Срок времени

Свет распространяется вдоль наклонных прямых, которые образуют конусы, так и называющиеся “световыми”. Эти прямые принято изображать под углом в 45°, как на рисунке выше, хотя было бы более реалистично изображать их почти горизонтальными:

Ведь в нашей привычной шкале протяженное настоящее, отделяющее наше прошлое от нашего будущего, очень коротко – наносекунды – и практически незаметно, так как втиснуто в узенькую горизонтальную щелку, которую мы обычно и называем просто “настоящим”, без всяких дополнительных эпитетов.

Короче говоря, никакого общего прошлого не существует. Пространственно-временной континуум нельзя нарезать слоями по линиям времени, как показано ниже:

Временн'yю структуру определяют не слои, а скорее световые конусы:

Именно такую структуру открыл Эйнштейн в возрасте 25 лет.

Десятью годами позже он понял, что скорость, с которой бежит время, изменяется от точки к точке. Из этого следует, что в действительности пространство-время надо изображать упорядоченным не так, как показано выше, а несколько деформированным. То есть каким-то таким:

Когда проходит гравитационная волна, световые конусы начинают колебаться, как колосья на ветру. И даже могут развернуться таким образом, что движущийся все время в будущее попадет в ту точку пространства-времени, где уже однажды был (см. рисунок ниже), и постоянное движение в будущее приведет к событию, с которого это движение началось [42] [43] . Первым, кто обратил на это внимание, был Курт Гёдель, великий логик двадцатого века и близкий друг Эйнштейна – на склоне лет они часто вместе прогуливались по тропинкам Принстона.

42

Замкнутые мировые линии, приводящие из будущего обратно в прошлое, пугают тех, кто думает, что таким образом родившийся ребенок может, оказавшись в прошлом, убить собственную мать еще до своего рождения. Но в замкнутых мировых линиях и путешествиях в прошлое нет никакого логического противоречия; мы сами запутываем все дело своими необоснованными фантазиями о свободе в будущем.

43

Отсутствие каких-либо логических противоречий в путешествии в прошлое со всей ясностью показано в замечательной статье одного из самых выдающихся философов прошлого века: Lewis D. The Paradoxes of Time Travel // American Philosophical Quarterly. 13, 1976, pp. 145–52. Она была перепечатана в его книге: The Philosophy of Time, Oxford University Press, Oxford, 1993.

Вблизи черной дыры световые конусы сильно наклоняются в ее сторону, как показано здесь [44] :

Происходит это, поскольку масса черной дыры замедляет свет до такой степени, что на ее границе (так называемом горизонте событий) время и вовсе останавливается. Если вы посмотрите на рисунок внимательно, то заметите, что поверхность черной дыры параллельна образующей конуса. Поэтому, чтобы покинуть черную дыру, надо двигаться в сторону настоящего (как показано черной стрелкой на следующем рисунке), а не в сторону будущего!

44

Это представление причинной структуры метрики Шварцшильда в координатах Финкельштейна.

Это невозможно. Все объекты двигаются в сторону будущего, как показано светлыми линиями на том же рисунке. Такова черная дыра: световой конус для любой точки ее горизонта наклонен внутрь нее – и вся пространственная область, доступная для такой точки в будущем, ограничивается внутренностью черной дыры. Ничего иного. Такова странная локальная структура настоящего, которая и определяет черную дыру.

Вот уже сто лет мы знаем, что во Вселенной не существует настоящего. И все же к этой мысли нам трудно привыкнуть, она противоречит нашей интуиции. То и дело какой-нибудь физик поднимает бунт и старается доказать, что это не так [45] . Философы не перестают обсуждать исчезновение настоящего. Проводится бесчисленное количество конференций на эту тему.

