Bootstrap-Paradoxon in Interstellar

Angesichts der Tatsache, dass der Physiker Kip Thorne eine wichtige beratende Rolle bei diesem Film spielte und sogar die ursprüngliche Drehbuchbehandlung mitschrieb , würde ich wetten, dass die angenommene Theorie der Zeitreise das Novikov-Prinzip der Selbstkonsistenz war , in dem es nur ein einziges gibt selbstkonsistente Zeitleiste, ohne die Möglichkeit, die Vergangenheit zu "ändern", und ohne Verzweigung der Zeitleisten. Thorne war der Physiker, der als erster die theoretische Möglichkeit passierbarer Wurmlöcher in Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie entdeckte und die Tatsache, dass die Theorie voraussagt, dass sie für Rückwärtszeitreisen verwendet werden könntenunter bestimmten Bedingungen. Nach dieser Entdeckung argumentierten Thorne und Kollegen, dass es unabhängig von den anfänglichen „Randbedingungen“, die man mit einer Zeitmaschine aufstellt, immer möglich ist, in sich konsistente Ergebnisse zu finden. Zum Beispiel diskutiert er in seinem Buch Black Holes and Time Warps die Analyse in veröffentlichten Artikeln wie diesem, die sich vorstellt, dass eine Billardkugel auf einer Flugbahn zu einer Mündung des Wurmlochs geschickt wird, die, wenn sie fortgesetzt werden darf, dazu führen wird, dass sie in der Vergangenheit auf einem Kollisionskurs mit ihrem eigenen früheren Selbst aus der anderen Mündung herauskommt. Dies wäre ein potenzielles Paradoxon, denn wenn es sein früheres Selbst weggestoßen und es daran gehindert hätte, in das Wurmloch zu gehen, hätte es in der Vergangenheit nicht aus dem anderen Mund herauskommen dürfen, und daher gäbe es nichts, was sein früheres Selbst ablenken könnte sein früheres Selbst würde in das Wurmloch eindringen und auf Kollisionskurs wieder herauskommen usw. (siehe den oberen Teil des Diagramms unten, das ich auf dieser Seite gefunden habe ).

Die von Thorne und seinen Kollegen gefundene Lösung war, dass die Billardkugel auf einer leicht veränderten Flugbahn aus dem anderen Mund auftauchen könnte, was dazu führen würde, dass sie immer noch ihr früheres Selbst trifft, aber nur einen flüchtigen Schlag abgibt, der die Flugbahn ihres früheren Selbst leicht verändern würde in das Wurmloch zu gehen, anstatt es ganz aus dem Wurmloch zu stoßen, und dass diese leicht veränderte Flugbahn genau die richtige wäre, um es in der Vergangenheit auf einer Flugbahn auftauchen zu lassen, um denselben flüchtigen Schlag auszuführen - also könnte es einen geben einzelne, in sich konsistente Folge von Ereignissen (siehe mittlerer Teil des Diagramms).

Thorne und seine Kollegen argumentierten, dass es wahrscheinlich immer so mit Zeitreiseszenarien funktionieren würde, egal wie verworren sie sind – tatsächlich fanden sie Grund zu der Annahme, dass es für jede gegebene anfängliche Flugbahn einer Billardkugel wahrscheinlich eine geben würde unendlich viele verschiedene selbstkonsistente Fortsetzungen, so dass, wenn Zeitreisen wirklich möglich wären, das Universum einfach zufällig eine auswählen würde (sie analysierten das Problem auch in der Quantenphysik und stellten fest, dass verschiedene selbstkonsistente Fortsetzungen unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten haben sollten).

