Передача Информации Во Времени

Введение

Существует множество способов передачи информации в пространстве. Например, 
послать письмо из Москвы в Нью-Йорк можно либо по почте, либо через интернет, либо с использованием радиосигналов. Причем человек, находящийся в Нью-Йорке может написать ответное письмо и послать его в Москву любым из выше указанных способов.

Иначе обстоит дело с передачей ирформации во времени. Например, в 2010 году
требуется послать письмо из Москвы в Нью-Йорк, но так, чтобы это письмо могли 
прочитать в Нью-Йорке в 2110 году. Как это можно осуществить? И каким образом 
человек, который прочтет данное письмо в 2110 году сможет переправить ответное 
письмо в Москву в 2010 год? Возможные варианты решения подобного рода вопросов будут даны в данной работе.

1. Прямая задача передачи информации во времени

Во-первых, рассмотрим методы решения прямых задач передачи информации во времени(из прошлого в будущее). Например, в 2010 году требуется послать письмо из Москвы в Нью-Йорк, но так, чтобы это письмо могли прочитать в Нью-Йорке в 2110 году. Как это можно осуществить? Самый простой метод решения такого рода задача хорошо известен с давних времен - это использование вещественных носителей информации (бумаги, пергамента, глиняных табличек). Таким образом, способ передачи информации в Нью-Йорк 2110 года может быть, например, таким: необходимо написать послание на бумаге, отправить его по почте с просьбой, чтобы данное письмо сохранили в архиве Нью-Йорка до 2110 года, а затем прочитали те, кому это письмо предназначается. Однако, бумага - это не слишком долговечный хранитель информации, она подвержена окислению и срок ее годности ограничен в лучшем случае несколькими сотнями лет. Для того чтобы передавать информацию на тысячи лет вперед могут потребоваться уже глиняные таблички, а на интервалах в миллионы лет - таблички из низкоокисляемых и высокопрочных металлических сплавов. Так или иначе, но, принципиально, вопрос передачи информации из прошлого в будущее человечество решило давно. Самая обычная книга - это и есть способ послать информацию потомкам.

2. Обратная задача передачи информации во времени

Теперь рассмотрим методы решения обратных задач передачи информации во времени (из будущего в прошлое). Например, в 2010 году человеком А послано письмо из Москвы в Нью-Йорк и положено в Нью-Йоркский архив на сто лет. Каким образом человек B, который прочтет данное письмо в 2110 году сможет переправить ответное письмо в Москву в 2010 год? Иными словами, как человек A, который писал данное письмо, может получить ответ из 2110 года?
На первый взгляд, задача звучит фантастически. С точки зрения простого обывателя,
получение информации из будущего осуществить невозможно. Но согласно представлениям теоретической физики это далеко не так. Приведем простой пример. 
Рассмотрим замкнутую систему n материальных точек с позиций классической механики. Предположим, что известны координаты и скорости каждой из этих точек в некоторый момент времени. Тогда, решая уравнения Лагранжа(Гамильтона)([6]), мы можем определить координаты и скорости всех этих точек в любой другой момент времени. Иными словами, применяя уравнения классической механики к замкнутой системе механических объектов, мы можем получать информацию из будущего о состоянии данной системы.
Другой пример: рассмотрим поведение электрона в стационарном поле сил притяжения атомного ядра с точки зрения квантово-механических представлений 
Шредингера-Гейзенберга ([6]). Предположим также, что влиянием иных внешних полей можно пренебречь. Зная волновую функцию электрона в некоторый момент времени и потенциал поля атомного ядра можно вычислить данную волновую функцию в любой другой момент времени. Тем самым можно рассчитать вероятность нахождения электрона в той или иной точке пространства в тот или иной промежуток времени. Иными словами, мы можем получать информацию из будущего о состоянии электрона.
Однако возникает вопрос: если законы как классической, так и квантовой физики говорят нам о том, что информацию из будущего получать можно, почему же это до сих пор не осуществлялось на практике в обычной жизни? Иными словами, почему ни один человек в мире не получал еще письма от своих далеких потомков, написанного, например, в 2110 году?
Ответ на этот вопрос лежит на поверхности. И в случае с системой материальных точек, и в случае с электроном в поле атомного ядра, мы рассматривали поведение замкнутых систем, т.е. таких систем, влиянием внешних сил на которые можно пренебречь. Человек не является замкнутой системой, он активно обменивается веществом и энергией с окружающей средой.

