Структура реальности
Шрифт:
Все экспериментальные результаты, которыми мы располагаем в настоящее время, совместимы с тем приближением, что время – это последовательность моментов. Мы не ожидаем, что это приближение не выдержит какого-нибудь предвидимого земного эксперимента, однако теория говорит нам, что оно должно сильно пострадать в определенных видах физических процессов. Первый – это начало вселенной, Большой взрыв. В соответствии с классической физикой время началось в тот момент, когда пространство было бесконечно плотным и занимало только одну точку, а до этого моментов не было. В соответствии с квантовой физикой (насколько нам известно) снимки, очень близкие к Большому взрыву, не расположены в каком-либо определенном порядке. Свойство времени как последовательности начинается не при Большом взрыве, а несколько позднее. В природе вещей не имеет смысла спрашивать, насколько позднее. Но мы можем сказать, что самые ранние моменты, которые, в хорошем приближении, являются последовательными, имели место, грубо говоря, тогда, когда, если взять экстраполяцию классической физики, Большой взрыва произошел на 10–43 секунды (планковское
Второй и очень похожий вид разрушения последовательности времени, видимо, произойдет внутри черных дыр и при конечном реколлапсе вселенной (Большом сжатии), если таковое случится. В обоих случаях материя сожмется до бесконечной плотности в соответствии с классической физикой, как при Большом взрыве, и результирующие гравитационные силы разорвут ткань пространства-времени.
Кстати, если вам когда-либо было интересно, что происходило до Большого взрыва или что произойдет после Большого сжатия, сейчас вы можете перестать об этом думать. Почему сложно принять, что до Большого взрыва не было, а после Большого сжатия не будет моментов, так что там ничего не происходит или не существует? Потому что трудно представить, что время останавливается или запускается. Но ведь время не должно останавливаться или запускаться, поскольку оно не движется вообще. Мультиверс не «начинает существовать» или «не прекращает существовать»: эти термины предполагают поток времени. Только представление о потоке времени заставляет нас интересоваться, что было «до» или что будет «после» всей реальности.
Считается, что в субмикроскопическом масштабе квантовые эффекты снова деформируют и разрывают структуру пространства-времени, и что на этом масштабе существуют замкнутые циклы времени – в сущности, крохотные машины времени. Как мы увидим в следующей главе, разрыв последовательности времени такого рода также физически возможен в большом масштабе, и вопрос о том, не происходит ли он вблизи таких объектов, как вращающиеся черные дыры, остается открытым.
Таким образом, хотя мы и не можем еще обнаружить ни один из этих эффектов, наши лучшие теории уже говорят нам, что физика пространства-времени ни в коем случае не является точным описанием реальности. Каким бы хорошим ни было приближение, в реальности время должно быть фундаментально отличным от линейной последовательности, предлагаемой здравым смыслом. Тем не менее все в мультиверсе определяется почти так же жестко, как и в классическом пространстве-времени. Уберите один снимок, и оставшиеся точно определят его. Уберите большую часть снимков, и оставшееся меньшинство по-прежнему может определить все, что убрано, так же как оно делает это в пространстве-времени. Разница заключается только в том, что, в отличие от пространства-времени, мультиверс не состоит из взаимно определяющих слоев, которые я назвал суперснимками и которые можно было бы считать «моментами» мультиверса. Это сложная многомерная мозаика.
В этой мозаичной вселенной, которая не состоит из последовательности моментов и не разрешает потока времени, обыденная концепция причины и следствия имеет совершенный смысл. Проблема причинно-следственного отношения, обнаруженная нами в пространстве-времени, заключалась в том, что это отношение является свойством не только самих причин и следствий, но и их вариантов. Поскольку эти варианты существовали только в нашем воображении, а не в пространстве-времени, мы столкнулись с физической бессмысленностью делать существенные выводы из воображаемых свойств несуществующих («контрфактуальных») физических процессов. Однако в мультиверсе варианты действительно существуют в различных соотношениях, и они подчиняются определенным детерминистическим законам. Если известны эти законы, объективным фактом является то, какие события имеют значение для того, чтобы произошли какие-то другие события. Допустим, что существует группа снимков, не обязательно идентичных, но обладающих свойством X. Допустим, что при условии существовании этой группы законы физики определяют, что существует другая группа снимков со свойством Y. Таким образом, удовлетворяется одно из условий того, чтобы Х стал причиной Y. Другое условие должно быть связано с вариантами. Рассмотрим варианты первой группы, не имеющие свойства X. Если, исходя из существования этих вариантов, все равно можно определить существование некоторых снимков со свойством Y, то Х не является причиной Y, поскольку Y происходит даже при отсутствии X. Но если, исходя из группы вариантов не-Х, определяется только существование вариантов не-Y, тогда Х является причиной Y.
