Юрий Артамонов - Ли Смолин. Возрожденное время: От кризиса в физике к будущему вселенной

• Название: Ли Смолин. Возрожденное время: От кризиса в физике к будущему вселенной
• Автор: Юрий Артамонов
• Жанр: Современная проза

════Реально ли время? Релятивистский и квантовый полюса современной физики свидетельствуют, что нет, и время является иллюзией. Будущее с точки зрения законов физики фундаментально не отличается от прошлого и полностью определено этими законами и начальными условиями вселенной. Однако, иллюзорность времени приводит к ряду парадоксов и вопросов, на которые нет ответа или приходится отвечать так, что остается неудовлетворенность и чувство тупика. Пример: почему мы имеем те законы, которые имеем? Доминирующая сейчас космологическая парадигма ссылается на теории мультивселенной и антропный принцип, что принципиально не проверяемо и не дает предсказаний наблюдаемых явлений.

════Американский физик-теоретик Ли Смолин в своей четвертой книге "Возрожденное время" утверждает, что есть иной выход. Все обоснования иллюзорности времени опровергаемы. Признание реальности времени открывает ряд новых интригующих возможностей. Например, что законы природы эволюционируют в этом реальном времени и могут быть объяснены своей историей. Или что можно обойти конфликт между объяснением квантовых явлений через скрытые переменные (неизбежно нелокальным) и принципом относительности.

════ Книга программная и вводная, она анонсирует строгий натурфилософский труд по вопросу реальности времени и эволюции законов, который пишется сейчас Смолином вместе с бразильским философом Роберто Унгером. Будет крайне интересно проследить за развитием объявленных идей.

---

к оглавлению

Рис.11. Аргумент в пользу монолитной вселенной, который следует из одновременности. Для любых двух причинно связанных событий А и В всегда найдется событие Х такое, что есть наблюдатель, который видит Х и А одновременными (на рисунке - Мария), и есть наблюдатель, который видит Х и В одновременными (на рисунке - Фредди). события причинно не связаны, найдется некоторый наблюдатель, который будет видеть их одновременными, так что одновременность относительна настолько, насколько возможно было бы быть, уважая причинность.

    Если В находится далеко в будущем А, то Х должно быть достаточно удалено от обоих, так что ни один световой сигнал не смог бы пропутешествовать от А к Х или от Х к В. Но вселенная, которую описывал Минковский, бесконечна, так что это не проблема [8].

    Теперь мы можем рассуждать следующим образом: По данному мной критерию А столь же реально, как и Х. Но В тоже столь же реально, как и Х. Так что А и В одинаково реальны. Но А и В есть любые причинно связанные события в истории вселенной. Так что если имеется некий смысл, в котором событие во вселенной реально, эта реальность распределяется на любое другое событие. Таким образом, нет разницы между прошлым, настоящим и будущим. Реальны все события вселенной,

к оглавлению

взятые вместе. Так что мы заключаем, что реальность мира состоит в его истории, взятой как одно целое. Тут нет реальности моментов времени или его течения.

    Сила этих доводов в пользу монолитной вселенной в том, что для их принятия вам нужно только верить, что настоящее реально; дальше аргументы заставят вас поверить, что будущее и прошлое столь же реальны, как и настоящее. Но если тут нет разницы между настоящим, прошлым и будущим - если образование Земли или рождение моей прапраправнучки столь же реально, как и тот момент, когда я пишу эти слова, - тогда настоящее не имеет особых претензий на реальность и все, что является реальным, это целая история вселенной.

    Хилари Патнэм, ведущий современный философ, размышляла над этим аргументом так: "Я прихожу к заключению, что реальность и определенность будущих событий теперь выяснена. Более того, она выяснена физикой, а не философией. ... На самом деле я не верю, что есть какие-то философские проблемы по поводу Времени; есть только физическая проблема определения точной физической геометрии четырехмерного континуума, в котором мы обитаем."[9].     Еще одно название для точки зрения, поддерживающей монолитную вселенную, есть этернализм (*). Современные философы выстроили значительный объем литературы за и против него. Один из обсуждаемых ими вопросов, совместима ли точка зрения монолитной вселенной со способом, которым мы говорим о времени. Обычные люди и философы одинаково используют такие слова как 'сейчас', 'будущее' и 'прошлое'. Могут ли эти слова иметь смысл, если реальность состоит во всей истории мира как единого целого? Что мы имеем в виду, когда говорим: 'Сейчас я в поезде под Ла-Маншем', если сейчас не более реально, чем любой другой момент?

    Взгляд, называемый компатибилизм (**), придерживается мнения, что нет проблемы с обычным языком, поскольку все понимают слова вроде 'сейчас' и 'завтра' как обозначения точки зрения, дающей нам весьма прямой доступ к некоторым фактам относительно вневременной реальности, хотя и делая другие факты труднодоступными. Мы легко говорим 'здесь' и 'там', в то же время, веря, что близкие и далекие объекты одинаково реальны. Точно так же некоторые философы

От английского eternal - вечный, неизменный (прим. перев.)

