Время относительно. Более ста лет назад 26-летний Эйнштейн опубликовал фундаментальную теорию – специальную теорию относительности. Его гениальная идея заключалась в следующем: время течет по-разному для объектов, движущихся с разной скоростью. В частности, чем быстрее вы перемещаетесь в пространстве, тем медленнее для вас течет время относительно того, кто движется медленнее. Например, если вы полетите в космос, передвигаясь со скоростью, близкой к скорости света, а затем развернетесь и полетите обратно, с вашей точки зрения, время будет течь так же, как и всегда. Однако, вернувшись на Землю, вы обнаружите, что время на земных часах ушло вперед в сравнении со временем на ваших часах. В каком-то смысле для вас время будет течь медленнее, чем для живущих на Земле.
Десять лет спустя Эйнштейн опубликовал общую теорию относительности, в которой утверждал, что на течение времени влияет гравитация. Если вы отправитесь в космос и окажетесь рядом с сильным источником гравитации, например, с черной дырой, для вас время будет течь как обычно, но вас затянет внутрь, что, согласно теории, приведет к ужасающим последствиям. Однако если сравнивать с живущими на Земле людьми, которые испытывают более слабое гравитационное воздействие, ваше собственное время будет течь медленнее, вам может даже показаться, что оно остановилось, прежде чем вы достигнете черной дыры.
Многие слышали, что чем ближе к черной дыре, тем больше временной разрыв по сравнению с часами, находящимися далеко от нее. Но не многие знают, что подобное явление, известное как «замедление времени», встречается и на Земле. При помощи атомных часов исследователи зафиксировали, что даже 30-сантиметровая разница в высоте влияет на течение времени. Другими словами, если вы оставите одни часы на вершине Эвереста, а другие – в Лос-Анджелесе, то со временем эти часы покажут разные значения.
В дополнение к физическому компоненту время также измеряется нашим восприятием его течения. Этот феномен называется «субъективным временем» и также широко изучается. Например, взрослые часто говорят, что чем они старше становятся, тем быстрее идет время. В детстве кажется, что лето длится вечность, в старости же время пролетает в мгновение ока. Ученый из Дьюкского университета недавно предположил, что причина, по которой нам кажется, что детство длилось намного дольше, чем взрослая жизнь, в том, что наш мозг начинает медленнее обрабатывать изображения по мере старения. Поскольку образы в юности поступают и обрабатываются быстрее, появляется необходимость запоминать больше визуальной информации, что приводит к изменению ощущения временных рамок – нам кажется, что прошел больший промежуток времени. Напротив, со временем способность мозга обрабатывать изображения ухудшается, мы запоминаем меньше визуальной информации, нам начинает казаться, что мы перескакиваем от одного воспоминания к другому, и время в нашем восприятии ускоряется.
И что все это говорит о времени? А говорит это вот о чем: время – не то, что мы о нем думаем.
Даже с учетом сказанного, мы по-прежнему склонны думать, что время всегда движется вперед, линейно и предсказуемо. Мы верим, что время движется вперед, оставляя в прошлом пережитые мгновения, которые становятся необратимым прошлым. Что время подобно пущенной стреле: неизменное прошлое остается позади, неизвестное будущее – впереди. Но так думали не всегда.
В книге «Четвертое превращение» Уильям Штраус и Нил Хау предоставляют очень интересное исследование об изменении представлений людей о времени. Если говорить кратко, то в разные времена люди считали, что время:
1. Хаотично. Сотни тысяч лет назад, до образования социальных групп, древние люди считали время хаотичным. Каждое событие казалось случайным, не было ни причин, ни следствий, ни смысла.
2. Циклично. Около сорока тысяч лет назад, когда сформировались социальные группы и люди начали лучше понимать природу, появилось представление о цикличности времени. Считалось, что время течет в вечно повторяющихся циклах, наблюдаемых в движении солнца (дни), луны (месяцы), знаков зодиака (годы) и т. д., что отражается в дневных, месячных и сезонных циклах человеческой жизни.
(window.adrunTag = window.adrunTag || []).push({v: 1, el: 'adrun-4-390', c: 4, b: 390})
3. Линейно. К XVI веку утвердилась идея однонаправленного времени – время бесконечно движется вперед, что зовется прогрессивной историей.
Изменение представлений о времени не должно нас удивлять, это кажется естественным, ведь появляются новые знания о вселенной и природе времени. Это также означает, что чем больше мы узнаем о времени, тем больше вероятность того, что наши представления о нем снова изменятся.
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.
