Время — это среда, сквозь которую мы движемся

Социологический эксперимент, описанный в начале главы, в котором вы долж-

ны были предлагать незнакомцам дать собственное определение «времени»,

также служит отличным маркером, позволяющим отличить физиков от нефи-

зиков. В десяти случаях из десяти определение физика будет так или иначе

связано с первыми двумя аспектами из перечисленных выше: время — это

координата или же время — это инструмент измерения продолжительности

периодов. Нефизик, с другой стороны, настолько же часто будет ссылаться на

третий аспект: время — это то, что течет из прошлого в будущее. Время про-

носится мимо, из «тогда» в «сейчас» и дальше в «потом».

Точно так же можно сказать, что не время летит, а мы движемся сквозь него,

как будто время — это некая субстанция, внутри которой можно перемещаться.

В послесловии к своей классической книге «Дзэн и искусство ухода за мотоци-

клом» Роберт Пёрсиг упоминает интересный вариант этой метафоры. Согласно

Пёрсигу, древние греки «рассматривали будущее как нечто наступающее на них

сзади, а прошлое отступало у них перед глазами»10. Если подумать, то такой ва-

риант выглядит достовернее, чем тот, в котором мы шагаем навстречу будущему

и подальше от прошлого. Благодаря своему опыту мы что-то знаем о прошлом,

тогда как о будущем мы можем лишь строить гипотезы.

Общее в этих представлениях о времени то, что время воспринимается как

вещь, к тому же вещь, способная меняться — течь вокруг нас или проноситься

мимо по мере того, как мы движемся вперед. Однако концептуализация време-

ни как определенного вида динамичной субстанции, которая, возможно, даже

может изменяться с разной скоростью в зависимости от обстоятельств, под-

нимает принципиальный вопрос.

 

Глава 1. Прошлое — это воспоминания настоящего

 

 

Да что же это вообще должно означать?

Рассмотрим некий объект, который действительно течет в реальном мире,

например реку. Мы можем смотреть на реку с пассивной или активной точки

зрения: либо мы стоим на месте, а вода проносится мимо, либо мы в лодке

плывем по реке, и тогда мимо нас по обеим сторонам проплывают берега.

Вода в реке действительно течет — это не вызывает сомнений. Это означает,

что местоположение каждой конкретной капли воды меняется со временем — вот

она здесь, а вот, спустя мгновение, уже там. Мы можем обоснованно говорить

о скорости течения реки, подразумевая под этим скорость воды, — другими

словами, расстояние, которое вода проходит за заданный период времени. Ско-

рость можно измерять в милях в час или в километрах в секунду или в любых

других единицах «расстояния, пройденного за интервал времени», которые вам

больше нравятся. Скорость воды может в значительной степени изменяться в за-

висимости от места и момента: иногда течение реки ускоряется, а бывает, что

замедляется. Когда мы говорим о реальном течении реальных рек, все эти тер-

мины звучат осмысленно.

Однако если попытаться препарировать заявление о «течении времени»,

то мы столкнемся с неразрешимой проблемой. Течение реки представляет со-

бой изменение, происходящее с ходом времени. Но как понимать заявление

о том, что «время меняется с ходом времени»? В буквальном толковании те-

чение — это изменение местоположения со временем, однако у времени нет

«местоположения». Так относительно чего время должно меняться?

Взглянем на этот вопрос с такой точки зрения: если время течет, то как мы

могли бы описать его скорость? Нам пришлось бы использовать формулиров-

ку вроде «x часов в час» — интервал времени за единицу времени. И я могу

точно сказать вам, чему будет равен x, — это единица, всегда только единица.

Скорость времени составляет один час в час независимо от того, что там еще

происходит во Вселенной.

Какой же урок мы должны извлечь из предыдущего обсуждения? Не со-

всем правильно представлять себе время как некий поток. Это соблазнитель-

ная метафора, которая, однако, не выдерживает критики. Для того чтобы

изгнать из головы подобный стиль мышления, нужно прекратить представлять

себя стоящими в некой точке Вселенной и омываемыми потоками времени.

