Карло Ровелли - Сім основних уроків з фізики

Я думаю, що відповідь прихована в тісному зв’язку між часом і теплом. Різниця між минулим і майбутнім, яку можна відчути, існує тільки тоді, коли існує потік тепла. Тепло пов’язане з ймовірністю; а ймовірність, своєю чергою, пов’язана з тим, що наші взаємодії з рештою світу не реєструють дрібні деталі реальності. Плин часу виникає, таким чином, з фізики, але не в контексті точного опису речей як вони є. Він з’являється, скоріше, у контексті статистики і термодинаміки. Це може дати ключ до загадки часу. «Теперішнє» існує в об’єктивній дійсності не більше, ніж об’єктивне «тут», але мікроскопічні взаємодії в світі прискорюють появу часових явищ у системі (наприклад, у нас), яка взаємодіє тільки за посередництва безлічі змінних. Наша пам’ять і наша свідомість побудовані на цих статистичних явищах. Для гіпотетично надчуттєвої істоти не було б «плину» часу: Всесвіт був би єдиним блоком минулого, теперішнього і майбутнього. Але через обмеженість нашої свідомості ми сприймаємо лише розмите бачення світу і живемо в часі. Кажучи словами мого італійського видавця, «те, що не є очевидним, набагато ширше, ніж те, що явне». Завдяки цьому обмеженому, розмитому фокусу ми отримуємо наше сприйняття плину часу. Це ясно? Ні, не ясно. Ще так багато ми маємо зрозуміти.

Час – у центрі клубка питань, що постали на перетині гравітації, квантової механіки і термодинаміки. Ми й досі не розплутали цей клубок, ми досі блукаємо в темряві. Можливо, ми починаємо щось розуміти щодо квантової гравітації, яка об’єднує в собі два з трьох шматочків мозаїки, але поки не маємо теорії, здатної зібрати разом усі три частини нашого фундаментального знання про світ.

Невелика підказка до вирішення цього питання походить від обчислень, зроблених Стівеном Гокінґом, фізиком, який відомий тим, що не перестає робити приголомшливі фізичні відкриття, незважаючи на захворювання, яке тримає його прикутим до інвалідного візка і не дозволяє йому говорити без допомоги механічного пристрою.

За допомогою квантової механіки Гокінґ успішно продемонстрував, що чорні діри завжди «гарячі». Вони випромінюють тепло, як пічка. Це перша конкретна вказівка на природу «гарячого простору». Ніхто ніколи не спостерігав таке тепло, тому що воно слабке в реальних чорних дірах, які вчені спостерігали дотепер, – але обчислення Гокінґа переконливі, вони неодноразово повторені в різні способи, і реальність тепла чорних дір є загальноприйнятою.

Тепло з чорних дір – це квантовий вплив на об’єкт, чорну діру, який є гравітаційним за природою. Це окремі кванти простору, елементарні зерна простору, вібруючі «молекули», які нагрівають поверхню чорних дір і генерують їхнє тепло. Це явище включає в себе всі три сторони питання: квантову механіку, загальну теорію відносності і науку про тепло. Тепло чорних дір – це як Розеттський камінь фізики, надписи на якому поєднують три мови – квантову, гравітаційну і термодинамічну. І він, як і раніше, очікує на розшифрування, для того щоб розкрити нам справжню природу часу.

Після того як ми пройшли такий довгий шлях, від структури глибокого космосу до меж відомого Всесвіту, і перш ніж завершити цю серію уроків, я хотів би повернутися до теми нас самих.

Яку роль граємо ми, людські істоти, що відчувають, ухвалюють рішення, сміються і плачуть, у цій великій картині світу, описуваній сучасною фізикою? Якщо світ є роєм ефемерних квантів простору і матерії, великою космічною головоломкою простору й елементарних частинок, що тоді? Ми також складаємося тільки з квантів і частинок? Якщо це так, то звідки береться відчуття індивідуального існування й унікальної особистості, яке ми всі можемо підтвердити? І чого тоді варті наші цінності, наші мрії, наші емоції, наші індивідуальні знання? Чим є ми в цьому безмежному і яскравому світі?

Я навіть не можу собі уявити спробу відповісти на таке запитання на цих сторінках. Це надто складно. У сучасній науці багато такого, чого ми не розуміємо, і одна з речей, які ми розуміємо найменше, – це ми самі. Але думаю, що уникати цього питання або ігнорувати його – значило б випустити з уваги щось важливе. Я вирішив показати, яким є світ у світлі науки, а ми теж є частиною цього світу.

«Ми», люди, першою чергою є саме тими суб’єктами, що спостерігають цей світ; колективними творцями фотографії реальності, яку я намагаюся описати. Ми – вузли в мережі обміну (приклад чого являє собою ця книжка), якою ми передаємо образи, інструменти, інформацію та знання.