Будущее и прошлое как верх и низ

Однако в первую очередь нам следует поразмышлять над более глобальным

вопросом: действительно ли стоит удивляться тому, что определенные вещи

происходят во времени в одном направлении, но не в противоположном? Кто

вообще сказал, что порядок следования событий должен быть неизменным?

Давайте думать о времени как о некоторой метке, отмечающей события по

мере того, как они происходят. В этом отношении время подобно простран-

ству — они оба помогают нам находить вещи во Вселенной. Но между време-

нем и пространством существует коренное различие: по своей природе все

направления в пространстве равноправны, тогда как направления во времени

(а именно «прошлое» и «будущее») совершенно непохожи. Здесь, на Земле,

очень просто определять направления в пространстве: компас подсказывает,

движемся мы на север, на юг, на восток или на запад, и ни у кого не возникает

проблем с тем, чтобы сказать, где находится верх, а где низ. Но это не отражение

каких-то глубоких базовых законов природы — все дело в том, что мы живем

на гигантской планете и определяем различные направления относительно нее.

Если бы вы парили в скафандре где-то в открытом космосе, вдалеке от любых

планет, то все направления в пространстве были бы неразличимы: не было бы

предпочтительных направлений «вверх» и «вниз».

Технически это означает, что законы природы характеризуются симметри-

ей: все направления в пространстве абсолютно равноценны. «Перевернуть

направление» в пространстве достаточно просто — сделайте фотографию

и напечатайте снимок в зеркальном отражении или же просто-напросто по-

смотритесь в зеркало. Чаще всего отражение оказывается совершенно непри-

мечательным. Сразу же напрашивается контрпример — письменный текст;

в этом случае очень легко определить, смотрим мы на нормальное или на пере-

вернутое изображение. Но для письма, как и для Земли, существует предпо-

чтительное направление (вы читаете строчки в этой книге слева направо).

Однако изображения большинства сцен, в которых отсутствуют человеческие

творения, выглядят одинаково «естественно» как в исходном представлении,

так и в зеркальном отражении.

Попробуем сравнить это со свойствами времени. Эквивалентом зеркаль-

ного отражения картинки (изменения направления в пространстве на обратное)

является «воспроизведение фильма задом наперед» (изменение направления

времени на обратное). Во втором случае легко догадаться, что направление

времени изменено: необратимые процессы, определяющие стрелу времени,

происходят в другую сторону. Каково же происхождение этого коренного

 

Глава 2. Тяжелая рука энтропии

 

 

различия между пространством и временем? Хотя наличие Земли у нас под

ногами определяет «стрелу пространства», указывая на «верх» и «низ»,

очевидно, что это локальное, ограниченное явление, а не отражение фундамен-

тальных законов природы. Мы можем вообразить себя в космосе, где нет пред-

почтительных направлений. Однако фундаментальные законы природы не

определяют предпочтительное направление и во времени тоже — в этом

смысле оно ничем не отличается от пространства. Если мы ограничим наше

рассмотрение очень простыми системами всего с несколькими движущимися

частями, движение которых отражает базовые законы физики, а не наши за-

путанные локальные условия, то стрела времени исчезнет: мы не сможем сказать,

воспроизводится фильм обычным способом или же его крутят задом наперед.

Вспомните люстру Галилео, спокойно покачивающуюся вперед и назад. Если

бы вам показали съемку этой люстры, то вы не смогли бы определить, в какую

сторону прокручивается кинопленка — движение люстры настолько простое,

что совершенно одинаково выглядит в обоих направлениях во времени.

 

«

 

»=«

 

»

 

«

 

»=«

 

»

 

 

Рис. 2.1. Земля определяет предпочтительное направление в пространстве, а Большой взрыв

определяет предпочтительное направление во времени

Таким образом, по крайней мере насколько мы можем об этом судить, су-

ществование стрелы времени нельзя считать свойством фундаментальных за-

конов физики. Скорее, аналогично ориентации вверх — вниз в пространстве,

определяемой Землей, предпочтительное направление времени также иллю-

стрирует характеристики нашего окружения. Если речь идет о времени, то мы

говорим не о пространственной близости к какому-то влиятельному объекту —

нет, в этом случае важнейшую роль играет временнáя близость к влиятельному

событию: зарождению Вселенной. Источник нашей обозримой Вселенной —

горячее и плотное состояние, известное под названием Большой взрыв, —

 

 

Часть I. Время, опыт и Вселенная

 

обладал крайне низкой энтропией. Влияние этого события ориентирует нас

во времени, точно так же, как присутствие Земли ориентирует нас в простран-

стве.