Вместо этого давайте думать о Вселенной — обо всем окружающем нас че-

тырехмерном пространстве—времени — как об отдельной сущности, на

которую мы смотрим извне, как внешние наблюдатели. Только в этом слу-

чае — перестав ставить себя в самый центр мироздания — мы сможем оценить

истинную природу времени.

 

 

Часть I. Время, опыт и Вселенная

 

Взгляд из никогда

Невозможно на самом деле находиться за пределами Вселенной. Вселенная —

это не какой-то объект, находящийся внутри еще более объемного пространства

(насколько нам известно); под Вселенной понимается вообще все, что только

существует вокруг нас, включая пространство и время. Таким образом, мы не

пытаемся понять, как бы выглядела Вселенная при взгляде со стороны; посмо-

треть на нее извне попросту невозможно. В действительности мы пытаемся

осознать неразрывную связь пространства и времени, существование про-

странства—времени как единой сущности. Философ Хью Прайс назвал это

«взглядом из никогда» — видом на Вселенную, не привязанным ни к какому

конкретному моменту времени.11 Мы слишком хорошо знакомы с временем,

ведь нам приходится иметь с ним дело каждый день в течение всей жизни.

Вследствие этого мы находимся внутри времени, и у нас не получается отно-

ситься к нему отстраненно. Тем не менее полезно посмотреть на время и про-

странство как на взаимосвязанные составляющие одной общей картины.

Так что же мы видим, бросая взгляд вниз из «никогда»? Мы видим, что

ничего не меняется со временем, ведь мы сами находимся вне времени. Вместо

этого нашему взгляду предстает вся история целиком: все прошлое, настоящее

и будущее. Такое представление о пространстве и времени можно сравнить

с книгой, которую мы при желании могли бы начать читать с любого абзаца или

даже разорвать на части и рассыпать страницы вокруг себя, в отличие от филь-

ма, просмотр которого означает просмотр всех событий в определенной по-

следовательности в предусмотренные моменты времени. Мы могли бы назвать

это тральфамадорской точкой зрения в честь инопланетян из романа Курта

Воннегута «Бойня номер пять». Как рассказывал главный герой книги, Билли

Пилигрим:

Тральфамадорцы умеют видеть разные моменты совершенно так же, как мы

можем видеть всю цепь Скалистых гор. Они видят, насколько все эти момен-

ты постоянны, и могут рассматривать тот момент, который их интере-

сует. Только у нас, на Земле, существует иллюзия, что моменты идут один

за другим, как бусы на нитке, и что если мгновение прошло, оно прошло бес-

поворотно. 12

Итак, мы забрались на этот величавый тральфамадорский насест и обозре-

ваем окрестности. Как же нам реконструировать привычное представление

о потоке времени? То, что мы видим, — это связанные события, выстроенные

в последовательность. Мы видим часы, показывающие 6:45, и человека, стоя-

щего на кухне со стаканом воды в одной руке и кубиком льда в другой. Вот

 

Глава 1. Прошлое — это воспоминания настоящего

 

 

другая сцена: на часах 6:46, и тот же человек все так же держит стакан воды, но

кубик льда теперь плавает в стакане. И еще одна сцена: часы показывают 6:50,

а в руках человека прохладный на ощупь стакан, ставший таким благодаря рас-

таявшему в нем кубику льда.

