии, сделанной Ричардом Аренсом в  1954  году 
в  Институте перспективных исследований в  Принстоне, штат НьюДжерси. Именно общая теория относительности Эйнштейна 1916  года 
(«теория гравитации») использовалась Гёделем в качестве основы для 
работы 1949 года, где впервые показано, что общая теория относительности не запрещает путешествие во 
времени в прошлое.
Литературным первопроходцем путешествий во времени был, конечно, 
Герберт Джордж Уэллс (1866–1946), который на этом фотоснимке является первокурсником колледжа приблизительно в  1885  году. Шутливая 
фотография сделана неизвестным 
другом, когда Уэллс посещал курс 
биологии, прочитанный Томасом 
Хаксли в  Школе естественных наук 
в Южном Кенсингтоне (филиал Лондонского университета). Слишком 
худой и бедный Уэллс был тогда еще 
подростком, а  «Машина времени» 
ждала его в далеком будущем.
Фотография Эйнштейна и  Гёделя 
любезно предоставлена Американским институтом физики Эмилио 
Сегре, архив изображений библиотеки AIP Нильса Бора. Фотография 
Уэллса любезно предоставлена Отделом редких книг и  специальных 
коллекций библиотеки Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн.

Небольшое вступление
В течение последних нескольких лет ведущие научные журналы публикуют статьи, посвященные путешествиям во времени и машинам времени... Почему? Неужели физики решили составить конкуренцию писателям-фантастам и голливудским продюсерам?
Джон Эрман
Писать о путешествиях во времени сегодня – это уважаемое занятие. 
Так было не всегда. В конце концов, путешествие во времени, на первый 
взгляд, нарушает фундаментальный закон природы: каждое следствие имеет причину, при этом причина возникает раньше следствия. Однако путешествие во времени в прошлое, судя по всему, требует наличия обратной 
причинности, причем следствие (путешественник во времени, выходящий 
из своей машины времени) происходит раньше его причины (путешественник во времени, нажимающий кнопку запуска на панели управления своей 
машины годы спустя, чтобы начать свое путешествие назад во времени).
Поэтому, когда Герберт Уэллс опубликовал свой революционный шедевр 
«Машина времени» в 1895 году, даже те читатели, которые любили его как 
историю (а далеко не все любили), категорически отвергали его как романтическую фантазию. По их мнению, это была, безусловно, впечатляющая 
игра чистого воображения, но не более того. Рецензенты того времени употребляли такие слова, как «фокус-покус» и «причуда», и называли произведение «причудливым и живым сном». Любой из романов современника 
Уэллса, Жюля Верна (даже такой сверхтехнологичный, как «От Земли до 
Луны» 1865 года), вызывал намного больше доверия, чем работа Уэллса 
с точки зрения «Уж это-то могло бы действительно произойти».
Сам Уэллс всегда отрицал, что его машина времени была чем-то большим, 
чем литературным приемом для перемещения путешественника во времени в далекое будущее. Действительно, в 1934 году, в предисловии к семи 
знаменитым романам, опубликованным Кнопфом в сборнике научных романов-новелл (поскольку научная фантастика была известна еще до того, 
как сам термин «научная фантастика» вошел в употребление), включающем 
«Машину времени», Уэллс совершенно ясно выразил свою позицию: «Собранные здесь мои работы не претендуют на изображение чего-то потенциально возможного; они являются упражнениями в воображении... Это 
все фантазии; они не стремятся отразить реальную возможность – на самом 

10 
Небольшое вступление
деле они несут лишь то количество достоверности, которое человек получает в хорошем захватывающем сне». Затем Уэллс в том же предисловии 
сказал, что все предыдущие попытки писать фантастические истории основывались на магии. Но только не в его работах.
«Мне пришло в голову, что вместо обычной беседы с дьяволом или магом 
можно было бы с пользой использовать остроумную научную болтовню». 
Большой вклад Уэллса в сочинение историй о путешествиях во времени 
заключался в том, что он представил научную машину вместо магии, наркотиков, снов, ударов по голове или анабиоза. Однако не все современные 
писатели-фантасты последовали примеру Уэллса.
Научно-фантастический роман Клиффорда Саймака (Clifford Simak, 
1904–1988) «Мастодония» 1978 года упоминает инопланетное существо, 
застрявшее на Земле (из-за крушения космического корабля несколькими 
столетиями ранее), которое «создает туннели во времени». Один из персонажей этой истории, который пытается открыть агентство путешествий 
во времени, используя эти туннели, объясняет, почему отсутствие машины времени вызывает у него трудности с потенциальными клиентами: 
«Вся беда была в том, что я не мог рассказать им о какой-то машине – машине путешествий во времени. Если бы я мог сказать им, что мы разработали машину, они бы скорее поверили мне. Мы так доверяем машинам, 
они для нас – волшебство. Если бы я мог изложить какую-нибудь нелепую 
теорию и обрушить на них какие-нибудь уравнения, они были бы впечатлены». Я думаю, что это не совсем так. Мы доверяем машинам не потому, что 
они волшебны, а по совершенно противоположной причине. Они не магические, а скорее рациональные. А отвергнуть математику – значит сказать, что здесь действует какое-то неестественное или сверхъестественное 
влияние. Но возможна ли на самом деле машина времени? Или идея машины времени – это просто «чепуха» и «полная чушь», как прямо говорит 
персонаж романа Пола Андерсона «Танцовщица из Атлантиды»? Уэллс сам 
обратился к этому вопросу в автобиографическом эссе, опубликованном 
в журнале Cornhill, которое он написал в июле 1945 года (всего за 13 месяцев до своей смерти), с еще более резкими словами. Используя псевдоним 
Wilfred B. Batterave, он написал очень смешное резюме своей жизни под 
названием «A Complete Exposé of This Notorious Literary Humbug» – «Полное разоблачение этого жульничества». Там он описал машину времени 
как «материю, сотканную из абсурда, в которой люди должны метаться 
туда-сюда по временному измерению». С помощью нескольких обычных 
приемов рассказчика Уэллс избавляется от своей машины, прежде чем ее 
можно будет подвергнуть детальному осмотру. Он жульничает, как любой 
обычный «провидец». В противном случае логически получалось бы, что 
человек может бесконечно плодить копии самого себя, заглядывая немного в будущее и затем возвращаться. После этого их станет двое. Повторите 
процедуру, и их станет четверо, и так далее, пока весь мир не будет по