Steins; Gate on pälvinud oma koha kõige kuulsamate ajarännakute seas, mida kunagi räägitud on, ja selle püsimisvõime on suuresti tingitud sellest, kuidas see kinnistab metsikut fiktsiooni reaalteaduse keeles. Anime ja visuaalromaan ei lase lihtsalt mööda mööda mööda mööda minevikule sõnumite saatmise mehaanikat; nad loovad kosmoloogia ümber maailmajoonte, lahknevusmõõturite ja atraktoriväljade. Fännidele, kes ei tea, kas selline süsteem võiks peegeldada tõelist kvantfüüsikat, on vastus kihilisem kui lihtne jah või ei. See artikkel uurib teaduslikke teooriaid, mis neid Steinsi kaudu kajavad; Väravärav, piirid, mis eraldavad tegelikust füüsikast ja miks etenduse ajanägemisvõimed on intellektuaalselt rahuldavad.

Steins: Gate'i ajasõidu mehaanika

Enne saate võrdlemist kvantreaalsusega on oluline mõista reegleid, millele Okabe Rintaro ja tema kolleegid laboris komistavad. Steins;Gate'i ajarännak ei hõlma DeLoreani ega politsei kasti; see tugineb modifitseeritud koduelektroonika kogumile ja veidrale avastusele, kuidas teave võib aja noolega rikkuda.

PhoneWave ja D-mailid

Kõige katalüsaatoriks on PhoneWave (nimi, mida saab muuta), juhuslik leiutis, mis algab mikrolaineahju ja mobiiltelefoni hübriidina. Teatud tingimuste täitmisel võib seade saata tekstisõnumi – D- posti – ajas tagasi. On äärmiselt oluline, et PhoneWave ei transpordi inimkeha; see liigutab andmeid. Need andmed muudavad minevikus saabumisel saaja tegevust, nihutades seeläbi kogu järgnevat põhjuslikku ahelat. Näitus laiendab järk-järgult tehnoloogiat, mis võimaldab mälude edastamist ja hiljem ka täielikku füüsilist ajahüpet, kuid põhiline toiming on ainult informatsiooniga ajaline nihe.

Maailmaliinid ja erinevuste mõõtur

Iga oluline minevikumuutus loob uue maailmajoone, mida Steins; Värav käsitleb kui kogu põhjuslikku ajalugu. Okabe'i ] Steineri lugemine] võimaldab tal säilitada mälestusi nende nihete vahel, andes talle ainulaadse teadmise, et reaalsus on muutunud, samas kui teised tajuvad ainult uut ajajoont kui alati tõest. Et jälgida, kui kaugele need muutused liiguvad algsest sündmuste järjestusest, leiutab tegelane diversigentsusmeeter, digitaalse gabariidi, mis omistab praegusele maailmajoonele isuaalse väärtuse. Suuremaid atraktsioonivälja konvergentsi iseloomustavad spetsiifilised, kus Kuriiveeruvad nišiid, jäävad ellu.

Attraktori valdkonnad ja lähenemine

Steins; Värav leiab, et teatud tulemused on nii põhjuslikult jäigad, et neid ei saa vältida, hoolimata väiksematest muutustest. Need "atraktoriväljad" toimivad nagu gravitatsioonilised basseinid võimalike ajaloote maastikul. Näiteks Mayuri surm alfamaailmajoonel muutub fikseeritud sündmuseks, mis ei lase kõigil katsetel seda takistada. Näitus kasutab seda paradokside kõrvalejätmiseks: selle asemel, et purustada põhjuslikkust, libisevad ajarändurid lihtsalt uuele maailmajoonele, kus vastuolu enam ei kehti. Vana ajajoon ei kao, see lihtsalt lakkab olemast see, milles nad elavad.

Kvantfüüsika: teoreetiline aluspõhjakivi

Väljamõeldud mehaanika olemasolul saab tekkida küsimus, kus ristuvad tegelikkus ja kujutlusvõime. Kvantfüüsika on loomulik koht, kuhu vaadata, sest tema formalism esitab juba väljakutse meie intuitsioonile aja, paikkonna ja sündmuste olemuse kohta.