Таким образом, мы получили условие решения обратной задачи для передачи информации во времени:

Для осуществления передачи информации во времени внутри открытой подсистемы 
необходимо с достаточной точностью исследовать поведение минимально возможной замкнутой системы, содержащей данную подсистему.

По всей видимости, для человечества как совокупности открытых подсистем(людей), минимально возможной замкнутой системой является Земной шар вместе с 
атмосферой.Такую систему будем называть ПЗСЗ (или приближенной к замкнутой 
системой Земли). Слово "приближенная" употребляется здесь в связи с тем очевидным фактом, что абсолютно точно соответствющих теоретическому определенияю замкнутых систем в природе не существует([7]). Таким образом, для того чтобы предсказать поведение одного человека в будущем необходимо изучить и предсказать поведение в совокупности всех составляющих планеты Земля и ее атмосферы. Причем точность, с которой необходимо делать соответствующие рассчеты, должна быть не меньше, чем размеры клетки. Действительно, прежде чем написать письмо, человек А должен подумать, о чем писать данное письмо. Мысли возникают посредством передачи электромагнитных импульсов между нейронами в головном мозге. Следовательно, для того чтобы предсказать мысли человека, необходимо предсказать поведение каждой клетки в мозгу у человека. Приходим к выводу, что точность, с которой необходимо знать начальные данные для ПЗСЗ существенно превосходит точность любых современных измерительных приборов. 
Однако с развитием нанотехнологии есть надежда, что нужной точности приборов можно будет достичь. Для этого необходимо "заселить" Землю нанороботами. А именно, в каждую часть ПЗСЗ, сравнимую по своим размерам, с размерами клетки, (будем называть ее наносотой) необходимо поместить наноробота, который должен измерять параметры наносоты и переправлять их в мощный компьютер (будем называть его наносервером). Наносервер должен обрабатывать информацию от всех нанороботов из ПЗСЗ и получать единую картину поведения ПЗСЗ с необходимой для передачи информации во времени точностью. Совокупность всех нанороботов, "заселивших" таким образом Землю и атмосферу будем называть сотовым наноэфиром. При этом всю вышеописанную конструкцию, состоящую из наноэфира и связанного с ним наносервера назовем ТПИВ ПЗСЗ (или технологией передачи информации во времени на основе приближенной к замкнутой ситемы Земли). Вообще говоря, такого рода технологии требуют, чтобы в каждой клетке человеческого тела находился наноробот. Однако, если размеры нанороботов будут ничточно малы, по сравнению с размерами клетки, то человек не будет ощущать присутствие нанороботов в своем теле.

Таким образом, хотя в наше время в промышленных масштабахах невозможно решить обратную задачу передачи информации во времени, в будущем, с развитием 
нанотехнологий, такая возможность скорее всего появится.

В дальнейших рассуждениях термин ТПИВ мы будем применять ко всем технологиям, описанным нами в пунктах 1 и 2.

3. Связь передачи информации во времени с передачей информации в пространстве.