In einem Universum, das das Novikov-Prinzip der Selbstkonsistenz respektiert, ist es Zeitreisenden immer noch möglich, die Vergangenheit zu beeinflussen , vielleicht sogar eine entscheidende Rolle dabei zu spielen, bestimmte Elemente ihrer eigenen Vergangenheit zu verursachen, obwohl es ihnen unmöglich ist, etwas zu ändern (so sie können sich selbst nicht aus der Existenz auslöschen, egal was sie tun). Das Buch Time Machines von Paul Nahin hat einen Abschnitt, der diese Idee auf S. 269, die eine Reihe von fiktiven Beispielen enthält, wie z. B. die Geschichte "The Past Master" .von Robert Bloch, in dem (Spoiler!) ein Zeitreisender aus dem 30. Jahrhundert zurück in unsere eigene nahe Zukunft reist, um einige Kunstwerke vor einem Atomkrieg zu retten, von dem er weiß, dass er zu dieser Zeit stattfand (aber die genaue Ursache nicht kennt), und seinem Die Zeitmaschine wird fälschlicherweise für eine sowjetische Waffe gehalten und ist schließlich der Auslöser für den Atomkrieg.

Ein Beispiel für eine zeitreisende Billardkugel, die eine entscheidende Rolle dabei spielt, dass sie überhaupt in die Vergangenheit gereist ist, sehen Sie sich den unteren Teil des Diagramms oben an. Dort sehen wir ein weiteres selbstkonsistentes Billardkugel-Szenario, eines, in dem eine Billardkugel ursprünglich auf einer Flugbahn war, die sie überhaupt nicht in das Wurmloch hätte fallen lassen, aber dann von ihrem zukünftigen Selbst so getroffen wird wie um es in das Wurmloch zu stoßen und dasselbe zukünftige Selbst zu werden (dieses Szenario wurde ursprünglich in dem oben erwähnten Artikel von Thorne et al. erwähnt, siehe Abb. 6 auf S. 1083, Abbildungen b und c). So etwas ähnelt dem, was in Interstellar passiert sein könnte--Die Reise der zukünftigen Wesen zurück in die Vergangenheit (oder genauer gesagt, ihre Übertragung von Gravitationssignalen zurück in die Vergangenheit) ist genau das, was ihr vergangenes Selbst (dh die Menschheit) auf einen Kurs bringt, um dieselben zukünftigen Wesen zu werden und zu machen eine Reise in die Vergangenheit. Wir könnten dieses Billardkugel-Szenario noch ähnlicher zu Interstellar machen, indem wir uns vorstellen, dass die ursprüngliche Flugbahn der Billardkugel direkt auf eine Bombe gerichtet war, die die Kugel zerstören würde, wenn sie kollidieren würde, also nur, weil ihr zukünftiges Selbst aus dem Wurmloch auftauchte und es ablenkte es ist in der Lage, der Zerstörung zu entgehen, so wie die Menschheit der Auslöschung nur durch das Eingreifen unseres eigenen zukünftigen Selbst entgangen ist.

