Магия времени от А до Я. Как научиться ускорять и замедлять жизнь

Почему мы так твердо верим в то, что время всегда движется вперед? В книге «До конца времен» физик Брайан Грин объясняет, как представление об однонаправленном движении времени в будущее связано со вторым законом термодинамики и энтропией. Энтропия подразумевает, что наблюдаемые нами физические объекты приходят в упадок, распадаются, рассеиваются и становятся беспорядочными – по крайней мере, физические объекты, которые мы можем ощущать. И поскольку мы постоянно видим, как тает лед, рассеивается пар, растут и стареют живые существа и весь окружающий мир со временем меняется, нам легко поверить в то, что время всегда движется вперед.

Ученые считают, что законы термодинамики – незыблемые, не предполагающие вопросов и сомнений факты об устройстве Вселенной. Но даже физики говорят, что законы термодинамики существуют, чтобы предсказывать, как объекты движутся в привычном нам материальном мире. Они хорошо описывают материальный мир путем разумного упрощения того, как все устроено – но тем не менее являются упрощениями и интерпретациями. Когда Грин пишет о паровой машине, он отмечает, что можно предсказать поведение молекул при нагревании, но даже самые современные и оснащенные приборы не смогут предсказать, как поведет себя каждая отдельно взятая молекула при превращении в пар. Именно поэтому так широко используются статистические прогнозы. Если вместо отдельных объектов рассматривать их большие совокупности, можно предсказать, как они будут себя вести. Например, предсказательная сила математики больших чисел объясняет, почему владельцы казино уверены, что заработают много, даже если несколько человек выиграют джек-пот. Именно поэтому физические законы, в частности энтропия, кажутся незыблемыми и необратимыми. «Вы когда-нибудь видели, как разбитое стекло становится целым?» – спрашивает Грин.

Однако есть одна загвоздка. Несмотря на предположение о необратимости, все основные области физики, включая законы Ньютона, электромагнетизм Максвелла, релятивистскую механику Эйнштейна, квантовую теорию Бора и Гейзенберга, основаны на математических уравнениях, для работы которых течение времени вперед не обязательно. Другими словами, управляющие нашим миром научные уравнения не зависят от направления времени. Это говорит о том, что фундаментальные уравнения работали бы одинаково хорошо при движении времени как вперед, так и назад. Даже физики утверждают, что энтропия может уменьшаться сама по себе, а это значит, что нечто может переходить из беспорядочного в первоначальное, упорядоченное состояние, даже если это крайне маловероятно. Для меня это ставит под сомнение неизменность и необратимость энтропии, а вместе с тем и представление о том, что время всегда движется в одном направлении, вперед.

В качестве занятных аргументов приведем несколько теорий из современной физики, бросающих вызов необратимости времени.

Кротовые норы. В 1935 году Альберт Эйнштейн и Натан Розен открыли феномен, который впоследствии стал называться «мостом Эйнштейна – Розена», а еще позже – «червоточинами». Червоточины – это искажения пространства-времени, которые описываются гравитационными уравнениями Эйнштейна; они подобны туннелям, которые связывают отдаленные друг от друга точки в пространстве. Если поместить одно из отверстий червоточины рядом с объектом, гравитация которого будет искривлять время, например, черной дырой, то два «прохода» не будут двигаться во времени с одинаковой скоростью, что, возможно, позволит путешествовать в прошлое или в будущее.

Принцип неопределенности. В основе квантовой теории лежит принцип неопределенности, согласно которому существует предел познания материи в масштабе атомов и субатомных частиц. В лучшем случае можно попробовать вычислить математическую вероятность нахождения объекта в определенном месте и модель его поведения. Принцип неопределенности признает, что физика не может делать точные предсказания, из чего следует, что нечто может произойти в любое время, если ждать достаточно долго.

Мультивселенная. Это понятие также относится к квантовой физике. Идея мультивселенной предполагает, что существует бесконечное множество вселенных, каждая из которых может развиваться по своему пути, в зависимости от сделанного выбора. Поскольку в каждой вселенной могут происходить разные вещи, их существование решает «парадокс убитого дедушки», классическое опровержение возможности путешествий во времени. Парадокс дедушки состоит в следующем: если бы вы отправились в прошлое и убили дедушку до рождения вашего отца, вы бы сами не родились и не смогли его убить. Теория мультивселенной разрешает этот парадокс: вы можете убить копию дедушки в альтернативной вселенной и, следовательно, родиться в вашей вселенной (здесь мы не рассматриваем вопрос перемещения между вселенными).