Мозг – повелитель времени

Напротив, увеличивающие временны́е микроскопы (высокоточные часы) позволяют расщеплять секунды на составляющие единицы — миллисекунды, микросекунды, наносекунды, пикосекунды, находящиеся далеко за пределами человеческого восприятия и понимания. Современные атомные часы отсчитывают время с точностью до аттосекунд — так точно, что измерение времени с помощью атомных часов — это один из немногих случаев, когда ученым предоставляется возможность использовать приставку атто (10–18). Возможность оценивать время по шкале в миллиарды лет и делить секунды на аттосекунды появилась в результате развития физики, а сама физика отчасти возникла в результате нашего желания научиться определять время.

Тем семечком, из которого выросла физика, была астрономия, а астрономия появилась по той причине, что люди хотели определить свое место в пространстве и во времени. Кроме прочего, астрономия позволяла следить за сменой сезонов, установить длительность года и даты служения небесным богам. Последующие успехи в определении времени совсем не случайно совпадали с революционными открытиями в физике. Например, важнейшая веха в истории часового дела пришлась как раз на середину одного из важнейших периодов в истории физики: голландский физик Христиан Гюйгенс создал первые в мире высокоточные часы с маятником в 1657 г. — через 15 лет после смерти Галилео Галилея и в годы юности Исаака Ньютона.

Физика и тема времени неразрывно связаны. Дело не только в том, что вопросы природы времени относятся к области физики. Именно понимание законов физики позволило ученым создать удивительно точные часы, которые используются для проверки физических законов.

В следующих главах мы поговорим о физике времени и о том, насколько совместимы идеи физики и нейробиологии в вопросах природы времени. Однако начнем мы с исследования физических принципов работы и истории часов.

НЕЙРОНЫ И ИСПЫТАНИЯ ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ

Как мозг использует разные механизмы для отсчета проспективного и ретроспективного времени, так и ученые разработали принципиально различающиеся способы определения времени для тех случаев, когда нужно оценить время, которое прошло после какого-то события в прошлом, или которое пройдет от настоящего момента до какого-то момента в будущем.

Для определения проспективного времени мы обычно пользуемся традиционными часами, но для оценки ретроспективного времени нам приходится опираться на показания самых разных «часов». К счастью, в природе существует множество ретроспективных часов, поскольку по действующим во вселенной законам все изменения, происходящие вокруг и внутри нас, подчиняются заранее установленным правилам. Так, круги на воде, которые мы видим сейчас, позволяют узнать, что произошло несколько секунд назад. Патологоанатом может установить время смерти по температуре тела, а по степени сходства генов двух видов организмов можно определить, когда они разошлись от общего предка.

СОВРЕМЕННЫЕ АТОМНЫЕ ЧАСЫ ОТСЧИТЫВАЮТ ВРЕМЯ С ТОЧНОСТЬЮ ДО АТТОСЕКУНД — ТАК ТОЧНО, ЧТО ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ С ПОМОЩЬЮ АТОМНЫХ ЧАСОВ — ЭТО ОДИН ИЗ НЕМНОГИХ СЛУЧАЕВ, КОГДА УЧЕНЫМ ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ПРИСТАВКУ АТТО (10–18). ВОЗМОЖНОСТЬ ОЦЕНИВАТЬ ВРЕМЯ ПО ШКАЛЕ В МИЛЛИАРДЫ ЛЕТ И ДЕЛИТЬ СЕКУНДЫ НА АТТОСЕКУНДЫ ПОЯВИЛАСЬ В РЕЗУЛЬТАТЕ РАЗВИТИЯ ФИЗИКИ, А САМА ФИЗИКА ОТЧАСТИ ВОЗНИКЛА В РЕЗУЛЬТАТЕ НАШЕГО ЖЕЛАНИЯ НАУЧИТЬСЯ ОПРЕДЕЛЯТЬ ВРЕМЯ. ТЕМ СЕМЕЧКОМ, ИЗ КОТОРОГО ВЫРОСЛА ФИЗИКА, БЫЛА АСТРОНОМИЯ, А АСТРОНОМИЯ ПОЯВИЛАСЬ ПО ТОЙ ПРИЧИНЕ, ЧТО ЛЮДИ ХОТЕЛИ ОПРЕДЕЛИТЬ СВОЕ МЕСТО В ПРОСТРАНСТВЕ И ВО ВРЕМЕНИ. КРОМЕ ПРОЧЕГО, АСТРОНОМИЯ ПОЗВОЛЯЛА СЛЕДИТЬ ЗА СМЕНОЙ СЕЗОНОВ, УСТАНОВИТЬ ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ГОДА И ДАТЫ СЛУЖЕНИЯ НЕБЕСНЫМ БОГАМ.