В философской литературе это иногда называют «блочным временем» или

«блочной Вселенной»: все пространство и все время рассматриваются как

единый существующий блок пространства—времени. Для нашего обсуждения

самое главное сейчас то, что мы можем думать о времени таким способом. Вместо

того чтобы отталкиваться от представления о времени как о субстанции, текущей

вокруг нас, или субстанции, через которую мы сами движемся, мы можем думать

об упорядоченной последовательности связанных событий, совместно образу-

ющих всю Вселенную целиком. В таком случае понятие о времени восстанавли-

вается на основании связей, существующих между событиями. Высказывание

«этот кубик льда растаял за десять минут» эквивалентно утверждению, что

«в момент, когда кубик льда закончил таять, часы показывали на десять минут

больше, чем тогда, когда мы положили его в стакан». Мы не встаем в позу и не

делаем громогласных заявлений о том, что неправильно думать о себе как об объ-

екте, заключенном в поток времени. Просто когда пытаешься понять, почему

время и Вселенная такие, какие они есть, а не какие-нибудь другие, намного по-

лезнее и удобнее сделать шаг наружу и взглянуть на весь этот клубок событий из

«никогда». Конечно, существуют и другие точки зрения. Попыткам разрешить

загадку времени уже очень много лет, и немало копий сломано в спорах о том,

что «реально» и что «полезно». Одним из самых влиятельных мыслителей, по-

святивших свои работы изучению природы времени, считается Святой Авгу-

стин — живший в V веке богослов и политик, Святой Отец, проповедовавший

в Северной Африке. Вероятно, наибольшую известность Августину принесла

разработка широко известного учения о первородном грехе, однако, будучи че-

ловеком широкого кругозора, он также нередко обращался к метафизическим

вопросам. В Книге XI своей «Исповеди» он обсуждает природу времени.

Совершенно ясно теперь одно: ни будущего, ни прошлого нет, и неправильно

говорить о существовании трех времен: прошедшего, настоящего и будущего.

Правильнее было бы, пожалуй, говорить так: есть три времени — настоящее

прошедшего, настоящее настоящего и настоящее будущего. Некие три вре-

мени эти существуют в нашей душе, и нигде в другом месте я их не вижу:

настоящее прошедшего — это память; настоящее настоящего — его непо-

средственное созерцание; настоящее будущего — его ожидание. 13

Августину не нравится идея с блочной Вселенной. Он презентист — чело-

век, считающий, что реально лишь настоящее, а прошлое и будущее — это вещи,

 

 

Часть I. Время, опыт и Вселенная

 

которые мы сейчас, в настоящем, пытаемся восстановить исходя из имеющих-

ся у нас знаний и сведений. Та же точка зрения, о которой мы говорили выше,

вполне ожидаемо носит название «этернализма», а ее последователи утверж-

дают, что прошлое, настоящее и будущее одинаково реальны.14

Послушав споры между этерналистами и презентистами, типичный физик

воскликнет: «Да какая разница?». Это может казаться странным, но физиков

не слишком волнует, какие понятия «реальны», а какие нет. Им интересно

разобраться, как работает реальный мир, но для них этот вопрос сводится к по-

строению всеобъемлющих теоретических моделей и сравнению их с эмпири-

ческими данными. При этом главную роль играют не характеристики отдельных

понятий в каждой модели («прошлое», «будущее», «время»), а структура

в целом. И действительно, часто оказывается, что одну и ту же модель можно

описать двумя совершенно разными способами, применяя абсолютно непо-

хожие наборы понятий.15

Таким образом, наша цель как ученых — сконструировать модель реаль-

ности, успешно учитывающую все существующие представления о времени:

время измеряется часами, время как координата пространства—времени,

а также наше субъективное ощущение течения времени вокруг нас. Понять

первые два аспекта нам помогает общая теория относительности Эйнштейна,

о которой мы подробно поговорим во второй части книги. Однако третий по-

прежнему во многом остается для нас загадкой. Причина, почему я бесконечно

твержу о необходимости поставить себя вне времени для того, чтобы узреть

всю Вселенную как единую сущность, заключается в том, что нам необходимо

отделять понятие о времени как таковом от бытового восприятия времени

с точки зрения текущего момента. Наша основная задача сейчас — увязать друг

с другом эти две совершенно разные перспективы.