Надо отметить, что планета Земля отдает энергию в виде инфракрасного излучения в космическое пространство и получает энергию в виде света от Солнца и звезд. Обмен энергией с космосом происходит и более экзотическими способами, например, с помощью падения метеоритов на Землю.
Насколько ПЗСЗ пригодна для практической передачи информации во времени, должны показать будущие эксперименты в сфере нанотехнологий и наноэфира. Не исключен вариант, что солнечное излучение будет вносить существенную погрешность в методы анализа ПЗСЗ и наноэфиром необходимо заполнить всю Солнечную стстему, реализуя тем самым технологию ПИВ ПЗСС  ( или технологию передачи информации во времени на основе приближенной к замкнутой ситемы Солнца ). При этом, вероятно, что в ПЗСС средняя плотность наноэфира может быть меньше, чем плотность наноэфира на Земле. Но и ПЗСС будет обмениваться энергией с окружающей средой, например, с ближайшими звездами. В связи с этим очевидно предположение, что практическая передача информации во времени будет осуществляться с определенными помехами.
Кроме того, погрешность, связанную с незамкнутостью реальных систем, может
существенно увеличить и человеческий фактор. Допустим, удалось осуществить ТПИВ на основе ПЗСЗ.  Но человечество уже давно запускает космические аппараты за пределы атмосферы Земли, например, для исследования Луны, Марса,
спутников Юпитера и других планет. Эти космические аппараты обмениваются
сигналами с Землей, тем самым нарушая замккнутость ПЗСЗ. Причем, электромагнитные сигналы, содержащие информацию, по-видимому, гораздо более сильно влияют на нарушение замкнутости, чем излучение от звезд, которое не несет никакой информационной нагрузки, а, следовательно, не так сильно влияет на поведение людей. ПЗСЗ и ПЗСС - это частные случаи приблженных к замкнутым систем объектов (ПЗСО). Таким образом,мы приходим к выводу, что для качественной передачи информации во времени внутри ПЗСО необходимо, в частности, максимально возможно ограничить обмен информационными сигналами между ПЗСО и внешним миром.

Кроме количества  помех, вызванных неполной замкнутостью реальных систем, помехоустойчивость ТПИВ будет также определяться объемом ПЗСО. Чем больше пространственные размеры ПЗСО, тем меньшей помехоустойчивостью будет обладать ТПИВ. Действительно, каждый наноробот будет передавать сигнал на наносервер с некоторой погрешностью, зависящей, в частности, от погрешностей измерительных приборов наноробота. В общем случае, при обработке данных на наносервере, погрешности от всех нанороботов будут складываться, тем самым уменьшая помехоустойчивость ТПИВ.

Кроме того, существует еще один немаловажный фактор возниковения помех - это  глубина проникновения во времени. На данном факторе помех остановимся более подробно. Рассмотрим уже упомянутый нами пример системы материальных точек, подчиняющейся законам классической механики. В общем случае, для   нахождения координат и скоростей точек в любой момент времени нам необходимо решать (например, численно ([4], [9])) дифференциальные  уравнения Лагранжа(Гамильтона). Очевидно, что с каждым шагом по времени конечно-разностного алгоритма, погрешность решения, вносимая шумами в начальных данных, будет становиться все более существенной. Наконец, на каком-то шаге, шумы превысят уровень полезного сигнала и алгоритм разойдется.  Таким образом, мы приходим к выводу, что на относительно малых промежутках времени погрешность передачи информации во времени будет меньше, чем на относительно больших временных интервалах. Причем, чем сильнее шумы в начальных данных, тем меньшей глубины по времени мы можем достич.  А шумы в начальных данных напрямую зависят от погрешностей, вызванных  нарушением замкнутости  и пропорциональных объему ПЗСО. Следовательно, мы приходим к выводу:

Максимально возможные расстояния передачи информационных сигналов в пространстве и во времени связаны между собой по закону обратной пропоциональности.

Действительно, чем большую глубину проникновения сигнала во времени требуется обеспечить для ТПИВ, тем меньших размеров и с меньшим энергообменом(с внешней средой) необходимо рассмотреть ПЗСО. Запишем данное утверждение в виде математического соотношения:

(1)                                             dxdt = f,

где dx - расстояние от центра масс ПЗСО до точки  пространства, между которой и центром масс осуществляется обмен информацией. dt - глубина проникновения информационного сигнала во времени, f - константа, не зависящая от dx и dt.

Независимость константы f  от каких-либо физических параметров носит гипотетический характер. Кроме того, точное значение данной константы незвестно и является задачей будущих экспериментов с наноэфиром. Отметим также схожесть данной закономерности с известными соотношениями квантовой физики Гейзенберга([6], [7]), где в правой части стоит постоянная Планка.

