Юрий Артамонов - Ли Смолин. Возрожденное время - От кризиса в физике к будущему вселенной

Не существует абсолютного пространства, так что нет способа спросить, что происходит в отдельной точке, без указания инструкций, как распознать эту точку. Так что мы не можем поместить объект в точку, пока мы не имеем некоторого способа точно определить это место. Один из способов распознать, где вы находитесь, это указать, что особенного во взгляде с этого места. Допустим, что кто-то заявил, что два объекта в пространстве имеют в точности одинаковые свойства и в точности одинаковое окружение. Это означает, как бы далеко от двух объектов вы ни изучали ситуацию, вы откроете ту же самую организацию всего остального в пространстве. Если эта странная ситуация существует, не будет способа подсказать наблюдателю, как отличить один объект от другого.

Так что просить мир содержать два идентичных объекта - это требовать невозможного. Это означает, что во вселенной должно существовать два идентичных места - два положения, из которых вид на вселенную в точности одинаков. Тогда вселенная как целое в значительной степени формируется в результате, казалось бы, простого требования, что она не содержит двух идентичных объектов [2].

Тот же самый аргумент применим к событиям в пространстве-времени. Принцип

к оглавлениюидентичности неразличимых требует, чтобы в пространстве-времени не было двух событий, которые имели бы одинаковые наблюдаемые свойства. И не может быть двух моментов времени, которые идентичны.

Когда мы вглядываемся в ночное небо, мы видим вселенную с точки зрения особого места в особый момент времени. Взгляд включает в себя все фотоны, которые достигают нас с близких мест и издали. Если физика реляционистская, тогда эти фотоны составляют в итоге внутреннюю реальность этого особого события - то есть, вашего взгляда в ночное небо в конкретном месте в конкретное время. Принцип идентичности неразличимых тогда говорит, что облик вселенной, который наблюдатель мог бы видеть из каждого события в истории вселенной, уникален. Предположим, пришельцы вас похитили, пока вы спали, и взяли вас в путешествие на своей машине времени. В принципе, если вы проснулись и обнаружили себя далеко от дома в некоторой удаленной галактике, вы смогли бы точно сказать, где вы находитесь во вселенной, составив карту того, что вы видите, глядя вокруг. Более того, вы смогли бы точно сказать, когда во вселенной имеет место тот момент, в который вас переместили.

Это подразумевает, что наша вселенная не может иметь точных симметрий. Фактически, и не имеет, как обсуждалось в Главе 10. Хотя симметрии полезны для анализа моделей малых частей вселенной, все симметрии, до сих пор постулированные физиками, оказывались приблизительными или нарушенными.

Согласно принципу идентичности неразличимых наша вселенная такова, что каждый момент времени и каждое место в каждый момент являются однозначно отличимыми друг от друга. Ни один момент никогда не повторяется. Каждое событие во вселенной, рассмотренное достаточно подробно, уникально. В такой вселенной никогда полностью не реализуются условия, необходимые для придания смысла Ньютоновской парадигме. Этот метод, как отмечалось, требует, чтобы мы могли много раз повторить эксперимент, чтобы зафиксировать его воспроизводимость, а также отделить влияние общих законов от влияния изменения начальных условий. Это может быть достигнуто приблизительно, но никогда точно, поскольку, чем больше деталей мы отмечаем, тем более очевидно, что ни одно событие или эксперимент не может быть точной копией другого.

к оглавлению Это поможет дать имя гипотетической вселенной, в которой каждый момент времени и каждое событие уникально. Мы будем называть вселенную, которая удовлетворяет принципу идентичности неразличимых, вселенной Лейбница .

Это сильно отличается от вселенной, которую рисовал в своем воображении Людвиг Больцман. В его видении космологии большую часть истории вселенной доминировали периоды теплового равновесия, где энтропия была максимальна и не было структуры или организации. Эти длинные подобные смерти периоды прерывались относительно короткими периодами, в которых из-за статистических флуктуаций возникала структура и организация - а затем рассеивалась вследствие тенденции энтропии к возрастанию. Мы можем назвать такой мир вселенной Больцмана .

Вопрос, от которого зависит будущее, таков: Живем ли мы во вселенной Больцмана или во вселенной Лейбница? Во вселенной Лейбница время реально в том смысле, что ни один момент времени не похож на любой другой. Во вселенной Больцмана имеется огромное число моментов, которые повторяются - если и не точно, то с любой степенью точности, которую вы можете пожелать. В приблизительном смысле большинство моментов во вселенной Больцмана похожи на все другие, поскольку в равновесии все моменты, грубо, одинаковы. Объемные величины, такие как температура и плотность, которые измеряют средние, однородны. Да, атомы флуктуируют вокруг своих средних, но почти никогда не достигается достаточное количество флуктуаций для макроскопических уровней структуры и организации. Во вселенной Больцмана, если вы ждете достаточно долго, вселенная подойдет к повторению любой конфигурации настолько близко, насколько вам нравится. В среднем эти 'почти повторения' разделяются временем повторений Пуанкаре. Но если время вечно, каждый момент повторяется бесконечное количество раз.