Стивен Хокинг. Непобедимый разум

Существуют три стрелы времени: термодинамическая стрела (направление возрастания энтропии), психологическая, или субъективная, стрела (восприятие времени человеком) и космологическая стрела (направление времени, в котором вселенная расширяется, а не сжимается). Хокинг хотел разобраться, почему эти стрелы вообще существуют, почему они так четко определены и почему все они указывают в одном направлении. Хаос возрастает, и мы ощущаем ход времени от прошлого к будущему по мере того, как вселенная расширяется. Хокинг подозревал, что ответ нужно искать в отсутствии граничных условий вселенной, добавив к этому также антропный принцип.

Термодинамическая стрела (возрастание беспорядка, или энтропии) и психологическая стрела (повседневное восприятие времени) всегда указывают в одном направлении. Мы все знаем, что энтропия нарастает с ходом времени. Хокинг указывал на тавтологию этой формулировки: “Энтропия возрастает со временем, потому что для нас время направлено по возрастанию энтропии”[292], – и полагал, что психологическая стрела и термодинамическая стрела в общем и целом одно и то же.

Но почему эта стрела указывает в том же направлении, что и космологическая стрела, совпадает с расширением вселенной? Могло ли быть иначе? Разберемся подробнее в гипотезе об отсутствии граничных условий. В классической общей теории относительности все физические законы прерывались сингулярностью Большого взрыва. Невозможно предсказать, каким должно быть начало времени – упорядоченным или же это состояние полного хаоса, в котором беспорядку уже некуда нарастать. Если верна гипотеза Хокинга и Хартла и граничных условий нет, то начало представляет собой “обычную, ровную точку пространства-времени, и вселенная начинает расширяться из весьма ровного и упорядоченного состояния”[293]. По мере расширения вселенной складываются структуры, которые мы наблюдаем ныне, – галактические кластеры, галактики, звездные системы, звезды, планеты, вы и я, – то есть постоянно нарастает величайший беспорядок, и этот процесс необратим. Вот почему в известной нам вселенной все три стрелы – термодинамическая, психологическая и космологическая – указывают в одном направлении.

А теперь представьте себе, что бы произошло, окажись верной первая модель вселенной Фридмана (см. рис. 6.1). В той модели вселенная со временем прекращает расширяться и начинает сжиматься. Когда расширение сменяется сжатием, космологическая стрела разворачивается на 180 градусов. Вопрос в том, развернутся ли вместе с ней две другие стрелы, термодинамическая и психологическая? Начнет ли уменьшаться беспорядок? Хокинг предполагал, что авторы научно-фантастической литературы найдут здесь чем поживиться, однако “вопрос о повторном сжатии вселенной чересчур уж умозрительный, ведь она не начнет сжиматься в ближайшие десять миллиардов лет – как минимум”[294].

И все же гипотеза об отсутствии граничных условий, по-видимому, предполагала, что при сжатии вселенной хаос убывает, и Хокинг поначалу считал, что когда вселенная перестанет расширяться и начнет сжиматься, развернется не только космологическая стрела, но и все три стрелы, так что они вновь будут указывать в одном направлении. Время развернется, люди будут проживать жизнь задом наперед, “молодея”, как волшебник Мерлин в романе Теренса Уайта “Король былого и грядущего”. И разбитые чашки вновь обретут цельность.

Дон Пейдж, который к тому времени перешел на физический факультет Пенсильванского государственного университета, позволил себе не согласиться. В статье, опубликованной в том же номере Physical Review, что и работа Хокинга о стрелах времени, Пейдж утверждал: из гипотезы об отсутствии граничных условий отнюдь не следует вывод о том, что когда вселенная вновь начнет сжиматься, все три стрелы должны развернуться[295]. Реймонд Лафламм, один из аспирантов Хокинга, изобрел более сложную модель, и все трое, увлекшись спором, посылали друг другу свои расчеты. Пейдж, имевший опыт совместной работы с Хокингом, посоветовал Лафламму не делиться с ним результатами, к которым они пришли, но сначала передать ему их рассуждения, а уж он сам придет к тому же выводу, не зная о нем заранее[296]. Так им удалось в конечном итоге переубедить Стивена: хотя в тот момент, когда вселенная прекратит расширяться и начнет сжиматься, космологическая стрела времени поменяет направление, термодинамическая и психологическая стрелы будут по-прежнему смотреть, куда смотрели. Исправить свою статью Хокинг уже не успевал, смог только сделать приписку: “Думаю, что соображения Пейджа вполне достоверны”[297].