Механика машины времени - Олег Фейгин

В книге рассказывается об истории возникновения понятия времени и о связанных с ним парадоксах современной научной картины мироздания. Описываются удивительные свойства пространства– времени в масштабах микромира и всей Вселенной. Рассматриваются теории рождения физического времени в бурных процессах возникновения сингулярности Большого взрыва. Завораживающе и увлекательно излагаются современные космологические сценарии, элементы теории относительности и квантовой космологии.

Обсуждается течение потока времени вблизи гравитационных коллапсаров – черных дыр, нейтронных звезд, белых карликов и квазаров. Приводятся популярные гипотезы строения гипотетических машин времени и анализируются причинно-следственные парадоксы при их использовании.

Содержание:

• Введение 1

• Глава 1. Темные воды Леты 2

• Глава 2. Релятивистские парадоксы 3

• Глава 3. Загадки четвертого измерения 4

• Глава 4. Атомы времени 5

• Глава 5. Квантовая хронофизика 7

• Глава 6. "Стрела времени" 8

• Глава 7. Узлы и петли времени 11

• Глава 8. Версии причинной механики 14

• Глава 9. Метагалактическое метро 16

• Глава 10. Кипящая пустота 18

• Глава 11. В глубинах Мультиверса 20

• Глава 12. Многомерное время 21

• Глава 13. Модели иных времен 23

• Глава 14. Релятивистское Зазеркалье 26

• Глава 15. Время сингулярного безвременья 27

• Глава 16. Время в биологии и искусстве 28

• Заключение 29

• Глоссарий 30

Олег Фейгин
Механика машины времени

Время представляется важным. Большинству из нас было бы трудно прожить обычный день, не глядя на часы, не заглядывая в календарь или не пытаясь предвосхитить события, планируя, что что-то произойдет в какой-то определенный момент времени. По словам исследователей, "время" является единственным наиболее часто используемым существительным в языке. Время – все вокруг нас, оно наводит порядок на последовательности событий в мире природы.

Ш. Кэрролл. Что делать, если время действительно существует?

Введение

Наверное, каждый мыслящий человек хоть раз в жизни задумывался о неумолимых тисках времени, "сжимающих" его настоящее между безвозвратно ушедшим прошлым и неизведанным будущим. Вот и философы вслед за физиками-теоретиками любят повторять, что важнейшим свойством времени является его темпоральная разворачиваемость.

Это означает, что текущий момент отличается как от зафиксированного прошлого, так и от расплывчатого будущего, являясь переходным мостиком между этими двумя состояниями.

Время, за которые вы читаете эти строки, тут же канет в Лету, таинственным образом превратившись из настоящего в прошлое, а его место займет пришедшее из загадочных далей будущее. Этот процесс вечного на протяжении нашей краткой жизни "кругооборота времен" поражает своей неизбежностью, и хотя мы как-то можем повлиять на текущие события, само время совершенно неподвластно нашим усилиям и стремительно движется все дальше и дальше. Как когда-то саркастически заметил Омар Хайям:

В Книге Судеб ни слова нельзя изменить.
Тех, кто вечно страдает, нельзя извинить,
Можешь пить свою желчь до скончания жизни:
Жизнь нельзя сократить и нельзя удлинить.

Чаще всего мысли о времени вызывают образ полноводной реки. Причем у большинства людей волны этой безбрежной глади несут наш мир из прошлого в будущее, у некоторой части (около четверти общего количества, по мнению социологов) – это более сложный образ потока событий, низвергающегося из будущего и уносящий мгновения настоящего в прошлое. И совсем уж единицами время воспринимается как сложный образ концентрических годовых окружностей, дисков и спиралей. При этом и первые, и вторые, и третьи сходятся в мыслях, что, в отличие от где-то рождающихся и исчезающих миров, безучастное ко всему время существует всегда и везде. И никакая сила не в состоянии повлиять на его ход – ни ускорить, ни замедлить.