От английского compatibility - совместимость, сочетаемость (прим. перев.)

к оглавлению

утверждают, что 'сейчас' и ' будущее' не сильно отличаются по реальности от 'здесь' и 'там'; все они отмечают определенный угол зрения, который влияет на то, что вы видите вокруг себя, но не влияет на то, что реально. Когда я использую слово 'сейчас', мне не надо предполагать, что это сейчас особенное; я только описываю мою точку зрения. Всегда имеется неявная система отсчета, по отношению к которой я имел в виду слово 'сейчас', которую я предполагаю одинаковой для меня и моего собеседника.

    Все это очень здорово, но это имеет значение, только если монолитная вселенная является правильным описанием природы. Другие философы сомневаются, что это так. Джон Рэндольф Лукас пишет: 'Монолитная вселенная дает глубоко неадекватный взгляд на время. Она не в состоянии учесть прохождение времени, превосходство настоящего, направленность времени и различие между будущим и прошлым' [10].

    Это дебаты, к которым и обращаются доводы данной книги. Я не говорю о них в терминах, которые приняты у философов и часто граничат с лингвистическим анализом. Вместо этого я касаюсь их исходных предпосылок в физике - среди того, что СТО могла быть применима к истории вселенной как целому. Но СТО не может быть применена ко всей вселенной, поскольку она не содержит всю физику; в особенности, она не содержит гравитацию. СТО может быть, в лучшем случае, только приближением к теории, которая содержит гравитацию. Проблема распространения теории относительности на гравитацию была решена изобретением еще более глубокой теории, а именно ОТО. На это Эйнштейн потратил десять лет тяжелого труда.

    Однако, философски интересные особенности СТО распространяются и на ОТО Эйнштейна. Относительность одновременности остается правильной - и, на самом деле, расширяет сферу влияния. Так что философские доводы, которые я только очертил, все еще удерживаются и приводят к тем же заключениям: единственной реальностью является полная история вселенной, взятой как единое целое.

    В ОТО также остается верным, что вся независимая от наблюдателя информация содержится в причинной структуре и собственном времени. Если история целой вселенной представлена в ОТО, то в результате остается картина монолитной вселенной.

*

к оглавлению

Рис.12. Мы противопоставляем обычное понятие времени более произвольному понятию в ОТО. В нормальной ситуации мы думаем, что время бежит везде с одним и тем же темпом, так что поверхности одинакового времени распространены равномерно, как показано на верхнем рисунке. В ОТО время может быть измерено в каждой точке различными часами, каждые из которых двигаются произвольно быстро по сравнению с другими, пока поверхности одинакового времени не связаны причинно друг с другом. Мы называем это свободой для времени быть 'установленным многими способами', как показано на нижнем рисунке.

к оглавлению

    ОТО не только сохраняет особенности СТО, доказывающие, что время нереально, но также вводит новые с тем же эффектом. Во-первых, тут намного больше способов разделения пространства-времени на пространство и время (см. Рис. 12). Вы можете определить время в соответствии с сетью часов, распределенных по вселенной, но часы могут быть грубо-материальными, - что означает, они могут идти с различным темпом в различных местах и каждые могут ускоряться или замедляться. Мы описываем это, говоря, что в ОТО время может быть установленным множеством разных способов. Во-вторых, геометрия пространства или пространства-времени не является больше простой или регулярной. Она становится общей: Подумаем о любой искривленной поверхности как о противоположности простой плоскости или сфере. И геометрия становится динамической. Волны, которые мы называем гравитационными волнами, путешествуют сквозь геометрию пространства-времени. Могут формироваться черные дыры, двигаться, вращаться друг вокруг друга. Конфигурация мира больше не задается частицами, расположенными в пространстве; конфигурация теперь содержит геометрию самого пространства.

    Но что геометрия пространства и пространства-времени должна делать с гравитацией? ОТО основана на простейшей из всех научных идей, состоящей в том, что падение является естественным состоянием.

    Великие революции в физике могут быть отмечены изменениями в том, что рассматривается в качестве естественного движения, где под 'естественным' мы понимаем движение, не требующее объяснения. Для Аристотеля естественным движением было оставаться в покое относительно центра Земли. Любое другое движение было неестественным и требовало объяснения, такого как сила, действующая на тело, чтобы сдвигать его и поддерживать его в движении. Для Галилея и Ньютона естественным движением было движение по прямой линии с постоянной скоростью, а на силу ссылались только как на объяснение того, когда скорость или направление движения изменялись, - то, что мы называем ускорением. Именно поэтому вы не можете почувствовать движение в самолете или поезде, пока они двигаются без ускорения.