Возвращение времени. От античной космогонии к космологии будущего
Шрифт:
Другие конфигурации в массиве более интересны, сложны, населены живыми существами вроде нас, живущих на планетах, вращающихся вокруг звезд в галактиках, которые самоорганизуются в “блины” и скопления. Барбур утверждает, что правильным квантовым состоянием является такое, при котором сложность и существование жизни коррелирует с большим объемом. Таким образом, многие (возможно, даже все) конфигурации в массиве с большим объемом населены живыми существами.
Кроме того, Барбур утверждает, что в правильном квантовом состоянии наиболее распространенные конфигурации обладают структурой, которая неявно соотносится с другими моментами. Эти “капсулы времени” (воспоминания, книги, памятники материальной культуры, окаменелости, ДНК и так далее) рассказывают историю, открытую для интерпретации с точки зрения последовательности моментов, в которые что-либо происходило, наслаивалось и в итоге привело к сложности. “Капсулы” создают иллюзию хода времени.
В теории Барбура есть элегантность. Она легко отвечает на вопрос, чему соответствуют вероятности в квантовой космологии. Есть одна-единственная Вселенная, но она содержит много мгновений. Квантовые вероятности соответствуют реальным относительным частотам вероятностей появления моментов. В той степени, в которой теория Барбура остается верной в деталях, она объясняет, как возникает впечатление, будто есть история, в течение которой причинные процессы выстраиваются и способствуют построению сложных структур. Это предположение также объясняет очевидную направленность времени. Приоритетным в конфигурационном пространстве является то направление, которое осуществляет переход от конфигураций малого объема к увеличению объемов. Когда возникает время, увеличение объемов успешно коррелирует с увеличением времени. Таким образом, эта теория объясняет, почему во Вселенной существует стрела времени.
Версия бесконечной квантовой космологии Барбура предлагает нам утешение. Но мне жаль, что я не смог в нее поверить. Вы живете в массиве мгновений. Моменты вечны. Прошлое, настоящее и будущее с нами всегда. Ваш жизненный опыт может относиться к конечному множеству моментов, но они не проходят. Так что когда приходит ваш последний день, ничто не заканчивается. Это просто момент, в котором существуют все воспоминания, которые вы когда-либо могли иметь. Ничего не исчезает, потому что ничего и не начиналось. Страх смерти основан на иллюзии, которая, в свою очередь, вытекает из заблуждения. Время не уходит, потому что нет течения времени. Просто существуют, и всегда будут существовать, моменты жизни.
Не буду вдаваться в рассуждения о том, что подумал бы Эйнштейн о квантовой космологии Барбура. Но есть свидетельства того, что он утешался осознанием исчезновения времени в блочной картине. Еще в подростковом возрасте Эйнштейн стремился сбежать из грязного мира в созерцание вечных законов природы. В письме к вдове своего друга Микеле Бессо Эйнштейн писал: “Он немного опередил меня, покидая этот странный мир. Это не имеет значения. Для нас, убежденных физиков, различие между прошлым, настоящим и будущим имеет только ценность иллюзии, как бы цепко за нее ни держались”.
Интерлюдия
Недовольство Эйнштейна
Блочная картина Вселенной в теории относительности стала последним шагом к устранению времени из физики. Но у самого Эйнштейна было двойственное отношение к исчезновению времени из картины мироздания, для создания которой он столько сделал. Он нашел утешение в блочной модели и все же остался недоволен. Мы знаем об этом из “Интеллектуальной автобиографии” Рудольфа Карнапа. Тот пересказывает беседу с Эйнштейном:
Однажды Эйнштейн сказал, что проблема понятия “сейчас” его всерьез волнует. Он пояснил, что “сейчас” имеет для человека какой-то особенный смысл, чем-то принципиально отличается от прошлого и будущего, но что это важное различие не отражается и не может быть отражено в законах физики. То, что эта особенность не может найти свое место в науке, представлялось ему требующим болезненных, но неизбежных перемен.
Сам Карнап сомнений на этот счет не испытывал:
Я заметил, что все, что происходит объективно, может быть описано в науке. С одной стороны, временная последовательность событий описывается в физике. С другой стороны, особенности человеческого опыта по отношению ко времени, в том числе его различное отношение к прошлому, настоящему и будущему может быть описано и (в принципе) объяснено в рамках психологии.