 

Примечания

 

Для того чтобы не казаться слишком абстрактными, мы периодически будем использовать

выражения, указывающие на направленность времени: «время течет», «мы перемещаемся

в будущее» и т. д. Строго говоря, одна из наших задач — объяснить, почему подобный

язык кажется таким естественным, в противовес формулировкам наподобие «существу-

ет настоящее, а также существует будущее», которые кажутся слишком напыщенными.

Гораздо проще и полезнее иногда позволять себе некоторые вольности в изложении; это

также дает нам возможность дополнительно поразмыслить над достоверностью предпо-

ложений, на которых базируются привычные речевые обороты.

Поскольку орбиты планет представляют собой эллипсы, а не идеальные окружности,

скорость их обращения вокруг Солнца нельзя считать строго постоянной, и точный угол,

отмечающий положение Земли, находится на своей орбите каждый раз, когда Марс за-

 

Глава 1. Прошлое — это воспоминания настоящего

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вершает свой оборот, зависит от времени года. Мы без особого труда учтем подобные

детали, как только аккуратно определим единицы измерения времени.

Число колебаний кристалла в секунду зависит от его размера и формы. Кристалл в часах

специально выбирается таким образом, чтобы он совершал 32 768 колебаний в секунду

(это двойка в пятнадцатой степени). Значение намеренно выбрано так, чтобы электро-

ника часов с помощью последовательного деления на два получила частоту, равную одно-

му колебанию в секунду, которая необходима для перемещения секундной стрелки часов.

Роман Алана Лайтмана «Сны Эйнштейна» состоит из серии зарисовок о мирах с со-

вершенно иной концепцией времени, отличной от наблюдаемой в окружающей нас реаль-

ности.

См., например: Barbour, J. The End of Time: The Next Revolution in Physics. Oxford University

Press, 1999.; Rovelli, C. (2008). Forget Time. http://arxiv.org/abs/0903.3832.

Авторству Эйнштейна приписывают известную шутку: «Когда молодой человек проводит

с симпатичной девушкой один час, для него он пролетает как одна минута. Но посадите

его на горячую плиту, и одна минута покажется ему дольше часа. Это и есть относитель-

ность». Не уверен, что эти слова действительно сказаны Эйнштейном. Однако я точно

знаю, что это не относительность.

Если бы мы задались целью восстановить научную целостность фантазии Бейкера, то

могли бы прибегнуть к такой оговорке: возможно, время в окружающем мире не остано-

вилось окончательно, а всего лишь чрезвычайно сильно замедлилось, и даже оставшейся

скорости течения времени хватает для того, чтобы свет мог отражаться от объектов, на

которые смотрит Арно, и фиксироваться его зрением. Близко, но все же мимо. Даже если

все произойдет именно так, уменьшение скорости света приведет к огромному красному

смещению: то, что в обычном мире воспринимается как видимый свет, для Арно пре-

вратится в радиоволны, которые наши несовершенные глаза попросту не в состоянии

ухватить. Не исключено, что рентгеновское излучение вследствие красного смещения

приблизится к видимой длине волны, однако наткнуться на вспышки рентгеновских лучей

в повседневной жизни не так просто. (Несмотря на вышеизложенное, книга все же за-

ставляет задуматься, насколько интересным был реалистичный сценарий описанных в ней

событий.)

Временнóй — принадлежащий или относящийся к времени. Это превосходное понятие,

и мы будем часто его использовать.

Ради соблюдения исторической справедливости стоит отметить, что хотя Эйнштейн

сыграл ключевую роль в формулировке специальной теории относительности, по сути,

она стала результатом совместной работы множества физиков и математиков, включая

Джорджа Фицджеральда, Хендрика Лоренца и Анри Пуанкаре. В конечном итоге Герман

Минковский сумел представить теорию Эйнштейна в терминах четырехмерного про-

странства—времени, которое теперь зачастую называют просто «пространством Мин-

ковского». Широко известно высказывание Минковского, датируемое 1909 годом:

«Представления о пространстве и времени, с которыми я хочу вас познакомить, сформи-

ровались на почве экспериментальной физики, и в этом их сила. Они радикальны. От-

ныне время само по себе и пространство само по себе становятся пустой фикцией,

и только единение их хранит независимую реальность».

