Подобные вопросы ведут нас к сути проблемы времени: что именно есть течение времени?
Эта проблема присутствовала уже в классической физике, в XIX и XX веках к ней привлекли внимание философы – однако в современной физике она стала гораздо более острой. Физика описывает мир с помощью формул, которые задают изменение объектов как функцию «времени». Но мы можем написать формулу, объясняющую, как меняются объекты в зависимости от своего «положения» или как вкус ризотто меняется в зависимости от «количества масла». Время, как нам кажется, «течет», а вот количество масла или положение в пространстве не «текут». Откуда берется это отличие?
Другой способ сформулировать проблему – спросить себя: что есть «настоящее»? Мы говорим, что существуют только объекты настоящего: прошлое уже не существует, а будущее – еще. Но в физике нет ничего, что соответствовало бы понятию «сейчас». Сравните «сейчас» и «здесь». «Здесь» определяет место, где находится говорящий: для двух разных людей «здесь» указывает на два разных места. Таким образом, «здесь» – это слово, значение которого зависит от того, где оно произнесено. Специальное название такого рода высказываний – «индексал». «Сейчас» тоже указывает на момент, когда произнесено это слово, и также классифицируется как индексал. Однако никому не придет в голову утверждать, что объекты «здесь» существуют, тогда как объекты, которые не «здесь», не существуют. Так почему же мы говорим, что объекты «сейчас» существуют, а все остальные нет? Настоящее – это что-то объективное в мире, что «течет» и делает объекты существующими одни за другими, или оно лишь субъективно, как «здесь»?
Это может показаться малопонятным умствованием. Однако современная физика превратила эту проблему в актуальнейшую, с тех пор как специальная теория относительности показала, что понятие «настоящего» также субъективно. Физики и философы пришли к заключению, что понятие настоящего, общего для всей Вселенной, – иллюзия и что универсальное «течение» времени есть обобщение, которое не работает. Эйнштейн после смерти своего хорошего друга, итальянца Микеле Бессо, написал его сестре трогательное письмо: «Микеле оставил этот странный мир чуть раньше меня. Это ничего не значит. Люди вроде нас, верящие в физику, знают, что различие, проводимое между прошлым, настоящим и будущим, не более чем стойкая, неподатливая иллюзия».
Иллюзия или нет, но чем объяснить тот факт, что для нас время «идет», «течет», «бежит»? Ход времени очевиден нам всем: наши мысли и речь существуют во времени, сама структура языка требует времени – нечто «есть», «было» или «будет». Можно вообразить мир, лишенный цвета, вещества, даже пространства, но трудно представить себе мир без времени. Немецкий философ Мартин Хайдеггер подчеркивал наше «проживание во времени». Возможно ли, что течение времени, которое Хайдеггер признает первичным, отсутствует в характеристиках мира?
Некоторые философы, и среди них самые преданные последователи Хайдеггера, заключают, что физика не способна описать наиболее фундаментальные аспекты реальности, и называют физику обманчивой формой знания. Но в прошлом мы неоднократно осознавали, что неточно как раз таки наше непосредственное восприятие: если бы мы его придерживались, мы до сих пор верили бы, что Земля плоская и вокруг нее вращается Солнце. Наши интуитивные знания развились на фоне ограниченности нашего опыта. Когда же мы заглядываем чуть дальше вперед, то обнаруживаем, что мир не таков, каким нам представляется: Земля круглая, и в Кейптауне люди ходят головами вниз, а ногами вверх. Доверять непосредственному восприятию вместо коллективного изучения, вдумчивого, тщательного и осмысленного, – это не мудрость, а допущение старика, который отказывается верить в то, что огромный мир вокруг его деревни хоть сколько-то отличается от того, каким он его всегда знал.
Каким бы ярким нам ни казалось собственное ощущение хода времени, оно не обязано отражать фундаментальное свойство реальности. Но если оно не фундаментально, то откуда же оно берется, это наше четкое ощущение хода времени?
Я думаю, ответ кроется в тесной связи между временем и теплотой. Между прошлым и будущим есть явная разница, только когда происходит передача тепла. Теплота связана с вероятностью, а вероятность, в свою очередь, связана с тем обстоятельством, что наши взаимодействия со всем остальным миром не учитывают мелких деталей реальности. Так что течение времени возникает из физики, но не в контексте точного описания вещей такими, какие они есть. Оно возникает скорее в привязке к статистике и термодинамике. Вот где может покоиться ключ к загадке времени. «Настоящее» не существует в объективном смысле больше, чем «здесь» существует действительно, но микроскопические взаимодействия в мире вызывают появление преходящего признака внутри системы (например, внутри нас самих), «общающейся» только через несметное число переменных.
