Гений. Жизнь и наука Ричарда Фейнмана

На этой стадии работы над теорией абсорберов излучения Уилера и Фейнмана уже не интересовали отдельно расположенные частицы, но их теория занимала центральное место в многогранном понимании времени. Их интересовали обратимые и необратимые процессы, что и послужило основой для трех разных подходов к пониманию течения времени — стрелы времени. Но если физиков в тот момент теория поглотителей не интересовала, новое поколение космологов взяло ее на вооружение. В этой области происходил переход от простого анализа астрономических данных, полученных в результате наблюдений за звездами, к постановке грандиозных вопросов о Вселенной: каким образом и почему она возникла. Космология начала выделяться среди современных наук не столько как целиком и полностью самостоятельное научное направление, сколько как область, в которой смешивались философия, искусство, вера и небольшая толика надежды. Слишком мало окон, позволяющих смотреть сквозь густую атмосферу. Несколько хитроумных устройств, расположенных на вершинах гор, несколько радиоантенн — и все же ученые верили, что могут заглянуть далеко или высказать обоснованные предположения, позволяющие раскрыть происхождение пространства и времени. Уже тогда их пространство не было плоским, не имело ничего общего с той нейтральной средой, какой представляло его поколение, не знавшее трудов Эйнштейна. Это была пугающе пластичная среда, в которой непонятным образом были сосредоточены и время, и гравитация. Кто-то, хотя и не все, полагал, что в результате Большого взрыва, произошедшего десять или пятнадцать миллиардов лет назад, пространство начало расширяться с довольно высокой скоростью. Уже нельзя с уверенностью утверждать, что Вселенная везде одинакова, бесконечна и статична. Это уже не Вселенная Евклида, однородная и нестареющая. Мир больше не бесконечен. Аминь. Ярчайшим доказательством расширения Вселенной в 1963 году по-прежнему считалось открытие, сделанное Эдвином Хабблом еще в 1929 году: другие галактики неумолимо отдаляются от нашей, и чем дальше, тем с большей скоростью. Будет ли это расширение происходить вечно, или что-то изменится — этот вопрос был и будет оставаться еще долгое время открытым. Возможно, Вселенная рождалась и умирала снова и снова в бесконечном цикле.

Вопрос касался самой природы времени. Время учитывалось в уравнениях, описывающих взаимодействие частиц, в результате которого происходит возникновение и рассеяние света. Если посмотреть на время с точки зрения Уилера и Фейнмана, связь между этими микроскопическими взаимодействиями и процессом расширения Вселенной очевидна. Как сказал Герман Бонди[93] в начале встречи: «Этот процесс приводит нас к темному ночному небу, к нарушению равновесия между материей и излучением и к тому факту, что излучаемая энергия эффективно теряется… Мы признаём, что существует очень тесная связь между космологией и основной структурой нашей физики». Дерзость в создании теории движущихся вперед и назад частично опережающих и частично запаздывающих волн привела Уилера и Фейнмана к еще более решительным космологическим допущениям. Если уравнения должным образом скорректировать, из них следовал вывод о том, что любое излучение в конечном итоге где-то поглощается. Возможность того, что пучок света будет распространяться вечно и бесконечно и в будущем никогда не столкнется с материей, которая могла бы поглотить его, противоречила их допущению, то есть их теория могла быть верной только для конечной Вселенной. В бесконечно расширяющейся Вселенной материя могла бы стать настолько разреженной, что свет перестал бы поглощаться.

Физики научились различать три стрелы времени. Фейнман описал их следующим образом: термодинамическая, или «случайная жизненная» стрела; излучательная, или «опережающая/запаздывающая» стрела; и космологическая стрела. Он предлагал представить три физических образа: аквариум, заполненный наполовину синей, наполовину прозрачной водой; антенну, которая и поглощает, и излучает; и удаленные туманности, двигающиеся вместе или по отдельности. Общие черты между примерами есть общие черты между соответствующими стрелами. Если запись показывает, как вода в аквариуме все больше перемешивается, означает ли это, что антенна излучает сигнал, а туманности отдаляются друг от друга? Может ли какой-либо из видов времени быть доминирующим? Слушатели могли лишь строить догадки. Этим они, собственно, и занимались.

«Довольно интересно, — произнес Мистер Икс. — С точки зрения физики законы свидетельствуют о вероятности существования множества вселенных, в то время как описать мы можем лишь одну».

Наименьшее действие в квантовой механике