Пёрсиг, Р. Дзен и искусство ухода за мотоциклом / Пер. с англ. М.: АСТ; «Астрель», 2012

(Pirsig, R. M. Zen and the Art of Motorcycle Maintenance. New York: Bantam, 1974).

 

 

Часть I. Время, опыт и Вселенная

 

 

 

 

 

 

Price, H. Time’s Arrow and Archimedes’ Point: New Directions for the Physics of Time. New

York: Oxford University Press, 1996.

Воннегут К. Колыбель для кошки. Бойня номер пять, или Крестовый поход детей. Дейч,

2008 (Vonnegut, K. Slaughterhouse-Five. New York: Dell, 1969).

Блаженный Августин. Исповедь / Пер. с англ. Библиотека Вехи, 2000 (Augustine, Saint.

Confessions / Trans. by H. Chadwick. Oxford: Oxford University Press, 1998).

Отличные обсуждения на эту тему можно найти в работах: Callender, C. Introducing Time /

Illust. by Ralph Edney. Cambridge: Totem Books, 2005; Lockwood, M. The Labyrinth of Time:

Introducing the Universe. Oxford: Oxford University Press, 2005; Davies, P. C. W. About Time:

Einstein’s Unfinished Revolution. New York: Simon & Schuster, 1995.

Философы часто обсуждают эти разные концепции времени в терминах, сформулирован-

ных Мактаггартом в его знаменитой статье «Нереальность времени» McTaggart, J. M. E.

The Unreality of Time, «A Quarterly Review of Psychology and Philosophy», 1908, 17, p. 456.

Здесь Мактаггарт выделяет три разных понятия времени, называя их «рядами» (см.

также Lockwood, M. The Labyrinth of Time: Introducing the Universe. Oxford: Oxford

University Press, 2005). Ряд А — это последовательность событий, движущихся сквозь

время и измеряемых по отношению к настоящему. Например, «один год назад» отмеча-

ет не фиксированный момент, а момент, меняющийся с течением времени. Ряд B пред-

ставляет собой последовательность событий с постоянными временными метками, таких

как «12 октября 2009 года». А ряд C — это всего лишь упорядоченный список событий,

которым не присвоены никакие временные отметки: «x произошло перед y, но после z».

Мактаггарт утверждает — в очень приблизительном описании, — что ряды B и C пред-

ставляют собой фиксированные массивы, в которых отсутствует критически важный

элемент изменения, и, следовательно, их недостаточно для описания времени. Однако

ряд A сам по себе беспорядочен, так как любое конкретное событие можно одновремен-

но классифицировать как «прошлое», «настоящее» и «будущее» в зависимости от того,

по отношению к какому моменту времени оно рассматривается (момент вашего рождения

для вас находится в прошлом, однако он был в будущем для ваших родителей, когда они

только познакомились). Следовательно, делает вывод Мактаггарт, время не существует.

Если у вас создалось впечатление, что это предполагаемое противоречие в большей сте-

пени следствие неудачного выбора слов, чем неотъемлемая характеристика самой при-

роды времени, то вы на верном пути. Физик не видит никакого противоречия между

выходом за пределы Вселенной с целью охватить взглядом все пространство—время

сразу и признанием, что с точки зрения конкретного человека, находящегося внутри

Вселенной, время действительно течет мимо.

 

Гл а в а 2

Тяжелая рука энтропии

 

Есть — тоже довольно неприглядно. …В рот начинает

поступать всякая всячина, и после искусной обработки

языком и зубами я переправляю результат на тарелку для

окончательной рихтовки ножом, вилкой и ложкой. Это,

по крайней мере, имеет хоть какой-то терапевтический

эффект, если только речь не идет о супе или еще чем-

нибудь жидком, — вот уж настоящее наказание. Затем

следует утомительная процедура замораживания, раз-

борки и раскладывания по полкам, пока не придет пора

отнести эти продукты в «Гастроном», где меня ждет, надо

полагать, быстрое и щедрое вознаграждение за труды.

