Настойчивые попытки согласовать термодинамическое описание природы с классической динамикой, связанные с осознанием роли необратимости, привели к формированию новой концепции времени. Оно во многом связано с работами Брюссельской школы «неравновесной» термодинамики во главе с Ильей Пригожиным. Он ввел два времени: динамическое и внутреннее. Динамическое время – это время, позволяющее задать описание движения точки в классической механике или изменение волновой функции в квантовой механике. Внутреннее время – это время, которое существует только для неустойчивых динамических систем. Оно характеризует состояние системы, связанное с энтропией.

Описание внутреннего времени сильно отличается от традиционного представления о времени как о величине, изоморфной прямой, идущей из далекого прошлого в нескончаемое будущее. «Настоящее» в таком представлении соответствует единственной точке, отделяющей прошлое от будущего. Настоящее возникает ниоткуда и исчезает в никуда. Стянутое в точку, оно бесконечно близко и прошлому и будущему. Пригожин пишет:

«Необратимое, ориентированное время может появиться только потому, что будущее не содержится в настоящем… Мы приходим к выводу, что нарушенная временная симметрия является существенным элементом нашего понимания природы».

При этом происходит, по выражению Пригожина, «овременивание» пространства, поскольку его характеристики связаны с характерным временем тау (τ). Характерное время – планковское время – это интервал 10–43 секунды. Размеры Планка определяют предел, после которого пространство и время сливаются в одно единое целое. Длина Планка очень мала: 10–33 см; она определяет масштаб, при котором геометрию пространства уже нельзя считать непрерывной. Самая маленькая возможная площадь, отличная от нуля, примерно равна квадрату длины Планка, или 10–66 см2. Наименьший возможный объем, отличный от нуля, – куб длины Планка, или 10–99 см3. Таким образом, согласно теории, в каждом кубическом сантиметре пространства содержится приблизительно 1099 атомов объема. Квант объема настолько мал, что в кубическом сантиметре таких квантов больше, чем кубических сантиметров в видимой Вселенной.

<p>Квантовое время</p>

Древнегреческие философы были очень проницательны. Например, основатели атомистики Левкипп и Демокрит обсуждали в ходе очень давнего философского диспута реальность частиц времени. Столетия спустя Рене Декарт не сомневался, что время реализует себя от мгновения – к мгновению. Он полагал, что для перехода нашего мира из мгновения в мгновение нужны силы, которые и создали Вселенную. Квантовая физика соглашается с идеей дискретности времени. В квантовом мире нельзя указать точное начало и окончание факта испускания частиц. Время, за которое происходит это излучение, выступает перед нами как цельный отрезок. У нас нет способов различить в нем отдельные ранние и поздние моменты и вообще разделить его на отдельные части. Артур Чернин в своей «Физике времени» пишет:

«Время изменяется отдельными одинаковыми толчками, как кровь в артерии. Отрезок времени возникает сразу как целое, подобно кванту света, излучаемому атомом. Внутри такого „кванта времени” не имеют смысла понятия „раньше” и „позже”».

Ли Смолин в известной книге «Атомы пространства и времени» пишет о том же, но более осторожно:

«В последние десятилетия физики и математики задаются вопросом: плавно ли происходят изменения в природе – или мир развивается крошечными скачками, действуя словно компьютер?»

Общая теория относительности фактически подталкивает к такому выводу. Если мы мысленно позволим Вселенной снова сжаться, то достигнем той области, когда она настолько маленькая и плотная, что общая теория относительности теряет силу; решения ее математических уравнений становятся бесконечно большими на масштабах Планка. На этих масштабах теория струн соединяет теорию гравитации с квантовыми эффектами ценой замены квантовых частиц обертонами суперструн – многомерных образований, в первом приближении напоминающих гитарные струны.

Перейти на страницу:

Все книги серии Просто… (Страта)

Похожие книги