Эта фундаментальная особенность времени всячески исследуется сегодня теоретической физикой, являясь наиболее очевидным свойством личной истории в повседневной жизни. Именно поэтому загадочный ход времени создает проблему не только в современной науки, но и таит загадку для каждого разумного существа во Вселенной. Ощущая ход времени, мы сознаем и временность своего существования, и невозможность остановить мгновение, сколь бы прекрасным оно ни было, и безвозвратную утрату бесценных мгновений жизни. Все это не внушает оптимизма и заставляет снова и снова конструировать модели "управляемого" потока времени. При этом несмотря на титанические усилия массы теоретиков общее положение дел во многом характеризует остроумное критическое замечание великого философа древности Аристотеля:

"А что такое время и какова его природа, одинаково неясно как из того, что нам стало известно от других, так и из того, что нам было известно раньше… Время или совсем не существует, или едва, будучи чем-то неясным…"

Его дополняет формула "темпорального парадокса" известного средневекового мыслителя Августина Блаженного:

"Прошедшее и будущее время также существуют, хотя и непостижимым для нас образом… Я прекрасно знаю, что такое время, пока не думаю об этом. Но стоит задуматься – и вот я уже не знаю, что такое время."

"Бытие никак не вещь – замечал Мартин Хайдеггер в книге "Бытие и время", – соответственно, оно не нечто временное, тем не менее в качестве присутствования оно все равно определяется временем.

Время никак не вещь, соответственно оно не нечто сущее, но остается в своем протекании постоянным, само не будучи ничем временным наподобие существующего во времени.

Бытие и время взаимно определяют друг друга, однако так, что ни первое – бытие – нельзя рассматривать как временное, ни второе – время – как сущее. Обдумывая все это, мы гоняем по кругу взаимопротиворечащих высказываний" .

В нашем представлении время безнадежно разорвано на части, ни одна из которых не обладает реальностью. Этот разрыв трагичен. Всякое последующее мгновение несет смерть прошлому. Так представляет себе время Николай Бердяев в работе "Смысл истории":

"Будущее есть убийца всякого прошлого мгновения; злое время разорвано на прошлое и будущее, в середине которого стоит некая неуловимая точка. Будущее пожирает прошлое для того, чтобы потом превратиться в такое же прошлое, которое в свою очередь будет пожираемо последующим будущим. Разрыв между прошлым и будущим есть основная болезнь, основной дефект, основное зло времени нашей мировой действительности."

Так в чем же причина парадоксальности наших представлений о времени?

В течение тысячелетий время рассматривалось людьми как нечто вечное, неизменное, ни от чего не зависящее. И механика Ньютона, рассчитывая движение небесных тел на десятки лет вперед, предсказывая наступление солнечных и лунных затмений с точностью до долей секунды, тоже подтвердила эту вековечную уверенность.

В классической физике время является абсолютно свободным, ни с чем не связанным параметром. Это во многом соответствует нашим обыденным представлениям о времени. Мы часто думаем, что, в отличие от вселенных, которые рождаются и умирают, время, инертное и ко всему безучастное, существует всегда и везде. И никакая сила не в состоянии повлиять на его ход – ни ускорить, ни замедлить. Однако столетие назад родилась новая физика – и время тут же потеряло свою монолитную сущность…

И тем не менее до сих пор существует философское течение, в котором провозглашается, что времени просто не существует. Многие физики воспринимают это как нечто вроде околонаучного пиара, когда для привлечения всеобщего внимания нечто явно очевидное и важное объявляется как нереальное, что делает автора подобного "открытия" большим оригиналом. Но отчасти подобные идеи возникают из-за трудности в нашем понимании времени на фундаментальном уровне.

В чем-то обыденном время действительно кажется неуловимым, и возникает сильное искушение объявить его обыкновенной иллюзией. Однако подавляющее большинство ученых все же занимает противоположную позицию: время реально и должно рассматриваться как важнейшая часть природы окружающей физической реальности. Именно поэтому в последнее время появились такие экзотические разделы "темпоральных исследований", как квантовое время, время Мультиверса и хроноквантовая физика.