Ein Begriff für diese Art von Szenario, bei dem die Handlungen eines Zeitreisenden in der Vergangenheit Auswirkungen haben, die später dafür sorgen, dass derselbe Zeitreisende in die Vergangenheit zurückkehrt, ist ein Prädestinationsparadoxon , aber es ist kein echtes logisches Paradoxon, es ist nur paradox im Sinne von seltsam und kontraintuitiv (dh die erste Definition von "Paradox" hier , nicht die zweite). Dies hängt mit einem Bootstrap-Paradoxon zusammen, unterscheidet sich jedoch etwas davonin dem es ein Objekt oder eine Information gibt, die keinen Schöpfer zu haben scheint, als ob ein Zeitreisender mit einer zukünftigen Ausgabe der vollständigen Werke von Shakespeare zurückgekehrt wäre und ein Hacker-Dramatiker namens Shakespeare sie in seiner eigenen Hand abgeschrieben und unter veröffentlicht hätte sein Name. Das ist auch nicht wirklich ein logisches Paradoxon, aber man könnte zumindest bezweifeln, dass solche Dinge sogar in einem Universum mit Zeitreisen nach dem Novikov-Prinzip wahrscheinlich wären. (In Schwarzen Löchern und ZeitkrümmungenKip Thorne erwähnt, dass für Billardkugel- / Wurmlochszenarien, in denen mehrere selbstkonsistente Szenarien auf dieselben Anfangsbedingungen folgen, Quantenprinzipien verwendet werden können, um verschiedenen Szenarien unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten zuzuweisen, aber ich kenne keine Arbeit, die dies anwendet Fälle, in denen es in sich konsistente Szenarien gibt, die sowohl bedeutungsvolle als auch bedeutungslose Informationsschleifen beinhalten. Es ist möglich, dass eine solche Analyse zeigt, dass Bootstrap-Paradoxien, die bedeutungsvolle Informationen ohne Ursprung beinhalten, möglich, aber sehr unwahrscheinlich sind, genauso wie es möglich, aber sehr unwahrscheinlich ist, dass ein Affe, der willkürlich auf eine Tastatur hämmert, die vollständigen Werke von Shakespeare hervorbringen könnte). Aber selbst wenn man sich über diese Frage der Wahrscheinlichkeit Sorgen macht, denke ich, dass es tatsächlich keine klaren Bootstrap-Paradoxien gibtInterstellar , da die höherdimensionalen Wesen uns nicht direkt die richtigen Quantengleichungen zum Verständnis der Schwerkraft gaben, sondern Cooper und TARS erlaubten, sie zu entdecken, indem sie in das Schwarze Loch fielen, und sie dann in die Vergangenheit zu übertragen. Als Cooper die Koordinaten der NASA an sein jüngeres Ich übermittelte, musste er TARS bitten, „mir die Koordinaten der NASA in Binärform zuzuführen“, anstatt sich nur an die Koordinaten zu erinnern, die er in der Vergangenheit erhalten hatte, und sie erneut zu übertragen (was würde ein Bootstrap-Paradoxon ähnlich dem Shakespeare-Beispiel sein).

Warum sie es so gemacht haben, anstatt uns die Informationen einfach direkt zu geben, können wir nur spekulieren. Vielleicht wussten sie, dass die Umstände dazu neigen würden, Versuche zu vereiteln, Bootstrap-Paradoxien zu schaffen, genau wie sie in einem Novikov-Universum Versuche, echte Widersprüche zu schaffen, wie einen Zeitreisenden, der versucht, einen ihrer eigenen Vorfahren zu ermorden, bevor sie Kinder hatten, definitiv vereiteln würden. Aber eine andere mögliche Antwort könnte sein, dass sich ihre Denkweise zu sehr von unserer entfernt hat, als dass sie wussten, wie sie direkt mit uns kommunizieren können, anstatt uns dabei zu helfen, herauszufinden, wie wir am besten miteinander kommunizieren können (wobei der Film betont, dass unsere Fähigkeit zu kommunizieren, und unsere Intuition für die beste Person, mit der wir versuchen können, zu kommunizieren, gründet auf Liebe), wie diese Zeilen aus dem Drehbuch andeuten:

COOPER: „Sie“ haben Zugang zu unendlicher Zeit, unendlichem Raum … aber keine Möglichkeit, das zu finden, was sie brauchen – aber ich kann Murph finden und einen Weg finden, ihr zu sagen – wie ich es in diesem Moment gefunden habe –

TARS: Wie?

COOPER: In Liebe, Tars. Liebe – genau wie Brand sagte – so finden wir die Dinge hier.