Не представляю, что думал Карнап. Я не знаю, как науки вроде биологии и психологии могли бы объяснить наше ощущение времени в мире без времени [56] . Эйнштейна, судя по всему, ответ Карнапа тоже не устроил: “Эйнштейн думал, что эти научные описания не могут удовлетворить потребности человека, что есть что-то важное за пределами современной науки” [57] .
56
Джим Браун объяснял мне, что Карнап имел в виду что-то вроде различия между первичными и вторичными эффектами. Мы видим красный цвет, но на самом деле это атомы вибрируют и излучают свет определенной частоты. Мы чувствуем, как время проходит, но в действительности мы – просто мировая линия в блочной Вселенной, обладающая способностью воспринимать и хранить воспоминания. Для меня это способ изложить проблему, но не решить ее.
57
The Philosophy of Rudolf Carnap: Intellectual Autobiography. Ed. Paul Arthur Schillp. La Salle, IL: Open Court, 1963. Pp. 37–38.
Чтобы быть успешной, научная теория должна объяснить наши наблюдения природных явлений. Но элементарное наблюдение говорит, что все в природе организовано во времени. Если наука должна объяснить все, что мы наблюдаем в природе, разве не должна она включать наш опыт восприятия мира как непрерывного потока мгновений? Разве фундаментальная физическая теория не должна включать основные знания о том, как структурирован наш опыт?
Все, что мы испытываем, каждая мысль, впечатление, поступки, намерения, – часть времени. Мир предстает в виде серии моментов. Мы не можем выбирать, в какой момент живем, не можем выбрать направление своего движения во времени. Нет возможности переместиться в будущее. Мы не можем влиять на скорость хода времени. В этом отношении время принципиально отличается от пространства. Кто-то возразит: события происходят каждое в определенном месте. Но у нас есть выбор, куда перемещаться в пространстве. Это важное различие: оно формирует наш опыт.
Эйнштейн и Карнап сходятся в одном: восприятие природы в виде серии моментов не является частью физической концепции природы. Будущее физики (и, можно сказать, физики будущего) сводится к простому выбору: согласиться с Карнапом в том, что в науке нет места для текущего момента, либо довериться интуиции величайшего ученого XX века и постараться нащупать путь к новой науке, в которой можно избежать “болезненных перемен”.
Для Эйнштейна настоящий момент времени представлялся реальным и был частью объективного описания реальности. Он считал (как сообщает Карнап), что “в ‘сейчас’ есть нечто особенно важное, нечто такое, что находится за пределами науки”. Не менее 60 лет прошло с того разговора. Мы многое узнали о физике и космологии. Достаточно много, чтобы привнести “сейчас”, наконец, в физическое описание природы. Ниже я объясню, почему нынешние знания требуют, чтобы время стало центральной концепцией в физике.
В части I мы проследили 9 этапов устранения времени из физической концепции природы, начиная с открытия Галилеем законов движения и заканчивая вневременной квантовой космологией Джулиана Барбура. Вскоре мы увидим возвращение времени. Но для этого необходимо опровергнуть 9 доводов из части I.
Аргументы, вытекающие из ньютоновой физики и ньютоновой парадигмы:
1) “Замораживание” движения путем изображения прошлых наблюдений с помощью графиков;
2) Изобретение вневременной конфигурации пространства;
3) Ньютонова парадигма;
4) Довод в пользу детерминизма;
5) Обратимость времени.
Аргументы, вытекающие из специальной и общей теорий относительности Эйнштейна:
6) Относительность одновременности;
7) Блочная картина Вселенной и пространства-времени;
8) Начало времени в момент Большого взрыва.
Космологические доводы, вытекающие из расширения законов физики до масштабов Вселенной в целом:
9) Квантовая космология и конец времени.
Эти положения привели к взгляду на природу, в рамках которого отрицается реальность настоящего момента и вместо этого природа описывается в терминах блочной картины Вселенной. Время в этой картине рассматривается в качестве дополнительного измерения пространства, и причинная связь времен может быть заменена вневременной логикой событий. ОТО и механика Ньютона могут рассматривать историю, развивающуюся во времени, но это время представляется в смысле математической последовательности, лишенным ощущения текущего мгновения. В этих теориях время нереально. Я буду характеризовать такие теории как вневременные.