Mitme maailma tõlgendus ja hargnemine

Ei ole olemas kvantmõisteid, mis Steinsile peale ei satuks;Gate’i maailmajooned ei ole nii hästi kui Hugh Everett III poolt 1957. aastal välja pakutud paljude maailmade tõlgendus] (MWI). MWI järgi ei varise universaalne lainefunktsioon kunagi kokku; selle asemel põhjustab iga kvantmõõtmine reaalsuse hargnemist paralleelmaailmadesse, kus iga võimalik tulemus realiseerub. Selles pildis ei ole ühtegi ajajoont, mis kus kustuks või üle kirjutataks. Kui sa saaksid saata sõnumi minevikku ja muuta sündmust, siis sa lihtsalt nihutaksid oma vaatenurga harule, kus uus tulemus oli alati osa selle maailma ajaloos. Algne haru läheb ühe silmatorkavalt teisele, ilma et ta oleks sama lähedal.

Kuid MWI kirjeldab standardses kvantmehaanikas hargnemist ajas mõõtmissündmusest. Tagasiulatuv hargnemine, kus tulevane tegevus loob uue mineviku, ei ole tõlgenduse omadus. Steins; Värav venitab MWI- d "bloki universumi hargnemise" vormiks, mida peavoolu füüsika ei toeta. Paralleel on narratiivseadmena kaalukas, kuid jääb siiski ekstrapolatsiooniks, mitte ennustuseks.

Kvantne seotus ja mittelokaalsus

Quantum takerdumine on veel üks sammas, mida fännid sageli ajarännusse ühendavad. Kui kaks osakest takerduvad, määrab ühe osakese omaduse mõõtmine koheselt teise vastava omaduse, sõltumata kaugusest. See "kõhe tegevus kauguses" näib silma, et see on idee, et aegruumi tavapärastest piiridest mööda hiiliv teave. Mõned uurijad on spekuleerinud, kas ajasarnane mittelokaalsus võib lubada vormi, kus tulevikus tehtud mõõtmised võivad minevikus olevaid seisundeid piirata. Steins; Gate'is saadab PhoneWave ajas informatsiooni, justkui kasutaks kanalit, mis ajaliselt eirab.

Tõeline takerdumine ei võimalda siiski valgusest kiiremat signaalimist ega minevikule saadetud sõnumeid. Korrelatsioon ilmneb alles pärast mõõtmiskirjete võrdlemist klassikalise kanali kaudu, mis arvestab valguse kiirust. Põhjuslik mõju ei liigu osakeste vahel; mõju on statistiline. Kui aga takerdumist on kasutatud ] kvantteleportatsiooniks ] – kvantoleku ülekandmiseks ühest asukohast teise klassikalise signaali abil – see ei ole ajarännak. See nõuab tavapärast sideühendust ega saada infot ajas tagasi.

Tagasiulatuv ja hilinenud valikukatsed

Mõned kvantmehaanika tõlgendused on otseselt retropõhjuslikud, mis tähendab, et need võimaldavad tulevikusündmustel mõjutada minevikku. John Crameri tehinguline tõlgendus ja Yakir Aharonovi ja Lev Vaidmani kahe oleku vektorformalism käsitlevad kvantnähtusi käepigistuse tulemusena ajas tagasi liikuvate arenenud lainete ja edasi liikuvate aeglustunud lainete vahel. Hilinenud valikukatsed , nagu Wheeleri kuulus mõtteeksperiment ja selle hilisemad laboratoorsed realiseerimised, näitavad, et nüüd tehtud otsus võib näiliselt kindlaks teha, kas footon käitus minevikus laine või osakesena. See näeb välja nagu varasemad, mis on muutunud.

Kuid need katsed ei hõlma ühtegi kasutatavat signaali, mis reisiks minevikku. Efekt piirdub korrelatsioonidega, mida saab kontrollida alles pärast fakti. Puudub mehhanism, mis saadab tekstisõnumi, mis muudab inimese meelt minevikus. Ekraani retropõhjuslikkus on kvanttõlgenduse omadus, mitte tehnoloogiline ressurss. Steins; Gate laenab retropõhjustamise esteetikat, andes oma tegelastele insenerilise läbimurde, mida kvantteooria ei suuda pakkuda.

Ilukirjandusest reaalsuseni: kas need teooriad toetavad ajarännakut?

Vahe Steins;Gate’i maailmajoonte ja reaalfüüsika vahel haigub kõige laiemaks, kui me küsime, kas ajarännakut minevikku on üldse võimalik saavutada. Isegi kõige eksootilisemad ideed teoreetilises füüsikas on seotud keeldudega.

