Краткая теория времени полностью

Наше общее представление о времени – представление со множеством оттенков и слоев, содержащее в себе целое изобилие неявных гипотез и условий. Поэтому время – не такое понятие, чтобы брать его целиком, «все или ничего». Это совокупность перемешанных в нашем интуитивном восприятии явлений, объединяемых нашими чувствами. Если бы мы могли воспринимать скорость света без инструментов или напрямую замечать наносекунды, наше интуитивное восприятие временно́го аспекта было бы совсем иным. Оказалось бы страшным ограничением, если бы мы должны были выбирать между интуитивным схватыванием временного аспекта, выработанным на основе нашего нерелятивистского опыта, опыта, не включающего относительность, и некой замороженной формой реальности, порожденной полным отрицанием времени.

С начала нашего долгого сотрудничества я все время спорил с Ли Смолином, мы очень часто не сходились во мнениях. И в этом красота науки: можно полностью расходиться во мнениях и в то же время постоянно учиться друг у друга в ходе дискуссий, вызванных разногласиями. Сохранять братскую близость, даже придерживаясь противоположных точек зрения.

Важная часть моей работы в США состояла в изучении технических и теоретических проблем, вызванных к жизни квантовой гравитацией, с тем чтобы получить теорию без переменной t и понять, что она значит. Одна из этих проблем была вот в чем. Если время не существует на фундаментальном уровне, то что же такое время, которое мы воспринимаем, время, которое течет? Чем оно может быть в действительности? Откуда взялась эта одна из главнейших характеристик макроскопического мира? К концу девяностых годов я работал над одним возможным решением этой проблемы. Идея имела большое влияние на обстоятельства моей жизни: она привела меня в Европу – благодаря новому другу и по новому интеллектуальному маршруту.

Вселенная огромна и сложна. В ней существуют миллиарды частиц и еще больше переменных, описывающих поля. Мы никогда не контролируем все переменные задачи. Когда у нас есть этот контроль (то есть в самых простых случаях), мы убеждаемся, что система подчинена уравнениям динамики, а на фундаментальном уровне, как мы видели, время в таких уравнениях не появляется. Но в большинстве случаев мы измеряем лишь маленькую часть неисчислимых переменных, характеризующих систему. К примеру, если мы изучаем кусок металла при определенной температуре, мы можем измерить эту его температуру, его величину, его положение, но не микроскопические движения каждого его атома, которые, как нам известно, и есть причина температуры. В таких случаях мы используем для описания физической системы не только уравнения динамики, но в равной степени и те, которые применяются в статистической механике и термодинамике. Эти статистические уравнения позволяют нам делать предсказания, даже если мы и не знаем в точности изменения всех микроскопических переменных. Так, термодинамика – это раздел физики, которая изучает системы, состоящие из большого количества частиц и описанные статистическими законами, а не на уровне каждой из частиц.

Мысль о том, как можно было бы, исходя из вневременно́й фундаментальной теории, достичь макроскопического времени, заключалась в следующем: время появляется только в контексте термодинамической статистики. Это значит, что оно может быть таким феноменом, который возникает в результате ряда процессов в очень малом масштабе, но дает о себе знать только на шкале более крупных величин, макроскопической. Иначе можно выразить это так: время – это следствие нашего незнания детального устройства мира. Если бы мы знали в совершенстве все детали мироздания, на уровне каждого отдельного атома, у нас не было бы ощущения того, что время течет. Но мы воспринимаем только средние арифметические и равнодействующие, и отсюда возникает новое понятие – время; точно так же как мы испытываем общее впечатление тепла там, где накладываются большие количества движущихся молекул. На уровне молекул мы видим только движения, ни одна из них сама по себе не теплая.

Я долго работал над этой идеей времени как феномена, в виде которого что-то выявляет себя для нас, и над математическим обоснованием такой идеи. Математика должна была показать, как типичные явления, связанные с протеканием времени, могут возникать в безвременном мире, поскольку наши восприятие и познание ограничены. Однажды я попал в Институт Ньютона в Кембридже, в Англии, один из тех великолепных институтов, куда приглашают ученых со всего мира с единственной целью – увидеться со своими коллегами и обменяться идеями. Но слегка претенциозная обстановка, царящая в Кембридже, не очень-то мне понравилась, и я уже начал думать, что зря теряю здесь время, когда в один из вечеров оказался за столом рядом с исключительной личностью – Аленом Коном.