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 времени1

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