Vanaisa paradoks ja enesejärjekindlus

Klassikaline vanaisa paradoks – reisi tagasi ja tapa oma esivanem, takistades sündi – paljastab ajarännu loogilise hapruse. Steins; Värav väldib seda, nõudes, et mineviku muutmine viib sind lihtsalt maailmajoonele, kus sündmus, mida sa mäletad, enam ei toimunud. Meie universumis pakub ]Novikovi enesejärjepidevuse põhimõte ] alternatiivset lahendust: kui on olemas ajarännak, siis võivad tekkida ainult enesekindlad sündmuste järjestused. Sa võid püüda tappa oma vanaisa, kuid miski võib alati takistada katset või sa avastad, et sinu tegevus oli osa ajaloost. See põhimõte on suletud, kuid see on piiratud, kuid see on piiratud, kuid see on piiratud, kuid see on piiratud, kuid see on piiratud, kuid see on piiratud, kui satub Steini poolt, mis sunnib kõrvale hiilima.

Suletud ajasarnased kõverad ja ussiaugud

Üldrelatiivsusteooria võimaldab lahendusi, mis sisaldavad suletud ajalisi kõveraid, radu, mis silmuvad tagasi oma minevikku. Kõige kuulsam näide on läbitav ussiauk, mille otsad on paigutatud erinevatel ajahetkedel. Füüsik Kip Thorne ja tema kolleegid uurisid selliseid seadistusi ja leidsid, et ussiaugu lahti hoidmiseks on vaja eksootilist ainet, millel on negatiivne energiatihedus. ] CERNi suur Hadronite kollektor - asutus, mis muutub Steinsis varjuliseks SERNiks; värav - tekitab osakeste kokkupõrkeid energiatasemel, mis on liiga madalad, et luua makroskoopilisi ussiauku, mis võivad kujutada üksnes dramaatilisi auklikke ajalisi rakette.

Stephen Hawkingi ] kronoloogia kaitse oletus ] viitab sellele, et kvantgravitatsiooni seadused sekkuvad alati ajamasina hävitamiseks enne, kui see saab töötada. KKK-sse kuhjuvad virtuaalsed osakesed tekitaksid energiatihedusi, mis kas varisevad kokku ussiaugu või takistavad selle moodustumist. Kui see oletus kehtib, on ajarännak minevikku füüsiliselt võimatu. Steins; Värav külg on see, muutes ajarändamise aktiks pigem olemasolevate maailmajoonte vahelise nihke kui füüsilise teekonna läbi ussiaugu kõri.

Kvantinfo ja aja sümmeetria

Üks ehtne teaduslik niit, mis osaliselt resoneerub näituse D-posti kontseptsiooniga, pärineb ajasümmeetrilise kvantmehaanika uurimisest. Teadlased on uurinud protokolle, milles osakest saab tulevikus mõõta ja millel on see mõõtmine "mõjutab" selle varasemat olekut. 2017. aastal näitas meeskond kvantsimulatsiooni footonist, mis reisib mööda suletud ajasarnast kõverat, kasutades takerdunud footoneid, et jäljendada vanema minaga kohtuva osakese käitumist. FLT:2]]Nature Communications ] avaldatud töö näitas, kuidas enesejärjekindlus sellistestuste puhul loomulikult tekib, kuid seda osakest ei saadetud tagasi.

Samamoodi näitavad katsed kvantkustutust (FLT:1) ja (FLT:2)põimumist (entanglement swapping) (FLT:3), et korrelatsioonid võivad näida ajaloo ümberkirjutamist, kuid jällegi on see mõõtmise ja tõlgendamise tunnus, mitte tegelik mineviku muutmine.

Reaalmaailma paralleelid Steinsiga; värava kontseptsioonid

Kuigi makrotasandil ajaränd jääb kättesaamatuks, on näituse konkreetsetel elementidel nõrk, sageli poeetiline kolleeg tipptasemel teadustöös.

