Разум. Что значит быть человеком

Энтропию часто описывают как меру неупорядоченности, случайности, но это не всегда уместно. Более полно ее можно определить, как число конфигураций микросостояний, которые на конкретном уровне макросостояния выглядят одинаково. Микросостояние состоит из мельчайших компонентов системы, представляющей собой макросостояние: атом, молекулу, более крупную конфигурацию микросостояний. В зависимости от уровня анализа микросостоянием может быть энергия, элементы атома, отдельные атомы или взаимосвязанные, которые мы называем молекулами. Для лучшего понимания снова обратимся к смешению соков, о котором мы говорили «в предыдущей точке блока пространствавремени». Представьте, что черничный и клубничный соки находятся в разных графинах. Вставим в отдельную стеклянную емкость перегородку, чтобы разделить жидкие среды. Нальем каждого доверху: справа красный, слева фиолетовый. Теперь уберем перегородку. Как вы думаете, что произойдет? Правильно: в нашей Вселенной действует второе начало термодинамики, поэтому молекулы, находившиеся в определенном состоянии энтропии, начнут двигаться, чтобы увеличить энтропию. Каким образом? Путем диффузии. Почему? Потому что конфигурация смешанного сока имеет намного больше возможностей: существует гораздо больше вариантов превратиться в смесь, чем не смешиваться. Есть ли вероятность, что жидкости останутся там, где были изначально налиты, или даже поменяются местами? Безусловно, но она очень, очень, очень мала. Число вариантов микросостояний, образующих макросостояние пурпурной смеси, несравнимо выше, поэтому процесс смешения наиболее вероятен. Со временем — с разворачивающимися изменениями во Вселенной — вы увидите дальнейшее повышение энтропии: макросостояние будет меняться в результате движения микросостояний — отдельных молекул сока. С точки зрения цветов пурпурная смесь более вероятна, чем отдельные красное и фиолетовое скопления макросостояний.

Чувство прошлого, настоящего и будущего имеет фундаментальное значение в психической жизни, поэтому прошу меня простить (особенно если вы не слишком любите физику) и уделить еще несколько мгновений, чтобы разобраться в сути второго начала термодинамики и его важности для понимания разума.

В физике принята так называемая гипотеза прошлого[79]: представление, которое гласит, что все, произошедшее во Вселенной раньше, имело более низкое состояние энтропии, чем сейчас. Это совпадает со вторым началом, согласно которому то, что происходит дальше, имеет большую энтропию. Не все конкретные макросостояния обязательно повышают ее — как живые существа мы, например, в силах понизить личную энтропию, наведя порядок на столе и даже, может быть, очистив разум. Однако второе начало термодинамики действительно утверждает, что общая сумма изменений во Вселенной со временем множится. Поэтому даже после уборки на столе и понижения энтропии персональной энтропия всего мира вырастет, так как во время работы выделилось тепло. «Подумаешь, — скажете вы. — Какое это имеет значение?» Однако если вас интересует, почему разум беспокоится по поводу прошлого и тревожится о будущем, следует помнить, что направленность времени оказывает большое влияние на психический опыт. Как это объясняет разницу между прошлым-настоящим-будущим и что говорит о стреле времени? Если повышение энтропии создает эту стрелу, или ось, времени, эту устремленность от прошлого к будущему, нетрудно заметить, что направленность времени напрямую связана с вероятностью, поскольку энтропия — это наивысшая вероятность конфигурации многих микросостояний, образующих конкретное макросостояние.

Вы можете спросить, как это связано с живыми существами и особенно с человеком. Ответ — никто по-настоящему не знает, почему пространство-время имеет направление, кроме следствий второго начала термодинамики и его попутчицы, гипотезы прошлого, согласно которым энтропия повышается по мере «движения сквозь время». Подумайте вот о чем: у пространства нет оси, или «стрелы». Мы можем двигаться в любую его сторону, и нет набора правил, определяющих, куда мы направимся. Однако во временном измерении, на уровне макросостояний, стрела времени есть — это направленность движения в блок-вселенной пространства-времени.

Эмпирическим результатом, связанным с этой точкой зрения, оказывается принятая в физике и астрономии космологическая теория Большого взрыва — представление, что когда-то очень давно энтропия находилась на минимально низком уровне. Ученые вычислили, что это было 13,7 миллиарда лет назад, в начальной точке времени, когда наша Вселенная была очень плотной, занимала всего несколько сантиметров, и ее низкая энтропия предлагала крайне мало вариантов возникновения этого сверхплотного состояния. После взрыва Вселенная начала расширяться и наполнилась всевозможными звездами и галактиками, а также свойством, называемым гравитацией.