Там я таскаюсь по проходам с тележкой или корзинкой,

расставляя банки и пакеты по их законным местам.

Мартин Эмис. Стрела времени 1

 

Забудьте о космических кораблях, пусковых установках и стычках с внеземны-

ми цивилизациями. Если вам нужна леденящая душу история, по-настоящему

создающая впечатление пребывания в чужеродной среде, то вы должны по-

вернуть время вспять.

Конечно, можно было бы взять обычный сюжет и рассказать его наоборот:

он заключения к началу. Этот литературный прием известен под названием

«обратной хронологии» и далеко не нов: еще Вергилий применял его в своей

«Энеиде». Однако для того чтобы грубо вытряхнуть читателей из уютного

гамака привычного представления о времени, ваши герои должны во всей

красе продемонстрировать, что такое «жить назад». Причина дискомфорта,

вызываемого подобными описаниями, заключается в том, что все мы — реаль-

ные люди — испытываем течение времени одинаково благодаря непрерывно-

му увеличению энтропии во Вселенной. Увеличение энтропии и определяет

стрелу времени.

 

В Зазеркалье

Френсис Скотт Фицджеральд в своей «Загадочной истории Бенджамина Бат-

тона», по которой не так давно сняли фильм с Брэдом Питтом в главной роли,

 

 

Часть I. Время, опыт и Вселенная

 

рассказывает о жизни человека, родившегося стариком и с течением времени

теряющего годы. В клинике, где Бенджамин появляется на свет, нянечки впол-

не предсказуемо впадают в страшное недоумение.

Перед ним, запеленутый в огромное белое одеяло и кое-как втиснутый нижней

частью туловища в колыбель, сидел старик, которому, вне сомнения, было под

семьдесят. Его редкие волосы были седыми, длинная грязно-серая борода нелепо

колыхалась под легким ветерком, тянувшим из окна. Он посмотрел на мисте-

ра Баттона тусклыми бесцветными глазами, в которых мелькнуло недоуме-

ние.

— В уме ли я? — рявкнул мистер Баттон, чей ужас внезапно сменился яро-

стью. — Или у вас в клинике принято так подло шутить над людьми?

— Нам не до шуток, — сурово ответила сестра. — Не знаю, в уме вы или

нет, но это ваш сын, можете не сомневаться.

Холодный пот снова выступил на лбу Баттона. Он зажмурился, помедлил

и открыл глаза. Сомнений не оставалось: перед ним был семидесятилетний

старик, семидесятилетний младенец, чьи длинные ноги свисали из колыбели. 2

В рассказе нет упоминаний о том, как чувствовала себя при этом бедная

миссис Баттон (хорошо, что хотя бы в киноверсии новорожденный Бенджамин

размером с обычного младенца, пусть даже старого и покрытого морщинами).

Вследствие очевидной экстравагантности самой идеи течение времени

в обратную сторону используется для создания комического эффекта. Алиса

Льюиса Кэрролла, оказавшись в Зазеркалье, встречается с Белой Королевой

и изумляется — оказывается, эта женщина умудряется жить одновременно

вперед и назад во времени. Королева вдруг начинает вопить от боли и разма-

хивать пальцем:

Алиса тут же спросила:

— Что случилось?

— Сейчас, сейчас случится! — снова завела Королева. — Я уколю палец булав-

кой, ой-ой-ой!

— И скоро вы собираетесь уколоться? — насмешливо спросила Алиса.

— Совсем скоро, — стонала Королева. — Начну прикалывать шаль булавкой

и уколю-ууу! — заныла она.

И в это мгновение булавка расстегнулась, Королева протянула к ней руку, и…

— Осторожно! — крикнула Алиса. — Вы уколетесь!