  • Teabe saatmine minevikku:] PhoneWave'i põhifunktsioonil – andmete edastamisel eelnevale hetkele – ei ole analoogset väljamõeldist. Lähim reaalne nähtus on hilinenud valik kvantkustutusseade, kus sooritatud mõõtmine näib nüüd määravat tee, mille footon võttis enne mõõtmise tegemist. Teadet ei saadeta; korrelatsioon on järelvalitud.
  • ]Maailmajoonte lahknevusarvud: ] Need kutsuvad kosmoloogias esile peenhäälestusprobleemi Füüsikud mõõdavad fundamentaalseid konstante ja universumi algtingimusi ning väikesed variatsioonid tekitaksid elutuid universumeid. Steins;Gate'i 1% lahknevuslävi kajastab seda, kuidas teoreetilised maastikumudelid kujutlevad teisi võimalikke universumeid, kuigi need ei ole põhjuslikult seotud meie omadega.
  • ] Lugedes Steinerit: ] Võime säilitada mälestusi ajajoone nihete vahel meenutab filosoofilisi mõtteeksperimentideid isikuidentiteedist Everetti harudes.Mõned kvantteadvuse spekulatsioonid - suuresti väljaspool peavooluteadust - kujutavad ette, et vaatleja teadlikkuse vool võiks jälgida üht haru, kuid ükski tõend seda ei toeta.
  • ]Kerr mustad augud ja ajamasinad: ] Näitus viitab Kerri mustade aukude (keerlevad mustad augud) potentsiaalsetele väravatele, noogutus Roy Kerri 1963. aasta Einsteini võrrandite lahendusele. Mõned teoreetikud on uurinud, kas Kerri musta augu rõngas singulaarsus võib toimida läbitava ussiauguna, kuid ebastabiilsus ja langev kiirgus tõenäoliselt hävitavad iga läbipääsu.
  • Suur Hadronite Kollektor: ] SERNi salajased eksperimendid miniatuursete mustade aukudega laenavad keele ekstradimensionaalsete mudelitega nagu Randall-Sundrum stsenaarium, kus gravitatsioon muutub tugevaks TeV skaalal.Tõelised LHC otsingud ei ole leidnud tõendeid mikromustade aukude kohta ja nende moodustumine nõuaks energiat palju rohkem, kui põrkelaev jõuab.

Miks Steins; Gate'i teadus resoneerib

Steins; Värav peab vastu, sest suhtub oma publikusse austusega. Kirjanikud põimivad kvantfüüsikast, üldrelatiivsusteooriast ja neuroteadusest terminoloogia järjekindlasse siseloogikasse. Kui Okabe lahknevusmõõturiga maadleb, ei lükka ta lihtsalt krundiseadet; ta seisab silmitsi selliste determinismi- vastandina vaba tahte küsimustega, mis on füüsikuid ja filosoofe aastakümneid hõivanud. Näituse atraktsiooniväljad on paralleelsed dünaamilise atraktsiooni kontseptsiooniga kaose teoorias, kus süsteemid kalduvad teatud stabiilsete seisundite poole, hoolimata väikestest häiretest. See annab narratiivile teadusliku aluse, isegi kui see hüple fantaasiale.

Sarja fännid leiavad end sageli lugemas mitme maailma tõlgendusest, Gödeli pöörlevast universumist või vanaisa paradoksist – mitte sellepärast, et etendus on füüsikaloeng, vaid sellepärast, et see kutsub uudishimu. Ajajärgul, kus avalik kaasamine teadusega võib tunduda killustatud, tegutseb Steins;Gate suursaadikuna, tõlkides kõrgete kontseptsioonide ideed emotsionaalseteks panusteks. Maailmajoone tragöödia, kus lähedane alati sureb, muutub vistseraalseks viisiks kogeda ühtlase tulemuse kaalu.

Kujutlusvõime ja tegelikkuse ühendamine

Steins; Gate'i kujutamine ajas rändamisest ammutab jõudu tõelistest kvantmõistetest, ilma et need oleksid nendega seotud. The Many-Worlds interpretatsioon annab filosoofilise nõo maailmapiiride hargnemisele, kvantpõimumine pakub mittelokaalsete ühenduste sõnavara ning retropõhjuslikud tõlgendused vihjavad mineviku muutlike tegevuste võimalusele. Ometi ei lase ükski neist teaduslikest ideedest oma rangel kujul tekstisõnumil eile jõuda. Reaalfüüsika sunni peale tulemüüre – valguse kiirust, kronoloogilist kaitset, signaali mitteandvat teoreemi – millest ükski mikrolaineahi ei suuda üle saada.

See, mida seeria saavutab, on midagi haruldasemat kui ennustav täpsus: see paneb teoreetilise füüsika piirid tundma isiklikult. Lahknevusmõõtur, atraktsiooniväljad ja meeleheitlikud hüpped maailmajoonte vahel on väljamõeldud tööriistad, kuid need kutsuvad vaatajaid tõsiselt mõtlema aja olemuse üle. Ja see kutse, rohkem kui ükski seade laboris, on see, mis hoiab lugu elus. Steinsi teadus; värav ei ole ajamasina joonis. See on peegel, mis on meie sügavaimate mõistatusteni kinnistunud, tuletades meile meelde, et piir selle vahel, mis on ja mis võiks olla, on ikkagi lugu, mida me püüame jutustada.