45

Среди голосов несогласных есть два, принадлежащих великим ученым, с которыми меня связывают теплые дружеские чувства, к которым я отношусь с восхищением и уважением. Это Ли Смолин (см. его книгу: Smolin L. Time Reborn. Boston: Houghton Mifflin Harcourt, 2013 (рус. пер.: Смолин Л. Возвращение времени: от античной космогонии к космологии будущего. М.: Corpus, 2014. – Прим. перев.)) и Джордж Эллис (см. его статьи: Ellis G. On the Flow of Time // FQXi Essay, 2008, https:; The Evolving Block Universe and the Meshing Together of Times // Annals of the New York Academy of Sciences. 1326, 2014, pp. 26–41; см. его книгу: Ellis G. How Can Physics Underlie the Mind? Berlin: Springer, 2016). Оба они настаивают на том, что должно существовать какое-то особое время и реальное настоящее, хотя нынешняя физика пока и не в состоянии их найти. В науке почти так же, как в любви: мы легче привязываемся к тем, с кем интереснее поговорить. Очень выразительную попытку защитить фундаментальную реальность времени предприняли Унгер и Смолин в книге: Unger R. M., Smolin L. The Singular Universe and the Reality of Time. Cambridge: Cambridge University Press, 2015. Еще один мой близкий друг, защищающий идею реального потока единого времени – это Сами Марун; мы вместе исследовали возможность описать физику теории относительности, отделяя время, которому подчиняются внутренние ритмы процессов (“метаболическое время”), от “истинного” времени Вселенной (см.: Maroun S., Rovelli C. Universal Time and Spacetime “Metabolism”, 2015, http://smc-quantum-physics.com/pdf/version3English.pdf). Что-то подобное возможно, и точка зрения Смолина, Эллиса и Маруна поддается защите. Но есть ли в этом прок? Дилемма такова: либо пытаться приспосабливать описание мира к своим представлениям, либо учиться адаптировать свои представления к новым знаниям о мире. У меня нет сомнений, что вторая стратегия значительно более плодотворна.//arxiv.org/abs/0812.0240

Если настоящего нет, то что значит “существовать” во Вселенной? То, что существует, это разве не то, что имеется “в настоящем”? Вся идея о том, что Вселенная существует сейчас в какой-то определенной конфигурации, изменяясь вся целиком с течением времени, больше не работает.

Глава 4 Утрата независимости

В это моревсем нам выйти придется,всем нам, кто насыщалсяземными плодами(II 14)

Что происходит, когда ничего не происходит?

Достаточно нескольких микрограммов ЛСД, чтобы наше восприятие времени исказилось самым невероятным и магическим образом [46] . “Навсегда – это на сколько?” – спрашивает Алиса. “Иногда всего лишь на секунду”, – отвечает Белый Кролик [47] . Мы порой видим сны, которые длятся мгновения, а нам все кажется замороженным на века [48] . В наших личных переживаниях время весьма растяжимо. Часы пролетают как минуты, а то вдруг минуты застывают на столетия. С одной стороны, во времени всему свой срок: Пасха следует за Великим постом, а Великий пост наступает после Рождества; Рамадан открывается Хилалом и завершается Ид аль-Фитром. С другой стороны, любой мистический опыт, вроде освящения даров, выкидывает просветленных из хода времени, дает им соприкоснуться с вечностью. Пока Эйнштейн нам не сказал, что это не так, какой дьявол вбил нам в мозги, что время всегда должно протекать с одной и той же скоростью? Конечно же, это не наш непосредственный опыт переживания длительности дал нам идею, что время всегда и везде бежит с одинаковой скоростью. Откуда же мы это взяли?

46

См.: Sewell R. A. et al. Acute Effects of THC on Time Perception in Frequent and Infrequent Cannabis Users // Psychopharmacology. 226, 2013, pp. 401–13. Результаты прямого опыта удивительны.

47

Цитата из фильма “Алиса в Стране Чудес” Тима Бёртона. В книге Льюиса Кэрролла не только нет ничего похожего на такой обмен репликами, но и вообще слово “навсегда” (forever) не используется ни разу. – Прим. перев.