Но было поздно — булавка впилась в палец. 3

Кэрролл (не родственник4) играет на основополагающей характеристике

времени — том факте, что причина всегда предшествует следствию. Описанная

 

Глава 2. Тяжелая рука энтропии

 

 

сценка заставляет нас улыбнуться, но в то же время служит напоминанием

о том, какую важную роль стрела времени играет в формировании мироощу-

щения.

Текущее вспять время может создавать не только комедийную картину, но

и весьма трагичную. Роман Мартина Эмиса «Стрела времени» — классический

пример описания жизни «в обратную сторону», даже с учетом того, что ас-

сортимент произведений в данном стиле невелик.5 Повествование идет от

имени бестелесного создания, живущего внутри другого человека, Одило Ун-

фердорбена. Хозяин тела проживает жизнь в привычном нам понимании —

вперед во времени, однако для фантомного повествователя время течет в об-

ратную сторону. Его первое воспоминание связано со смертью Унфердорбена.

У него нет никакой власти над Унфердорбеном, и он не в состоянии контроли-

ровать его действия или обращаться к его воспоминаниям. Он всего лишь

пассивно проживает жизнь в обратном порядке. В начале романа Унфердорбен

предстает перед нами в роли врача, и на рассказчика его работа оказывает самое

отталкивающее впечатление: пациенты забредают в пункт первой помощи, где

сотрудники высасывают лекарства из их тел, срывают бинты и отправляют

несчастных людей в ночь истекающими кровью и кричащими от боли. Однако

ближе к концу книги мы узнаем, что Унфердорбен был ассистентом врача в Ос-

венциме и занимался тем, что создавал жизнь из ничего, превращая химические

вещества, электричество и мертвые тела в живых людей. Только теперь, думает

рассказчик, все наконец-то встает на свои места.

 

Стрела времени

Существует веская причина, почему изменение относительного направления

движения времени на обратное — такой эффективный художественный ин-

струмент: в реальном, не воображаемом мире подобное, в принципе, невоз-

можно. У времени есть направление, и направление времени одинаково для

всех. Никому из нас не доводилось встречаться с персонажами, подобными

Белой Королеве, которые помнят о том, что мы воспринимаем как «будущее»,

в противоположность (или в дополнение) к «прошлому».

Однако что же мы в действительности имеем в виду, когда говорим, что

у времени есть направление, что стрела времени указывает из прошлого в бу-

дущее? Представьте себе воспроизведение фильма в обратную сторону. В целом

довольно быстро становится понятно, что предстающее перед нами зрелище

движется «не в ту сторону». Возьмем классический пример: ныряльщик в бас-

сейне. Если после того, как человек нырнул, мы видим столб брызг и волны,

 

 

Часть I. Время, опыт и Вселенная

 

расходящиеся по воде, значит, все нормально. Но если мы видим, что в бассей-

не внезапно появляются волны, а потом столб брызг выталкивает ныряльщика

из толщи воды на трамплин, после чего волны сразу же успокаиваются, то нам

становится понятно: видеозапись воспроизводится задом наперед.

Определенные события в реальном мире всегда происходят в одном и том

же порядке. Порядок неизменен: нырок — всплеск — волны. Никогда мы не

наблюдаем обратного процесса: волны — всплеск — выталкивание ныряль-

щика в воздух. Мы можем взять молоко и добавить его в чашку черного кофе;

но невозможно взять кофе с молоком и разделить две жидкости. Подобные

последовательности действий называются необратимыми процессами. Нам ни-

кто не мешает фантазировать о том, как такие процессы выглядели бы, поверни

мы их вспять, но если нам вдруг действительно приведется увидеть что-то по-

добное, мы сразу же заподозрим в них кинематографические трюки и точно не

воспримем их как достоверное отражение реальности.