В этом определении причины и следствия нет ничего, что логически требует предшествования причины следствиям, и возможно, в очень экзотических ситуациях, например, очень близких к Большому взрыву или внутри черных дыр, этого предшествования не существует. Однако в повседневном опыте причины всегда предшествуют своим следствиям, и так происходит потому, что – по крайней мере, вблизи от нас в мультиверсе – количество различных видов снимков имеет тенденцию быстро расти со временем и вряд ли когда-либо уменьшается. Это свойство связано со вторым законом термодинамики, который гласит, что упорядоченную энергию, например, химическую или энергию гравитационного потенциала, можно полностью преобразовать в беспорядочную энергию, например, тепло, но не наоборот. Тепло – это беспорядочное движение на микроскопическом уровне. На языке мультиверса это означает множество состояний движения, различных на микроскопическом уровне в различных вселенных. Например, на последовательных снимках монеты при обычном увеличении кажется, что процесс остановки монеты преобразует группу идентичных снимков «предсказуемого появления орла» в группу идентичных снимков орла. Но во время этого процесса энергия движения монеты
Превращение относительно любого наблюдателя возможностей в действительность – открытого будущего в неизменное прошлое – также имеет смысл в этих рамках. Снова рассмотрим пример с подбрасыванием монетки. До того, как монетку подбросят, с точки зрения наблюдателя будущее открыто в том смысле, что наблюдатель все еще может увидеть любой результат: орла или решку. С точки зрения этого наблюдателя оба результата являются возможностями, хотя объективно они оба являются действительностью. После того, как монетка упала, копии наблюдателя разделились на две группы. Каждый наблюдатель видел и помнит только один результат подбрасывания монетки. Таким образом, результат, как только он попал в прошлое любого наблюдателя, стал однозначным и действительным для каждой копии наблюдателя, даже несмотря на то что с перспективы мультиверса он остался таким же двузначным, каким был всегда.
Позвольте мне подвести итог квантовой концепции времени. Время – это не последовательность моментов, и оно не течет. Тем не менее наша интуиция относительно свойств времени в общем смысле истинна. Определенные события действительно являются причинами и следствиями друг друга. По отношению к наблюдателю будущее действительно открыто, прошлое неизменно, а возможности на самом деле становятся действительностью. Причина бессмысленности наших традиционных теорий времени в том, что они пытаются выразить эту истинную интуицию на основе ложной классической физики. В квантовой физике эта интуиция имеет смысл, потому что время всегда было квантовой концепцией. Мы существуем во множестве вариантов, во вселенных, называемых «моментами». Каждый вариант нас не осознает другие напрямую, но обладает свидетельством их существования потому, что законы физики связывают содержимое различных вселенных. Существует соблазн допустить, что осознаваемый нами момент – единственный реальный момент или, по крайней мере, немного более реальный, чем остальные. Но это всего лишь солипсизм. Все моменты физически реальны. Весь мультиверс физически реален. Ничто больше не реально.
Терминология
Течение времени – предполагаемое движение настоящего момента в направлении будущего, или предполагаемое движение нашего сознания от одного момента к другому. (Это чепуха!)
Пространство-время – пространство и время, рассмотренные вместе как статическая четырехмерная сущность.
Физика пространства-времени – теории, подобные теории относительности, в которых реальность рассматривают как пространство-время. Поскольку реальность – это мультиверс, такие теории в лучшем случае могут быть приближениями.
Свободная воля – способность повлиять на будущие события любым из нескольких возможных способов и выбрать то, что произойдет.
Контрфактуальное высказывание – условное высказывание с ложной посылкой (например, «если бы Фарадей умер в 1830 году, то произошел бы X»).
Снимок (только в этой главе) – вселенная в определенное время.
Резюме
Время не течет. Другие времена – это всего лишь специальные случаи других вселенных.
Путешествие во времени может быть возможным, а может и не быть. Но мы уже обладаем достаточно хорошим теоретическим пониманием того, на что оно было бы похоже, будь оно возможно, пониманием, которое включает все четыре основные нити.
12. Путешествие во времени
Если существует идея о том, что время некоторым образом подобно дополнительному четвертому измерению пространства, то естественна и мысль о том, что если можно путешествовать из одного места в другое, то, может быть, можно путешествовать и из одного времени в другое. В предыдущей главе мы видели, что идея о «движении» сквозь время в том смысле, в котором мы передвигаемся через пространство, не имеет смысла. Тем не менее кажется ясным, что можно понимать под путешествием в XXV век или в эпоху динозавров. В научной фантастике машины времени обычно представляют как экзотические устройства передвижения. Путешественник устанавливает дату и время выбранного им места назначения, ждет до тех пор, пока аппарат не переместится в эту дату и время (иногда точно так же можно выбрать и место), и вот он там. Если человек выбрал отдаленное будущее, он общается с обладающими сознанием роботами и восхищается межзвездными космическими кораблями или (в зависимости от политических убеждений автора) бродит среди обуглившихся радиоактивных руин. Если человек выбрал отдаленное прошлое, он отражает нападение тираннозавра, а над ним парят птеродактили.