Орсон Петерсен - Работа над ошибкой [litres]

В далеком будущем, когда все распадется и сгладится, в пространстве больше не будут происходить какие-либо перемены. А если не будет перемен, мы не сумеем фиксировать ход времени. Ведь если абсолютно ничего не происходит, трудно даже вообразить, что время существует. В подобных обстоятельствах трудно даже предположить – течет ли время вперед или назад. Время попросту перестанет иметь значение.

Некоторые свойства времени ставят в тупик обе величайшие теории – и относительности, и квантовую. Они многое рассказали о времени, но ответить на первый и самый простой вопрос – почему время идет, – они не смогли.

Время безудержно движется. Здесь и сейчас. Гипотезы, объясняющие природу этого бега, звучат пока не вполне убедительно. Вероятно, необходим совершенно новый взгляд на вещи, выходящий далеко за границы привычных представлений. Безусловно, нужно основываться на теории относительности, которая учит нас, что ход времени зависит от физических явлений, и на квантовой теории, указывающей на то, что временной поток состоит из отдельных мельчайших толчков.

Но чем объясняется само движение времени? Что задает его свободный ход? Предположим, мы наблюдаем неподвижные часы вне полей тяготения и сами часы при этом не квантовые, а самые «обычные». Чем же тогда отбивается ритм времени?

Свободный ритм времени, не замедляемый движением и тяготением, является самым быстрым. Можно ли из этого сделать вывод, что причина бега времени не связана ни с движением, ни с тяготением? Вероятнее всего, она действительно не связана с ними. Безусловно, можно было бы сказать, что если не движение или тяготение, то само существование физических тел заставляет время бежать. Что это означает на самом деле, еще предстоит понять, преобразовать в понятный и точный язык физической теории.

Бег времени необратим. Время течет только в одном направлении – от прошлого к будущему, – и никакое физическое воздействие не может повернуть его вспять. Откуда такая асимметрия? Ни в каких законах природы, известных нам в мире «обычных» тел, этого нет. Разве что удивительный пример К-мезонов, распад которых не безразличен к направлению времени, составляет исключение, природа которого и сама по себе остается неясной. Но может ли одно редчайшее явление из мира элементарных частиц контролировать движение всей махины «обычного» и даже космического времени?

И наконец, еще один важнейший вопрос – число измерений времени.

Для указания места нахождения тела в пространстве необходимо определить его координаты, три числа. Для указания момента времени достаточно назвать одно число. Так обозначается трехмерность пространства и одномерность времени. Реальный четырехмерный мир физических явлений имеет размерность 3 + 1.

В трехмерности пространства и одномерности времени проявляются очевиднейшие свойства мира физических явлений. Но почему пространство трехмерно, а время одномерно?

Еще Платон и Аристотель рассуждали о трехмерности пространства. Но физический подход к проблеме получил развитие лишь в начале XX века замечательным физиком-теоретиком П. Эренфестом. Он выяснил, что для самого существования реального мира, в котором мы живем, трехмерность пространства имеет исключительную важность.

Если бы, к примеру, число пространственных переменных было не 3, а, скажем, 4, то, как выясняется, не было бы замкнутых орбит планет и Солнечная система не могла бы образоваться. Несколько десятилетий назад физики-теоретики Л. Э. Гуревич и В. М. Мостепаненко доказали, что в таком случае не существовало бы и замкнутых орбит электронов в атомах, так что была бы невозможна атомная структура вещества.

Эти примеры наглядно демонстрируют, что число пространственных переменных – важнейший факт природы. То же нужно сказать и о размерности времени. Его одномерность являет собой факт исключительной важности.

Этим утверждением и ограничивается, по сути, современное состояние проблемы. Можно лишь привести смелую гипотезу Эддингтона о том, что одномерность времени – это свойство лишь близкой к нам области мира. Не исключено, говорил Эддингтон, что в каких-то очень удаленных от нас областях мира время могло бы оказаться не одномерным, а, например, двумерным. Тогда для задания момента времени требовалось бы указать уже два числа, а не одно.

Идея мультивселенной в последние годы снова привлекает к себе внимание. Звучат утверждения о том, что размерность современного физического мира, 3 + 1, является результатом развития Вселенной из состояний других, высших размерностей пространства и времени. Например, изучается модель мира с 10 измерениями…