4. Некоторые исторические сведения и аналогии

В начале двадцатого века была создана технология передачи информации
в 3D пространстве посредством электромагнитных сигналов. Разработкой этой
технологии одновременно и независимо друг от друга занимались многие
ученые того времени (Попов, Маркони, Тесла и др.). Однако промышленное внедрение радио осуществил Маркони.  В конце девятнадцатого века конкуренту Маркони,Тесле (совместно с Эдисоном), удалось создать технологию передачи электромагнитной энергии на большие расстояния по металлическим проводам. После этого Тесла пытался осуществить передачу как информации так и энергии, но уже беспроводным способом. А Маркони поставил перед собой более скромную цель: обмен лишь информацией с минимальными затратами энергии на эти цели.
После успеха Маркони эксперименты Тесла были свернуты в связи с тем,
что радиопередача оказалась достаточной для промышленных потребностей того времени.

Итак, в случае обмена информацией в пронстранстве, мы имеем, по крайней мере, два принципиально разных подхода: передачу только информации
с минималными затратами энергии (метод Маркони) и передачу как информации
так и энергии в пространстве (метод Тесла). Как показала история, метод Маркони оказался практически осуществимым и стал основой научно-технического прогресса
в двадцатом веке. При этом Метод Тесла, хотя и получил свое достойное применение в технике (переменный ток), в беспроводном смысле полного практического подтверждения своего не получил ни в промышленных масштабах, ни на эксперименте.

В случае ТПИВ ситуация качественно такая же. Представление о путешествиях во времени, которое можно получить из фантастической литературы, в целом соответствует втором подходу, а именно, методу Тесла, и относится к временным перемещениям молекулярных тел или, иными словами, к передаче энергии во времени. Метод Тесла до сих пор не удалось в полной мере  осуществить на практике ни для пространственных, ни для временных перемещений, и, возможно, он так и останетя только плодом воображения писателей-фантастов.

При этом, передача  информации во времени, без существенного переноса энергии, - это качественнно первый подход к обмену информацией, который соответствует принципам Маркони.  Частично,  ТПИВ осуществлена на практике и в наше время (см.  пункты 1 и 2), и есть определенные надежды, что в полной мере данные технологии будут созданы в будущем.

Впервые, предположение использовать подход Маркони к возможности передачи информации во времени было высказано математиком Лидией Федоренко в 2000 году.  Преклонный возраст и слабое здоровье не позволили ей  интесивно продолжать исследования в данном направлении. Однако ей удалось сформулировать утверждение об обмене информацией в пространстве-времени, которое, по мнению  автора, можно назвать  принципом Маркони-Федоренко:

В пространственно-временном континууме([1], [6]) передача энергии либо принципиально невозможна, либо требует гораздо более сложной технологической базы, чем передача информации.

Данный принцип целиком и полностью основывается на экспериментальных фактах. Действительно, например, осуществлять управление марсоходом с помощью радиосигналов гораздо менее энергозатратно, чем доставить данный  марсоход на Красную планету. Другой пример, если человеку А, живущему в Москве, требуется переговорить с человеком В, проживающем в Нью-Йорке, то для человека А это гораздо легче  сделать по телефону, чем  тратить много сил и времени на перелет через Атлантику. Маркони, изобретая радио, также руководствовался данным принципом, ибо пересылая посредством электромагнитных сигналов лишь информацию, можно существенно сэкономить на энергозатратах. Кроме того, согласно принципу Маркони-Федоренко нельзя  исключать вероятность того, что в ряде случаев передача энергии  в пространственно-временном континууме принципиально невозможна.  Отсутствие каких-либо экспериментальных фактов перемещения энергии (например, молекулярных тел) назад  во времени (например, из настоящего времени в прошлое), очевидно, свидетельствует в пользу данного принципа.

