Книга Вечность. В поисках окончательной теории времени - Шон Кэрролл

Самое важное во всем этом — не перспективы доказательства истинности какой-то определенной модели, а ключевые подсказки, которые мы, пытаясь понять Вселенную на самых больших масштабах, получаем от стрелы времени. Если все на самом деле ограничивается той Вселенной, которую мы видим, — с Большим взрывом в роли низкоэнтропийного начала, то, похоже, мы зашли в тупик с неприятной проблемой тонкой подстройки. Встраивание нашего наблюдаемого участка в более обширную Мультиленную смягчает эту проблему за счет изменения контекста: теперь целью становится объяснение не того, почему вся Вселенная обладает низкоэнтропийным граничным условием в начале времен, а того, почему в намного более крупной системе возникают относительно небольшие области пространства—времени, где энтропия резко возрастает. На этот вопрос, в свою очередь, можно ответить, если допустить, что у Мультиленной вообще нет состояния максимальной энтропии: энтропия увеличивается, потому что она способна возрастать бесконечно, независимо от того, в каком состоянии мы находимся. Трюк в том, чтобы обставить все так, что механизмом, за счет которого происходит всеобщее увеличение энтропии, окажется воспроизводство Вселенных, напоминающих нашу собственную.

Что приятно в Мультиленной, в основе которой лежит пространство де Ситтера и новорожденные Вселенные, так это то, что она избегает всех стандартных ловушек, преграждающих дорогу многим другим подходам к стреле времени: она обращается с прошлым и будущим на равных условиях, не прибегает к необратимости на уровне фундаментальной динамики и никогда не предполагает возможность в произвольный момент времени по требованию обустраивать низкоэнтропийные условия для всей Вселенной. Она служит демонстрацией того, что подобное объяснение по крайней мере потенциально возможно, даже если мы не можем пока судить о том, разумен ли этот конкретный его вариант, не говоря уж о том, является ли он частью правильного окончательного ответа. У нас есть все основания надеяться, что в конце концов мы придем к уверенному пониманию того, как стрела времени динамически и естественно порождается самими законами физики.

Глава 16 Эпилог

Смотри на мир так, будто время исчезло, и тогда все кривое станет для тебя прямым.

Фридрих Ницше

В отличие от многих авторов я не мучился с выбором названия для этой книги.[303] Как только мне в голову пришла Вечность (From Eternity to Here), все сомнения были отброшены. Коннотации идеальны: с одной стороны, классический фильм (по мотивам классического романа) с той культовой сценой, в которой неукротимые волны Тихого океана разбиваются о берег рядом с Деборой Керр и Бертом Ланкастером, слившимися в страстном объятии;[304] с другой — космологическое великолепие, заключенное в слове вечность.

Однако в этом названии кроется намного больше, чем предполагают подобные поверхностные сравнения. Моя книга не только о «вечности»; она также о настоящем. Загадка стрелы времени начинается не с гигантских телескопов или мощных ускорителей частиц; она здесь, на нашей кухне, проявляется каждый раз, когда мы разбиваем яйцо, или вливаем молоко в кофе, или кладем кубик льда в теплую воду, или проливаем вино на ковер, или позволяем ароматам наполнять комнаты, или тасуем новую колоду карт, или превращаем вкусный ужин в биологическую энергию, или переживаем событие, оставляющее долговременные воспоминания, или даем жизнь новому поколению. Все эти банальные явления демонстрируют фундаментальную необратимость, которая и является отличительным признаком стрелы времени.

Цепочка рассуждений, начавшаяся с попытки понять эту стрелу, неотвратимо привела нас к космологии — к вечности. Больцман предоставил элегантное и привлекательное макроскопическое объяснение энтропии в терминах статистической механики. Но это объяснение не способно дать толкование второму началу термодинамики, если только мы не призываем на помощь граничное условие — почему вообще энтропия когда-то была низкой? Энтропия неразбитого яйца намного ниже, чем могла бы быть, но такие яйца, тем не менее, встречаются повсеместно, потому что общая энтропия Вселенной намного меньше, чем могла бы быть. А причина этого — то, что раньше она была еще ниже, и так вплоть до самого зарождения всего того, что мы в состоянии наблюдать. Происходящее здесь, на нашей кухне, тесно связано с происходящим в вечности, при зарождении Вселенной.

Такие личности, как Галилей, Ньютон и Эйнштейн, знамениты тем, что предлагали законы физики, которые до этого не принимались во внимание. Они работали в разное время, но их достижения объединяет общая тема: все они иллюстрируют универсальность Природы. То, что происходит здесь, происходит и в любом другом месте, — или, как сформулировал Ричард Фейнман, «вся Вселенная в бокале вина, нужно лишь внимательно присмотреться».[305] Галилей показал, что небеса беспорядочны и постоянно видоизменяются, точно так же, как условия здесь, на земле. Ньютон догадался, что те же самые законы гравитации, которые отвечают за падающие яблоки, могут объяснить и движение планет. А Эйнштейн понял, что пространство и время — это составные части одного унифицированного пространства—времени и что кривизна пространства—времени лежит в основе движения Солнечной системы и рождения Вселенной.

Точно так же правила, управляющие энтропией и временем, одинаковы как для нашей повседневной жизни, так и для самых далеких уголков Мультиленной. Нам пока неизвестны все ответы, но мы стоим на пороге огромного прогресса в чрезвычайно важных вопросах.

Каков ответ?

На протяжении всей этой книги мы старательно исследовали все, что знаем о работе времени: начав с гладкого детерминистского контекста относительности и пространства—времени, мы продолжили с беспорядочным вероятностным миром статистической механики. Наконец, мы добрались до космологии и увидели, как лучшие теории Вселенной терпят неудачу, сталкиваясь с самым очевидным свойством Вселенной: отличием между энтропией в ранние и поздние годы. Затем, после того как целых четырнадцать глав мы собирали и формулировали проблемы, мы посвятили всего лишь одну главу возможным решениям и также потерпели неудачу в попытках обнаружить бескомпромиссные подтверждения истинности любого из них.