Auf der Grundlage all dessen stimme ich der Antwort auf die andere Frage nicht zu und sage, dass "die Menschheit durch den Plan B überlebt hat" - die Person, die die Frage stellt (und die Person, die diese Antwort gibt), scheint einen Rahmen anzunehmen welche Zeitreisen die Vergangenheit verändern , also muss es eine "ursprüngliche" unveränderte Geschichte gegeben haben, die zu fortgeschrittenen Wesen führte, die Signale in die Vergangenheit sendeten und eine "neue" Version der Geschichte schufen, die wir im Film gesehen haben. Aber wenn Sie in diesen Begriffen denken, hätte es in der ursprünglichen Version der Geschichte kein Wurmloch gegeben, da das Wurmloch selbst von den zukünftigen Nachkommen der Menschheit gebaut wurde, siehe diese Diskussion über durchquerbare Wurmlöcher von Kip Thorne in Kap. 14 von The Science of Interstellar :

Ich bezweifle sehr, dass sie sich im astrophysikalischen Universum auf natürliche Weise bilden können. Meine einzige wirkliche Hoffnung, sie zu formen, ist künstlich, in den Händen einer ultra-fortgeschrittenen Zivilisation. Aber wir sind äußerst unwissend darüber, wie eine solche Zivilisation das tun könnte ... In Interstellar wird jedoch angenommen, dass das Wurmloch von einer Zivilisation, die in der Masse lebt, hergestellt, offen gehalten und in der Nähe von Saturn platziert wurde, einer Zivilisation, deren Wesen haben wie die Masse vier Raumdimensionen.

Wenn Sie also von einer "ursprünglichen" Zeitlinie ohne Eingriffe unseres zukünftigen Selbst ausgehen, hätte Plan B nicht funktionieren können, da es in unserem Sonnensystem keine anderen bewohnbaren Welten gibt, die besiedelt werden könnten, und die Reise zu einem anderen Sternensystem viele tausend Jahre dauern würde mit zukunftsweisender Technologie. In einer einzigen selbstkonsistenten Geschichte, die das Novikov-Selbstkonsistenzprinzip respektiert, war die Zeitachse, die wir auf dem Bildschirm sahen , die ursprüngliche, sodass die Massenwesen die Nachkommen genau derselben Menschen sein könnten, die wir am Ende des Films gesehen haben, vielleicht von ihnen abstammen Sowohl die Menschen, die nach Plan A von der Erde geflohen waren, als auch die Kinder, die aus den Embryonen von Amelia Brand gewachsen waren, hatten wahrscheinlich nach Plan B begonnen, zu wachsen.

Wenn dies immer noch verwirrend oder paradox erscheint, können Sie sich meine Antwort hier ansehen , die versucht, mehr Sinn dafür zu machen, woher selbstkonsistente Kausalschleifen wie diese "kommen", indem Sie sich vorstellen, wie wir ein Universum simulieren könnten, in dem Zeitreisen so funktionieren Weise auf einem Computer.

Sie "löschen sich nicht aus der Existenz"; Sie sichern ihre eigene Existenz.
Es ist im Wesentlichen ein Prädestinationsparadoxon.

Meiner Meinung nach haben sie uns nicht die Informationen gegeben, die wir brauchten, weil sie nicht genau wussten, was wir brauchten oder wie sie es uns mitteilen sollten. Sie waren so fortgeschritten (vielleicht bis zu dem Punkt, an dem sie nicht einmal mehr einen physischen Körper haben), dass sie nicht verstanden, was genau wir brauchten, noch wussten sie, wie sie uns die Informationen geben sollten, aber sie wussten, dass wir sie brauchten einige Informationen aus dem Schwarzen Loch und wusste, dass Cooper die Informationen liefern könnte (vielleicht durch historische Aufzeichnungen)

Es wäre, als würde ein Mensch sehen, wie sich eine Ameisenkolonie einer Flut nähert und sie retten möchte. Der Mensch kann sehen, dass sie mit dem Wasser kämpfen, aber er hat keine Möglichkeit, mit den Ameisen zu kommunizieren und ihnen zu sagen, dass es ihnen gut gehen würde, wenn sie einfach auf den nahe gelegenen Hügel umziehen würden - seine Kommunikationsmethode unterscheidet sich so sehr von Ameisen Es gibt keine gemeinsame Basis für die Kommunikation. Die Ameisen wissen nur, dass sie nass werden und trocken bleiben müssen, aber ihnen fehlt die Schlüsselinformation, dass der Hügel sie beschützen wird. Wenn der Mensch jedoch Cooper the Ant auf den Hügel locken könnte, würde er sehen, dass es dort oben trocken ist, und dann kann der Mensch Cooper Ant zurück in die Kolonie transportieren und ihn den anderen Ameisen sagen lassen, wie sie sich retten können .