В данной статье хочется еще раз отметить, что передача информации во времени (ТПИВ) - это не фантастика, это реальные технологии, которые частично существуют и сейчас, которые постоянно совершенствуются, и, скорее всего, достигнут своего максимального практического применения в самом ближайшем будущем. На основе этих технологий можно будет обмениваться информацией с людьми как из прошлого, так и из будущего. 
Хочется также отметить, что принципы ТПИВ существенно отличаются как
теоретически так и технически от подходов Теслы (то есть тех подходов к путешествиям  во времени, которые можно почерпнуть из фантастической литературы и которые логично назвать "технологией" передачи энергии во времени (ТПЭВ)).
Однако и ТПИВ и ТПЭВ имеют под собой одну и ту же идеологическую основу:
желание людей обмениваться информацией как через пространство,так и через время. Поэтому разумно заимствовать часть терминологии ТПЭВ применительно к аппаратной стороне ТПИВ. В следующем параграфе мы попробуем определить, что с точки зрения ТПИВ является аналогом основного технологического устройства
ТПЭВ, а именно, машины времени.

5. Некоторые технические характеристики ТПИВ

В фантастической литературе можно найти в различных вариантах описание машины, некоего технического устройства, при помощи которого человек может совершать путешествия во времени. Это  устройство называется машина времени. С точки зрения ТПИВ полный аналог данного устройства сделать невозможно, так как в пространстве передается не энергия(не молекулярные тела), а всего лишь информация(информационные сигналы).  Однако, для ТПИВ есть возможность сделать аппарат, который по своим основным функциональным возможностям будет практически соответствовать машине времени. Данный аппарат мы будем называть машиной времени, относящейся к ТПИВ или, сокращенно, МВТПИВ.

Итак, опишем основные принципы действия МВТПИВ. Частично нам уже понятно, за счет чего МВТПИВ будет функционировать. Основой передачи сигналов через МВТПИВ будет служить наноэфир, заполняющий ЗСО. Эти сигналы будет обрабатывать наносервер и передавать на МВТПИВ. Допустим, человеку А, живущему в 2015 году  требуется принять сообщение от человека В, живущего в 2115 году. Он набирает на консоли управления МВТПИВ данные человека В (например его паспортные данные или что-то другое) и отправляет запрос на наносервер. Наносервер обрабатывает запрос пользователя А, проверяет, существует ли человек В в 2115 году, посылал ли он какие-либо сообщения человеку А в 2015 год. При обнаружении сответствующих сообщений, наносервер отправляет их на МВТПИВ пользователя А. Если же человек А не знает данные человека В, то он может просто обратиться на сервер с запросом, не оставлял ли кто-нибудь для него сообщений из будущего. Аналогично, если пользователю А требуется отправить сообщение пользователю В на сто лет вперед, то он на консоли МВТПИВ набирает данное сообщение  и отправляет его на наносервер. Наносервер запоминает это сообщение и через сто лет передает его человеку В. Отметим, что для передачи информации вперед во времени (от А к В) использование наносервера необязательно, а вполне достаточно для данной цели использовать обычное запоминающее устройство, на котором можно хранить информацию в течении ста лет (см. пункт 1). Также заметим, что для связи наносервера и  МВТПИВ можно использовать  радиосигналы. Таким образом, технологически, МВТПИВ будет представлять собой устройство, совершенно аналогичное мобильному телефону или рации. Более того, любой самый обычный современный мобильный телефон может функционировать как МВТПИВ. Но для этого он должен принимать радиосигналы не от узла сотовой связи, а от наносервера. Однако, нетривиальный момент всей вышеописанной технологии состоит в обратной передачи информации во времени(от В к А), где уже необходимо задействовать наноэфир.

Итак, можно надеяться, что в будущем, с развитием технологий, два человека, разделенные между собой временным промежутком в сто и более лет смогут общаться между собой подобно тому, как в наше время люди разговаривают друг с другом по мобильному телефону.

6. Практическое применение ТПИВ.

Интерес автора к вопросу создания машины времени обусловлен рядом причин, но главная из которых состоит в изучении вопроса воскрешения людей после их смерти. Автором в данном вопросе преследуется не только научно-практический интерес, но и личные обязательства вернуть к жизни свою бабушку, математика и философа, Лидию Федоренко. Вопрос воскрешения людей в настоящее время раскрыт широко лишь в религиозной и фантастической литературе, в научном мире по этому поводу преобладают скорее скептические настроения.

