вашего восприятия времени. В этом и других мысленных экспериментах Эйнштейн продемонстрировал, что на самом деле время движется по-разному для движущегося и для находящегося в состоянии покоя, и что время существует только относительно каждого наблюдателя. В случае с поездом и молниями ни вы, ни ваш друг не представили «более правильное» наблюдение – нет объективной точки зрения, есть только два разных восприятия.
Биоцентризм делает еще один шаг и предполагает, что наблюдатель не просто воспринимает время, но буквально создает его. Большинство людей принимают как должное реальность всего, что складывается в нашем сознании. Мы рассматриваем сны как мысленную конструкцию, но когда дело доходит до бодрствующей жизни, то принимаем наше восприятие времени и пространства как абсолютно реальное. Однако в действительности, как подчеркнуто в нашей книге, пространство и время не являются объектами. Время – это лишь упорядоченная конструкция наблюдаемого нами в пространстве, часто как кадры из кинофильма, и того, что происходит внутри нашего разума.
Согласно биоцентризму, эти ментальные конструкции основаны на алгоритмах или сложных математических отношениях, физическая логика которых содержится в нейросхемах мозга. Конкретные алгоритмы, которые использует мозг для преобразования беспорядка восприятий, питающих ваши чувства, в согласованный жизненный опыт, являются ключом к сознанию. Кроме того, они объясняют, почему время и пространство – фактически свойства самой материи – относительны для наблюдателя.
В конечном счете жизнь – это движение и изменение, и они возможны лишь через представление времени. В каждый данный момент мы находимся на границе парадокса «летящая стрела», который 2500 лет назад впервые предложил Зенон Элейский. А именно, поскольку ничто не может находиться в двух местах одновременно, стрела в любой момент своего полета может находится лишь в одном месте. Таким образом, в каждый момент своей траектории стрела должна находиться в какой-то определенной точке. Но если стрела находится в одной точке, то на мгновение она должна быть в состоянии покоя. Следовательно, рассуждая логически, когда стрела летит от лука к цели, происходит не движение как таковое, но серия отдельных статических событий. Поступательное движение времени, выраженное движением стрелы – это не особенность внешнего мира, а проекция чего-то внутри нас, что связывает воедино вещи, которые мы с вами наблюдаем.
В 2016 г. один из авторов этой книги (Ланца) опубликовал научную статью с физиком-теоретиком Дмитрием Подольским, работавшим тогда в Гарварде (см. приложение 2 и интернет-ссылку https://arxiv.org/abs/1508.05377). Название статьи было вынесено на обложку журнала Annalen der Physik – по совпадению, того самого журнала, который в свое время публиковал статьи Эйнштейна о специальной и общей теории относительности. В статье объяснялось, как стрела времени и само время возникает непосредственно у наблюдателя, то есть у нас с вами. Время не существует «где-то там», отсчитывая минуты от прошлого к будущему, но представляет из себя скорее внезапно появившееся свойство, которое зависит от способности наблюдателя сохранять информацию о пережитых событиях.
Рис. 11.1. Статья Подольского и Ланца о стреле времени была вынесена на обложку журнала Annalen der Physik, опубликовавшего в свое время работы Эйштейна по специальной и общей теории относительности. В своих статьях по теории относительности Эйнштейн доказал, что время относительно для наблюдателя. В этой статье (частично воспроизведенной в конце книги) мы делаем еще один шаг и утверждаем, что время наблюдатель и создает. Стрела времени зависит от свойств наблюдателя и, в частности, от того, как он обрабатывает и запоминает информацию [22].
Время – несомненно, относительное понятие: одно событие относительно другого. Время в том виде, как мы его переживаем, не имеет значения без связи с другим моментом. Оно требует наблюдателя, обладающего памятью, без него невозможно выстроить концепцию отношений, лежащую в основе любой «стрелы времени».
Время в виде стрелы – метафора, появившаяся тысячелетия назад. Само выражение «стрела времени» возникает из-за того, что время, как мы его себе представляем, демонстрирует изменение только в одном направлении, а не наоборот. Металл кузова автомобиля может смяться и согнуться при столкновении, но пострадавшее транспортное средство не может двигаться назад, чтобы его металл стал как новенький. С точки зрения ранних иконописцев ни один предмет не представлял так замечательно это свойство и ограниченность времени, его своеобразный статус улицы с односторонним движением, как летящая стрела. Они изображали лошадь или рыбу, глядящих в каком-то одном направлении, и на картинах они редко движутся назад – сначала хвост, а затем остальное тело. Но такая редкость не исключена. С другими природными объектами еще больше проблем: молния может исходить от облака к земле или наоборот, но как нам визуально отличить ее начало от ее конца? По счастью, стрела – это однозначно однонаправленное устройство, ее острие всегда указывает направление. Даже если пустить стрелу вертикально вверх, она в какой-то момент остановится, а затем перевернется острием вниз.
