Возрожденное время. От кризиса в физике к будущему вселенной

Читатели должны осознавать, что имеется много точек зрения на время, квантовую теорию, космологию и на другие подобные вещи, которые не обсуждаются в этой книге. Имеется обширная литература от физиков, космологов и философов, посвященная проблемам, которых я лишь касаюсь. Эта книга не претендует на академичность. Я в первую очередь сосредоточился на том, чтобы дать читателям, которые могут впервые знакомиться с этой областью дискуссий, один путь через их сложную территорию, высвечивая особые аргументы, которые являются фокусом этих дискуссий[2]. Имеются (в качестве одного из примеров) целые книжные полки, заполненные трудами, анализирующими взгляды Канта на пространство и время, которые здесь не упоминаются. Я также не описываю некоторые взгляды современных философов. Я прошу прощения моих ученых друзей за эти пробелы и отправляю заинтересованных читателей к Библиографии, которая содержит подсказки для дальнейшего чтения по теме времени.

Ли Смолин

Торонто, Август 2012

Введение

Научное обоснование иллюзорности существования времени внушительно. Именно поэтому революционны последствия принятия точки зрения, что время реально.

Ядро аргументации физиков против времени основывается на способе нашего понимания того, что есть закон физики. В соответствии с этим доминирующим взглядом все, что происходит во вселенной, определяется законом, который точно диктует, как будущее развивается из настоящего. Закон абсолютен и, раз уж заданы условия текущего момента, нет свободы или неопределенности в том, как будет эволюционировать будущее.

Как объясняет своему наставнику Томасина, не по годам развитая героиня пьесы Аркадия Тома Стоппарда: «Если бы вы могли остановить каждый атом в его положении и направлении, и если бы ваш разум мог осмыслить все приостановленные таким образом действия, тогда, если бы вы были реально, на самом деле сильны в алгебре, вы могли бы записать формулу для всего будущего; и хотя никто не может быть настолько умным, чтобы сделать это, формула должна существовать точно так, как если бы он мог».

Раньше я верил, что моя работа как физика-теоретика заключалась в поиске этой формулы; сейчас я рассматриваю мою веру в ее существование больше как мистицизм, чем как науку.

Если бы Стоппард выписывал образ современного персонажа, он вынужден был бы заставить Томасину сказать, что вселенная подобна компьютеру. Законы физики суть программа. Когда вы подаете на ее вход существующие положения всех элементарных частиц во вселенной, — компьютер действует соответствующее количество времени и выдает вам на выходе все положения элементарных частиц в некотором будущем времени. В рамках этого взгляда на природу не происходит ничего, за исключением перегруппировки частиц в соответствии с вечными законами, так в соответствии с этими законами будущее уже полностью определено настоящим, как настоящее было определено прошлым.

Этот взгляд умаляет значение времени несколькими путями[3]. Здесь не может быть сюрпризов, не может быть на самом деле новых феноменов, поскольку все, что происходит, сводится к перегруппировке атомов. Свойства самих атомов не зависят от времени, как и контролирующие их законы; ни те, ни другие никогда не меняются. Все особенности мира в будущем времени могут быть рассчитаны из конфигурации настоящего. Это значит, что прохождение времени может быть заменено вычислением, которое подразумевает, что будущее логически является следствием настоящего.

Эйнштейновские теории относительности дают даже более сильные аргументы в пользу того, что время несущественно для фундаментального описания мира, как я буду обсуждать в Главе 6. Относительность строго внушает, что вся история мира есть вневременное единство; настоящее, прошлое и будущее не имеют смысла вне человеческой субъективности. Время это просто другое измерение пространства, и смысл, который мы придаем ощущению проходящих моментов, суть иллюзия, за пределами которой есть вневременная реальность.

Эти утверждения могут показаться ужасными для любого, чье мировоззрение оставляет место для свободы воли или человеческого фактора. Я не буду привлекать здесь этот аргумент, мое обоснование реальности времени базируется только на науке. Моей задачей будет объяснить, почему обычные аргументы в пользу предопределенного будущего неправильны с научной точки зрения.

В Части I я представлю научное обоснование для уверенности, что время есть иллюзия. В Части II я уничтожу эти аргументы и покажу, почему время должно быть принято как реальное, если фундаментальная физика и космология собираются преодолеть кризис, перед которым они сейчас стоят.