Однако, технологии типа ТПИВ позволяют дать определенную надежду родственникам умерших  на возможность воскрешения их близких в недалеком будущем. Дело в том, что теоретически, наносервер, делая свои рассчеты в инверсном времени ([3],[6]) (т. е. описывая прошлое по начальным данным), может с достаточной точностью восстановить строение каждой клетки всех живых организмов в ПЗСЗ, в том числе, и клеток головного  мозга любого человека, когда-либо живущего на земле. Это означает, что  при помощи ТПИВ на основе ПЗСЗ можно восстановить информацию, содержащуюся в головном мозге человека  на любой момент времени в прошлом. Говоря обыденным языком, можно воссоздать душу человека и перекачать ее в наносервер. Анологично можно восстановить и ДНК клетки человека. Таким образом, получив всю вышеперечисленную информацию из прошлого, можно клонировать по ДНК тело умершего человека и перекачать туда его душу из наносервера, тем самым выполнив полное воскоешение.
Можно предположить, что в будущем, когда МВТПИВ будет стоить не больше, чем обычный мобильный телефон, технологии воскрешения людей будут практически бесплатными. По-видимому, через несколько десятилетий единственным юридическим препятствием воскрешения, например, Юлия Цезаря или Людовика Шестнадцатого будет лишь юридический вопрос (отсутствие письменного завещание умершего с пожеланием воскреснуть). Технических препятствий оживить любого ранее умершего человека, скорее всего, не будет. Таким образом, по мнению автора, в настоящее время, необходимо создавать общественные организации, которые будут собирать и хранить юридически заверенные завещания граждан, с тем чтобы все желающие воскреснуть в будущем, смогли это сделать законно.

Заключение

В данной работе были рассмотрены теоретические, технические и практические аспекты технологии передачи информации во времени, технологии, которая возникла в древнем мире, активно развивалась в двадцатом веке, и, по-видимому, достигнет вершины своего развития в ближайшие несколько десятилетий. Однако, в настоящее время детали данной технологии требуют существенной проработки. Например, неясно точное значение константы f в соотношении пространственно-временной неопределенности (1). Кроме того, само соотношение требует экспериментальной проверки.(Заметим, что подобную проверку, по всей видимости,  можно численно осуществить уже сейчас, с использованием современной компьютерной техники.) Неизвестны  также оценки погрешностей(шумов), связанных с отклонением от замкнутости всех реально существующих систем тел ( в том числе ПЗСЗ и ПЗСС), требуемая плоность наноэфира, необходимые характеристики наносервера и т. д.
Часть из существующих  в этом направлении задач можно решать уже сейчас (главным образом с помощью численного моделирования на компьютере). Есть определенная группа проблем, которые требуют более серьезного уровня развития нанотехнологий, чем мы имеем в настоящее время. Однако, достаточно уверенно можно говорить о том, что все эти задачи могут быть решены довольно скоро,  в ближайшие несколько десятков лет. Автор планирует продолжать свои теоретические и практические исследования в данном направлении. Вопросы и предложения просьба отправлять на электронный адрес: danief@yanex.ru.

Литература:

1. Борн М.. Эйнштейновская теория относительности. - М.: МИР, 1972.
2. Blagovestchenskii A. S., Fedorenko D. A. Inverse problem of acoustic wave propagation in a structure with weak lateral inhomogeneity. Proceedings of the International Conference "Days on Diffraction".  2006.
3. Васильев. Уравнения математической физики. - М.: Наука, 1981.
4. Калинкин. Численные методы. - М.: Наука, 1978.
5. Курант Р., Гильберт Д.. Методы математической физики в 2 томах. - М.: Физматлит, 1933/1945.
6. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика в 10 томах. - М.: Наука, 1969/1989.
7. Савельев. Курс общей физики в 3 томах. - М.: Наука, 1982.
8. Смирнов В.И.. Курс высшей математики в 5 томах. - М.: Наука, 1974.
9. Федоренко Д. А., Благовещенский А. С., Каштан Б. М., Mulder W. Обратная задача для уравнения акустики. Материалы международной кнференции "Проблемы Геокосмоса". 2008.