Ich glaube nicht, dass die zukünftigen Menschen sich selbst auslöschen, indem sie die Menschen retten, stattdessen denke ich, dass sie sich selbst retten. In ihrer Zeitlinie wissen sie, dass Cooper (aus dem Schwarzen Loch) den Menschen die Informationen gab, die sie zum Überleben brauchten, und sie wissen, dass sie Nachkommen dieser Menschen sind, also wissen sie, dass sie die frühen Menschen retten müssen, um ihre zu sichern eigene Existenz. Unabhängig davon, wie diese bestimmte Zeitlinie begonnen hat, wissen sie, dass sie in ihrer Geschichte steht, also müssen sie sie verewigen.

Oder vielleicht haben sie im Laufe der Zeit eine solche Meisterschaft erlangt, dass es wirklich egal ist, was mit den frühen Menschen passiert, aber sie sind einfach altruistisch und helfen ihren Vorfahren.

In der interstellaren (und in der Realität) Zeit ist nicht linear, wie wir normalerweise darüber denken. Zukunft, Vergangenheit und Gegenwart existieren alle und sind gleichzeitig gleichermaßen real. Warum geben Sie uns nicht einfach die Informationen aus dem Schwarzen Loch? Die einfache Antwort ist, dass es in ihrer Vergangenheit (in der Küfer anwesend sein würden) nicht so passiert ist. Sie mussten unsere Zeitlinie ändern. In der Zukunft passierte es so, also mussten sie es so machen. Es gibt kein Paradoxon, nur die Realität.

Es ist eigentlich nicht so komplex, wie Sie vielleicht denken. Bei Ihrer ersten Frage wissen sie, dass sie Informationen über ein Schwarzes Loch gegeben haben, da sie aus der Zukunft stammen. So wie Cooper wusste, dass er die Koordinaten für die NASA-Basis eingeben musste, wussten sie, dass sie uns nur eine Möglichkeit zur Kommunikation geben sollten. Wenn sie nur Daten zur Manipulation der Schwerkraft gegeben hätten, wäre Cooper nicht in der Lage gewesen, Informationen zurückzusenden. Der Hauptgrund ist, dass es ihnen nicht möglich war, dies zu tun. Obwohl sie also in verschiedene Zeitpunkte hineinreichen konnten, waren sie „an nichts gebunden“. Dies bedeutete im Grunde, dass sie keine Möglichkeit hatten, Fortschritt zu sehen, wie wir an die Zeit gebunden sind, die sich vorwärts bewegt. Das bedeutete, dass sie keinen bestimmten Ort in der Zeit finden konnten, daher konnten sie keine Zeitreisen machen oder Dinge in die Vergangenheit senden (z. B. Schwerkraftdaten).jeden Augenblick in Murphs Schlafzimmer. Sie mussten jeden Moment investieren, weil sie nicht nach den richtigen greifen konnten.

Zu deiner zweiten Frage: Es erscheint logisch, dein vergangenes Selbst vor dem Sterben zu retten, damit du existieren kannst. Es gab auch keinen Hinweis darauf, dass sie sich dabei selbst ausrotteten. Obwohl sie zu Wesen der höheren Dimensionen wurden, deutet dies nicht darauf hin, dass sie sich um der Ereignisse des Films willen so verändert haben. Ich schätze, es war einfach eine Evolution.