Но вопрос в том, чем является время – время эволюционное, время, которое мы переживаем и которое похоже на стрелу, идеей или действительностью?
Реальность времени представляется незаменимой для всего, что связано с изменениями, например, для роста сталактита в пещере, даже если процесс настолько медленный, что на прирост пары сантиметров потребуется пять сотен лет. В качестве доказательства реальности времени целые поколения физиков чаще всего указывали на второй закон термодинамики, описывающий энтропию – процесс перехода от большей структуры к меньшей и так далее. Примерно то же самое происходит в течение недели с вашим ящиком для нижнего белья.
Представьте себе стакан содовой со льдом. Поначалу каждый может наблюдать определенную четкую структуру. Плавающие сверху кубики льда держатся несколько отдельно от жидкости. Периодически поднимаются пузырьки. Лед и сельтерская имеют разную температуру. Однако чуть позже мы обнаружим, что газировка стала водой, лед растаял и само содержимое стакана утратило структуру и стало гомогенным. Если температура не колеблется, то передача энергии более или менее прекратилась на атомном уровне. Похоже, что вечеринка закончилась, потому что она и вправду подошла к концу. За вычетом испарения, с нашим стаканом ничего больше не произойдет.
Такая эволюция – от структуры, порядка и активности к единообразию, случайности и инертности, называется увеличением энтропии. Будучи одним из самых главных и важных понятий в физике, она представляет из себя процесс, который пронизывает Вселенную и в долгосрочной перспективе даже имеет возможность стать космологическим. Сегодня мы наблюдаем, как отдельные горячие точки, как наше Солнце, излучают тепло и ионы в свое холодное окружение, но эта организация медленно размывается.
Потеря структуры является односторонним процессом. Согласно второму закону термодинамики, увеличение энтропии, как и авария автомобиля, необратимо. Энтропия не имела бы смысла без направленности времени. В сущности, оно и определяет стрелу времени. Без энтропии время могло бы и не существовать.
Стрела времени нередко изображается врагом жизни и преступником, отнимающим у нас молодость
Любопытно, что, хотя физики долгие годы указывали на энтропию как на доказательство существования времени, сам Людвиг Больцман, открывший и разработавший три закона термодинамики, не разделял этой точки зрения.
Используя скрупулезную логику, характерную для статистической механики, Больцман настаивал, что увеличение (а не уменьшение) энтропии мы должны наблюдать, живя в мире, где наиболее вероятны неупорядоченные состояния. По Больцману, динамически упорядоченное состояние, в котором молекулы движутся «с одинаковой скоростью и в одном направлении, – вот самый невероятный из возможных случаев, совершенно невероятная конфигурация энергии». Вообразите, что вам вручают колоду карт, где все карты следуют по возрастанию, а каждая масть отделена от других, как если бы колоду только что распечатали. Разве вы можете быть уверены, что перетасованная колода просто случайно выстроилась именно в таком порядке, а не в какой-либо другой возможной конфигурации? И поскольку существует гораздо больше возможных неупорядоченных состояний, чем упорядоченных, то наиболее вероятно появление состояния максимального беспорядка. Все дело в том, что в любом уголке космоса порядок настолько уникален, что всегда требует объяснительного механизма или процесса, а случайное распределение не требует объяснений, это просто образ жизни. Если мы позволим частицам действовать беспорядочно – содержимое ли стакана содовой со льдом или бесчисленные атомы, из которых состоит воздух в комнате, они станут сталкиваться друг с другом, обмениваясь энергиями до тех пор, пока не будет достигнуто полное случайное распределение их положения и скорости, в чем мы вскоре сами убедимся.
Поэтому никакая стрела нам не нужна. Энтропия – это просто результат типичного случайного поведения. Второй закон термодинамики, согласно которому энтропия никогда не уменьшается, является автоматическим следствием статистической вероятности. Для этого не требуется, чтобы какая-либо внешняя сущность диктовала ей направление.
Таким же образом блестящие ученые, разработавшие наиболее фундаментальные объяснения работы нашего природного мира – законы движения Ньютона, специальную и общую теории относительности и квантовую теорию, – обнаружили, что все их уравнения функционируют независимо от понятия времени! Они оказались «симметричны во времени», то есть они действуют в обратном направлении с той же легкостью, что и вперед. Стрела времени оказалась для них лишней