Куда течет река времени
Шрифт:
Напомним, что эти строки были написаны за десять лет до создания специальной теории относительности. Далее герой Г. Уэллса утверждает, что разные изображения в нашем трехмерном пространстве помогают изучить четвертое измерение. «Например, вот портрет человека, когда ему было восемь лет, другой — когда ему было пятнадцать, третий — семнадцать, четвертый — двадцать три года и так далее. Все это, очевидно, трехмерные представления его четырехмерного существования, которое является вполне определенной и неизменной величиной в пространстве и времени».
Мы видим, что в этом описании история представляется как бы уже готовой, полностью записанной на ленту, как и у Лапласа. Вдоль этой записи можно скользить и вперед и назад. Герой повести говорит, что все дело в том, чтобы научиться
Конечно, повесть Г. Уэллса — это художественное произведение, посвященное социальным проблемам будущего и являющееся в какой-то степени, наверное, своеобразным предупреждением, демонстрирующим, как может деградировать человеческое общество, если будет разделено на антагонистические классы. Но он был великим художником, способным глубоко продумывать и научные детали, принципы, законы. Поэтому так ярко и запоминающе описаны им мечты о полетах во времени.
Не вернемся от этих мечтаний к науке второй половины XX века. Что можно с научной точки зрения сказать о возможности «полетов» в прошлое?
Прежде всего, сразу надо отметить, что представлять себе такое перемещение вспять по времени, как прокручивание кинокартины в обратном направлении «перед человеком, неподвижно сидящим в кресле», заведомо неверно. Мы увидим далее, что для перемещений по времени необходимо двигаться и в пространстве. Заметим также, что ни при каком «полете» по времени сами мы не может помолодеть. В каждом из нас, как и в любом другом человеке или какой-либо системе, время может течь только вперед, только от молодости к старости. Нам известен закон роста беспорядка, увеличения энтропии, а это и определяет старение организма. (Оговоримся здесь все же, что можно вообразить пока чисто фантастическую ситуацию, когда вмешательство извне в процессы в человеческом организме на уровне живой клетки может предотвратить старение и даже вернуть молодость, но это вопрос о регулировке жизненных процессов, а не о беге времени.) Направление «психологической стрелы времени», как мы знаем, совпадает с этой «термодинамической стрелой времени». Но можно представить, что человек с помощью специально сконструированной машины попадает в некий «тоннель», проходя который он движется вспять по отношению ко времени во внешнем пространстве и, выходя через другое отверстие этого «тоннеля», он попадает в прошлое. Сам путешественник в прошлое при этом, разумеется, вовсе не становится более молодым. Однако, попав в прошлое, он может, например, оказаться во времени своей юности или даже в эпохе до момента своего рождения!
Такое путешествие выглядит в некотором смысле как отделение небольшой части потока воды от могучей реки и перекачивание ее насосами по трубам вдоль берега в направлении противоположном основному потоку, а затем сбрасывание этой воды в реку далеко вверху по течению.
Нечто подобное такой картинке, только относящееся к реке времени, и рассматривается современной наукой как теоретическая возможность. Чтобы не рассердить слишком сильно моих коллег-физиков, которым кто-нибудь из читателей может рассказать, о чем я здесь написал, оговорюсь сразу, что некоторые из них (коллег) считают любое путешествие в прошлое решительно невозможным. Но к этим спорам мы еще вернемся.
Чистые теоретики, скорее даже математики, чем физики, уже давно в своих трудах рассматривали причудливые фантастические миры, в которых путешествие в прошлое возможно. Эти миры порождены решением систем уравнений общей теории относительности. По-видимому, все тогда считали, что эти решения не
Специалисты все же терпеливо изучали курьезные решения уравнений теории, хотя полностью сознавали их нереальность. Ведь любопытно знать, как могут быть устроены такие вселенные, в которых имеются «петли времени» и можно оказаться в своем прошлом.
Одно из первых решений такого рода было получено К. Геделем в 1949 году. В нем рассматривалась стационарная неменяющаяся со временем Вселенная. Уже поэтому модель не могла отвечать действительности, ибо мы наблюдали разбегание галактик. Вселенная Геделя наполнена однородным веществом с довольно странными свойствами, и, самое важное — она вращается. В такой Вселенной расстояния между всеми частицами вещества неизменны. Если мы прикрепим к каждой частице совершенно одинаковые часы, то как бы мы ни сверяли их друг с другом, чтобы «одновременно» запустить для отсчета времени, это сделать не удастся: нет для этого вещества и связанных с ним часов понятия «одновременно».
В общем, получается весьма экзотическая модель фантастической Вселенной. В этой Вселенной есть, как принято говорить, «петли времени». Из любой ее точки можно отправиться по определенному пути так, что, идя с некоторой скоростью вперед и вперед, обходишь мир и возвращаешься в эту исходную точку точно в момент начала путешествия! Иначе говоря, путешественник огибает этот мир не только в пространстве, но и во времени.
Все это выглядело забавно. Словом, решение было настоящей для теоретиков математической игрушкой. Но и не более. Можно было относиться к существованию «петель времени» в решении К. Геделя как к смешному курьезу, подобному двум с половиной землекопам в рассмотренной выше арифметической задаче.
На решение Геделя обратил мое внимание А. Зельманов, когда я был еще студентом. Сам он использовал это решение как математический пример при доказательстве серьезной теоремы. Я же развлекался, исследуя забавные свойства кривых линий в этой Вселенной.
Теоретики «игрались» и с другими моделями, в которых есть «петли времени».
Одну из таких моделей мы с Я. Зельдовичем рассмотрели в нашей вполне серьезной (более семисот страниц) монографии «Строение и эволюция Вселенной». Эта модель очень поучительна, и я о ней здесь коротко расскажу, надеясь, что в результате вам станет чуть яснее, что имеется в виду, когда говорят о «петлях времени».
Мы уже изображали на картинках в этой книге пространство-время: по горизонтали откладывали пространственное направление, по вертикали — время. Поступим так и сейчас. Берем листок бумаги (на нем рисунок 14а), изгибаем его, как показано на рисунке 14б, и склеиваем верх рисунка с низом. Получается цилиндр (рисунок 14в), в котором окружности, его образующие, являются «петлями времени» (цилиндр следует считать бесконечно длинным). Скользя вместе с потоком времени по окружности цилиндра, возвращаемся к исходному моменту в прошлом. Можно, конечно, не возвращаться точно к исходному событию. Для этого достаточно перемещаться с течением времени вправо по пространству. Жизненный путь такого путешественника изобразится спиралью (рисунок 14г), она может быть все длиннее и длиннее «по времени» без постоянного кружения по одному и тому же временному пути, как это было при эволюции по «петле времени» на предыдущем рисунке.