Необратимые процессы — это самая суть стрелы времени. Одни после-

довательности событий возможны, другие нет. Важно также, что порядок

событий — насколько мы можем судить об этом — един во всей наблюдаемой

Вселенной. Возможно, когда-нибудь в какой-нибудь далекой солнечной си-

стеме мы найдем планету, населенную разумными существами, но мы не

ожидаем, что для них будет обычным делом взять и разделить молоко и кофе

(или их туземные аналоги) несколькими небрежными взмахами ложкой. По-

чему это нас не удивляет? Вселенная огромна; почему бы событиям не про-

исходить в разных ее частях в разных последовательностях? Однако это не-

возможно. Для определенных типов процессов — грубо говоря, сложных

действий, включающих множество индивидуальных движущихся частей, —

существует некий допустимый порядок, каким-то образом встроенный в саму

ткань бытия.

Стрела времени — центральная формирующая метафора пьесы Тома

Стоппарда «Аркадия». Вот как Томасина, юное дарование, намного опере-

дившее свое время, объясняет это понятие своему учителю:

Т о м а с и н а. Септимус, представь, ты кладешь в рисовый пудинг ложку ва-

ренья и размешиваешь. Получаются такие розовые спирали, как след от ме-

теора в атласе по астрономии. Но если помешать в обратном направлении,

снова в варенье они не превратятся. Пудингу совершенно все равно, в какую

сторону ты крутишь, он розовеет и розовеет — как ни в чем не бывало.

Правда, странно?

С е п т и м у с. Ничуть.

 

Глава 2. Тяжелая рука энтропии

 

 

Т о м а с и н а. А по-моему, странно. РАЗмешать не значит РАЗделить. Наобо-

рот, все смешивается.

С е п т и м у с. Так же и время — вспять его не повернуть. А коли так — надо

двигаться вперед и вперед, смешивать и смешиваться, превращая старый хаос

в новый, снова и снова, и так без конца. Чтобы пудинг стал абсолютно, неоспо-

римо и безвозвратно розовым. Вот и весь сказ. Это называют свободой воли

или самоопределением. 6

Таким образом, стрела времени в нашей Вселенной существует, и от этого

никуда не деться. Возможно даже, что это основополагающая характеристика

нашей Вселенной; тот факт, что вещи случаются в таком порядке, как мы при-

выкли их видеть, но не в обратном, неразрывно связан с тем, как мы привыкли

жить в нашем мире. И все же, почему так? Почему мы живем во Вселенной, где

X часто случается после Y, но Y никогда не происходит вслед за X?

Ответ лежит в концепции «энтропии», о которой я упоминал выше. Так

же как энергия и температура, энтропия сообщает нам что-то о текущем со-

стоянии физической системы, и в частности позволяет оценить, насколько

система беспорядочна. У пачки аккуратно сложенных один на другой листов

бумаги низкая энтропия; у той же пачки бумаги, хаотично разбросанной по

столу, энтропия высокая. Энтропия чашки кофе, рядом с которой мы держим

ложку молока, низкая, так как в данной системе существует четкое упорядо-

ченное разделение молекул на «молоко» и «кофе». После смешивания энтро-

пия этих двух жидкостей становится относительно высокой. Все необратимые

процессы, позволяющие говорить о существовании стрелы времени, — мы

можем превратить яйца в омлет, но невозможно собрать омлет обратно в яйца;

духи распыляются по помещению, но не втягиваются обратно во флакон; ку-

бики льда тают в воде, но в чашках с теплой водой не происходит спонтанного

формирования кубиков льда, — обладают одним общим свойством: энтропия

в них увеличивается, то есть система переходит из упорядоченного состояния

в беспорядочное. Всякий раз, когда мы осмеливаемся побеспокоить Вселенную,

мы увеличиваем ее энтропию.

Одной из основных задач этой книги является объяснение, как такое по-

нятие, как энтропия, связывает в единое целое такой разнородный набор яв-

лений. После этого мы углубимся в выяснение того, что же такое эта самая

«энтропия» и почему она непрерывно увеличивается. Наша конечная цель —

задать себе фундаментальный вопрос, стоящий перед современной физикой:

почему в прошлом энтропия была так низка, что способна с тех пор постоянно

увеличиваться?

 

 

Часть I. Время, опыт и Вселенная