48

См.: Arstila V. Time Slows Down during Accidents // Frontiers in Psychology. 3, 196, 2012.

Многие века мы делим время на дни. Латинское tempus происходит от индоевропейского корня di или dai, означающего divido – “делить”. Многие века мы делим дни на часы [49] . Но очень долго летом у нас часы были длиннее, чем зимой, потому что 12 часов покрывали все время от восхода до заката и восход приходился на шестой час независимо от времени года, как мы узнаем из Евангелия от Матфея, из притчи о виноградарях, призванных на работу в разное время дня [50] . Как мы говорим сегодня, летом проходит больше времени от восхода до заката, чем зимой, поэтому в те времена летом часы были долгими, а зимой – короткими.

49

В нашей культуре. Есть и другие, где чувство времени фундаментально отлично от нашего. См.: Everett D. L. Don’t Sleep, There Are Snakes. New York: Pantheon, 2008.

50

Мф. 20: 1–16.

Солнечные, песочные и водяные часы существовали еще в Античности по обеим сторонам Средиземного моря и в Китае, но никогда не играли такой организующей роли, какую часы играют в нашей жизни сейчас. Только примерно в XIII веке жизнь в Западной Европе начала выстраиваться по показаниям механических часов. В городах и селах строили церкви, а при них – колокольни. Часы на колокольнях задавали ритм всему общественному функционированию. Начиналась эра времени, размеренного часами.

< image l:href="#"/>

Мало-помалу время выскользнуло из рук ангелов, и его подхватили математики. Это хорошо видно по Страсбургскому собору, где два гномона установлены с интервалом в несколько веков: один из них поддерживает ангел (солнечные часы XIII века), а другой – математик (солнечные часы конца XV века).

Польза часов в том, что они всем показывают одно и то же время. Но эта идея гораздо более современная, чем мы могли себе представить. На протяжении веков, путешествуя верхом, пешком или в карете, путник не видел никакой надобности синхронизировать часы в разных посещаемых им местах. У него был отличный мотив никогда этого не делать: полдень – это по определению тот момент, когда солнце достигает своей высшей точки на небосводе. Солнечные часы в любом городе или деревушке давали каждому возможность определять момент наступления полудня и соразмерять свою жизнь с часами на колокольне, всем хорошо видной. Солнце отмечало момент полудня в разное время в Лечче, Венеции, Флоренции или Турине, потому что оно движется по небосклону с востока на запад. Полдень наступает сперва в Венеции и лишь заметно позже в Турине, и часы в Венеции на протяжении веков на добрых полчаса опережали часы в Турине. У всякой деревушки был свой “особенный час”. Часы парижского вокзала показывали собственное время, несколько отстающее от всего остального города, в знак уважения к путешественникам [51] .

51

См.: Galison P. Einstein’s Clocks, Poincar'e’s Maps. New York: Norton, 2003, p. 126.

В XIX веке появился телеграф, поезда стали двигаться значительно быстрее и превратились в самое обычное дело, отчего проблема синхронизации часов в разных городах приобрела особую важность. Трудно организовать нормальное движение поездов, если на каждой станции часы идут по-своему. Соединенные Штаты стали первой страной, предпринявшей стандартизацию времени. Поначалу решено было ввести единое универсальное время для всей страны. Сказать, например, что “12 часов” – это момент полудня в Лондоне, и тогда полдень придется на 12.00 в Лондоне и примерно на 18.00 в Нью-Йорке. Предложение не понравилось, потому что люди привыкли жить по местному времени. Компромисс нашелся в 1883 году: он состоял в том, чтобы поделить страну на “часовые пояса”, стандартизировав время только внутри каждого пояса. Таким образом, максимальное расхождение между двенадцатью часами на часах и местным полуднем не превышало тридцати минут. Мало-помалу этот метод приняли и во всем мире, оставалось только синхронизировать часы разных городов [52] .

52

Историческая панорама постепенного изменения наших представлений о времени дана в книге: Frank A. About Time. New York: Free Press, 2011.