Журнал «Если», 1995 № 03

Однако вакуум буквально «кипит» такими частицами, и хотя никакую из них невозможно обнаружить по отдельности, все вместе, коллективно они в состоянии повлиять на результат опыта. И эти коллективные свойства «призрачных» виртуальных частиц были действительно обнаружены во многих экспериментах. Вот какими странными свойствами, оказывается, обладает время на малых масштабах!

А теперь вспомним о еще более коротком промежутке времени — планковском времени — 10 ^-32секунд. Какой энергии он соответствует? С помощью формул квантовой механики эту величину подсчитать нетрудно — оказывается, этой энергии достаточно, чтобы из вакуума (из «ничего») возникла Вселенная, подобная нашей. Здесь сходятся интересы обеих физических дисциплин — теории относительности и квантовой механики. Решая уравнения Эйнштейна, наш соотечественник

А. А. Фридман показал, что Вселенная возникла около 10 миллиардов лет назад в результате явления, которое физики назвали Большой Взрыв. А поскольку размеры ее были в эти мгновения микроскопически малыми, то исследовать ее свойства на этой стадии следует с помощью методов квантовой механики.

Большой Взрыв оказался той «точкой отсчета», начиная с которой пошло течение времени, возникла, как иногда говорят, стрела времени. Вот только почему она направлена в одну сторону? Если пространство имеет три измерения, то почему у времени только одно? Разобраться в этом вопросе помогла еще одна физическая дисциплина — термодинамика.

С первым законом этой науки — законом сохранения энергии — знакомы все. Сложнее со вторым. Хотя сформулировать его можно очень просто: ни одна печка не разогреется сама собой, если в ней не зажечь дрова…

Чтобы записать этот закон по-науч-ному, физики ввели понятие особой функции состояния — энтропии. Это очень важная функция, она определяет меру упорядоченности всех процессов, которые протекают в окружающем нас мире. Чем больше беспорядка, хаотичности возникает в результате этих процессов, тем более высокой оказывается величина соответствующей им энтропии.

Все это позволяет более точно сформулировать второй закон термодинамики: во всех необратимых процессах, протекающих в закрытых системах, энтропия только возрастает. Оговорка о закрытых системах сделана не случайно: внешние воздействия могут привнести порядок, а значит, снизить величину энтропии.

Это исключительно важный результат: зная, как возрастает энтропия, мы наконец-то получаем ясную возможность различать прошедшее и будущее. Возрастание энтропии определяет направление стрелы времени. Это направление необратимо, так как энтропия — то есть мера беспорядка — может только возрастать. Таким образом, стрела времени есть свойство энтропии, и только ее. Первым обратил на это внимание английский физик А. Эддингтон.

Не злоупотребили ли мы вниманием читателей, уделив так много места тому, что думают об этом физики, позабыв в результате другую, не менее важную сторону проблемы — субъективное восприятие времени? Разобраться в этих вопросах пробовали философы. Иммануил Кант объявил время субъективной формой, необходимой для существования и познания объективного мира. По Г. Гегелю, ход времени определяется самодвижением абсолютного духа. Маркс не согласился с ним и объявил время формой существования материи (заметим, что субъект тем самым лишался какой-либо самостоятельной роли в Универсуме).

Философы продолжали спорить о сущности времени и в XX веке. Б. Рассел: время — это «поток, в который входят вещи из лежащего вовне мира, а не беспощадный тиран, пожирающий все существующее». Н. А. Бердяев: «Время есть какой-то внутренний период, какая-то внутренняя эпоха самой вечности». М. Хайдеггер: «Конечная временность — это сущность наличного бытия».

Признаемся: при всем уважении к этим крупным мыслителям нельзя сказать, чтобы они ощутимо помогли нам приблизиться к решению проблемы.

Поэтому снова дадим слово естествоиспытателям. Перелистывая книгу нашего великого соотечественника В. И. Вернадского «Научная мысль как планетное явление», можно найти немало интересного времени. Тождествен ли реально существующий Космос, ставит вопрос ученый, той пространственно-временной схеме, которую, опираясь на опыт и наблюдение, сконструировала теоретическая мысль? В этом нет полной уверенности, высказывает догадку Вернадский, «это проблема научного исследования нерешенная». В частности, выдвигает он предположение, структура пространства-времени, характеризующая процессы в живом веществе, может отличаться от Евклидовой.

Говоря о субъективном времени, психологи вводят понятие хроноструктуры: что-то вроде дерева с многочисленными переплетающимися ветвями, часть из которых растет вверх, а часть — вниз. Субъективно человек и в самом деле способен ощущать себя в разных временах, причем одновременно. Резко различен и субъективный ход времени: в состоянии спокойного безделья оно тянется невообразимо медленно, а перед лицом опасности время уплотняется до предела и мчится, словно скоростной экспресс.