Наши память и сознание построены на этих статистических феноменах. В гипотетической сверхчувственной жизни не будет никакого «течения» времени: Вселенная станет единым блоком прошлого, настоящего и будущего. Но из-за ограниченности нашего сознания мы воспринимаем только размытый образ мира и живем во времени. Как сказал мой итальянский редактор, «то, что не наблюдаемо, значительно грандиознее, чем наблюдаемое». Из этого-то ограниченного, нечеткого фокуса и возникает наше восприятие хода времени. Все ли с этим ясно? Нет, не все. Еще так много того, что только предстоит понять.
Время сидит в центре клубка проблем, родившихся на пересечении теории гравитации, квантовой механики и термодинамики. Клубка проблем, где мы все еще как в потемках. Если даже мы, возможно, и начинаем понимать кое-что о квантовой гравитации, сочетающей два фрагмента мозаики из трех, у нас до сих пор нет теории, способной соединить между собой все три фрагмента нашего фундаментального знания о мире.
Небольшую зацепку для решения дают вычисления, произведенные Стивеном Хокингом, физиком, прославившимся тем, что он продолжил получать выдающиеся научные результаты несмотря на заболевание, приковавшее его к инвалидному креслу и лишившее возможности говорить без помощи технических средств.
Используя квантовую механику, Хокинг успешно показал, что черные дыры всегда «горячие». Они излучают тепло, словно печь. Это первое конкретное указание на природу «горячего пространства». Никто еще никогда не зарегистрировал этого тепла, поскольку оно слабое в тех черных дырах, которые мы наблюдали до сих пор, – однако вычисления Хокинга убедительны: они перепроверены разными способами, так что реальность теплоты черных дыр общепризнанна.
Теплота черных дыр – это квантовый эффект (действующий на объект, черную дыру), гравитационный по своей природе. Отдельные кванты пространства, элементарные песчинки пространства, колеблющиеся «молекулы» – вот что нагревает поверхность черных дыр и производит их тепло. В этот феномен вовлечены все три стороны проблемы: квантовая механика, общая теория относительности и теплофизика.
Теплота черных дыр – словно Розеттский камень физики с надписью на смеси трех языков: квантового, гравитационного и термодинамического. С надписью, все еще ожидающей расшифровки, чтобы пролить свет на настоящую природу времени.
В заключениеМы сами
Совершив такое большое путешествие, от глубокой структуры пространства до границ познанного космоса, прежде чем завершить эту серию этюдов, я хотел бы вернуться к нам самим.
Какая роль отведена нам как человеческим существам, воспринимающим, смеющимся и плачущим, принимающим решения, в этой грандиозной фреске мира, какой ее изображает современная физика? Если мир – это мельтешение эфемерных квантов пространства и материи, громадная мозаика из пространства и элементарных частиц, тогда что же мы сами такое? Мы тоже состоим только из квантов и частиц? Если так, то откуда же берется наше ощущение индивидуального существования и уникальности личности, которое все мы можем засвидетельствовать? И что такое тогда наши ценности, наши мечты, эмоции, индивидуальное знание? Кто мы в этом бескрайнем и сияющем мире?
Мне и в голову не пришло бы всерьез пытаться ответить на подобный вопрос на этих скромных страницах. Он непрост. В общей картине современной науки есть много частей, которых мы не понимаем, и одна из частей, понимаемых нами хуже всего, – мы сами. Но избегать этого вопроса или игнорировать его, я думаю, значило бы упускать нечто существенное. Я задался целью показать, как выглядит мир в свете науки, и мы тоже часть этого мира.
Мы, люди, – прежде всего субъекты, наблюдающие мир, коллективные создатели фотоснимка реальности, который я попытался воспроизвести. Мы узлы в сети обменов (и пример тому – эта самая книга), при которых передаем изображения, инструменты, информацию и знание.
Но мы также неотъемлемая составная часть воспринимаемого нами мира, мы не внешние наблюдатели. Мы располагаемся внутри этого мира. Мы видим его из середины, изнутри. Мы сделаны из тех же атомов и тех же световых сигналов, которыми обмениваются сосны в горах и звезды в галактиках.
Когда у нас прибавилось знания, мы поняли, что наше существование – лишь часть Вселенной, к тому же небольшая.
Это становилось все очевиднее век за веком, но особенно – в последнее столетие. Мы верили, что живем на планете, располагающейся в центре Вселенной, но это не так. Мы думали, что существуем как уникальные создания, как раса, отличная от царств растений и животных, – и узнали, что мы потомки тех же родителей, что и все живое вокруг нас. У нас есть общие предки с бабочками и лиственницами. Мы словно единственный ребенок в семье, обнаруживающий по мере взросления, что мир не крутится вокруг него одного, как он думал в детстве. Он должен научиться быть одним из всех. Отражаясь в других людях, и в других вещах, мы познаем, кто мы есть.
В период немецкого идеализма Шеллингу позволительно было думать, что человечество – венец природы, наивысшая точка, в которой реальность становится сознающей сама себя. Сегодня, с позиции современного знания о мире природы, эта идея вызывает улыбку. Если мы и особенные, то только в том смысле, в каком каждый из нас ощущает себя особенным – как каждая мать для своего ребенка. А вовсе не для природы в целом.