Звідки береться час і чому воно тече?
У Пола Дейвіса багато на умі - вірніше сказати, в розумі. Будучи фізиком в Університеті штату Арізони, він проводить дослідження в самих різних областях - від абстрактних просторів теоретичної фізики і космології до більш речових питань астробіології, вивчення життя за межами Землі.
Nautilus поговорила з Дейвісом, і розмова природним чином перейшов до теми часу, давно займала його дослідницький інтерес. Нижче наводиться уривок з цього інтерв'ю, незначно відредагований і скорочений заради більшої ясності.
Чи реальний потік часу, або це лише ілюзія?
Потік часу - ілюзія, і, зізнатися, я знаю трохи вчених і філософів, готових це оскаржити. Причина цього стає зрозуміла, варто запитати у себе, що мається на увазі під плином часу. Коли ми говоримо, що щось на зразок річки тече, це означає, що в певний момент її частка виявилася в іншому місці, ніж те, в якому вона розташовувалася миттю раніше. Іншими словами, вона рухається щодо часу. Однак час не може рухатися щодо часу - воно і є час. Багато припускаються помилки, вважаючи, що твердження про відсутність тимчасового потоку означає відсутність часу самого по собі. Це дурниця. Зрозуміло, час існує. Ми вимірюємо його за допомогою годинника. Годинники вимірюють потоки часу, а відрізки часу. Само собою, між подіями пролягають відрізки часу - саме їх і вимірюють годинник.
Так звідки ж береться відчуття потоку?
Наведу приклад. Припустимо, я встану, кілька разів повернусь навколо своєї осі і замри. В такому випадку у мене виникне переконливе відчуття, що навколо обертається весь світ. Я відчуваю його обертання - хоча, зрозуміло, знаю, що обертаюся я сам. Схожим чином я відчуваю потік часу, хоч і знаю, що це не так. Ймовірно, пояснення цієї ілюзії пов'язано з чимось у нас в голові і ставленням з пам'яттю - нашаруванням спогадів і іншим в цьому дусі. Таким чином, це лише особливість нашого сприйняття, а не властивість часу самого по собі.
Ще дещо, що ставить людей в глухий кут: вони вважають, що заперечення потоку часу означає заперечення причинно-наслідкових зв'язків. Події слідують в спрямованої послідовності. Якщо упустити яйце, воно розбивається. Яйця не збираються назад. Будинки руйнуються від землетрусів, а не виростають з купи щебеню. У повсякденному житті є безліч прикладів тимчасової асиметрії - вона становить одне з властивостей буття. Вона не є властивістю часу самого по собі, і пояснення її природи лежить в самих ранніх етапах зародження всесвіту і її первинних умов. Це зовсім інший і цілком гідний вивчення питання. Час не тече. Це породження нашої психології.
Чи є час первинною складовою всесвіту?
Простір і час встановлюють межі, в яких ми формулюємо все свої теорії про будову всесвіту, проте деякі задаються питанням про ймовірність того, що ці властивості буття можуть бути вторинними або похідними. Можливо, початкові закони всесвіту складаються в деякому пред-просторі та часі, і простір-час породжене чимось більш первинним.
Само собою, в повсякденному житті ми сприймаємо тривимірний світ і один часовий вимір. Однак при Великому вибуху - ми не розуміємо по-справжньому, як Великий вибух породив всесвіт, однак вважаємо, що це могло бути пов'язано з квантовою фізикою - можливо, що явища, яке ми називаємо простором-часом в звичному сенсі, в якому все здається чітко вираженим, можливо його не було. Таким чином, продуктом ранніх етапів існування Всесвіту можуть бути не тільки енергія і матерія, але навіть саме по собі простір-час. Ми цього не знаємо. Це досліджується.
Так час може бути похідним?
Ідея того, що подвійність простору-часу є вторинним якістю, похідним від чогось більш простого, чогось, що лежить в самій основі нашого уявлення про буття, витала в повітрі ще до початку моєї кар'єри. Так вважав Джон Уїллер, писав про це в 1950-х - що могла бути якась пре-геометрія, що дала початок геометрії також, як атоми породжують континуум пружних тіл - і люди продовжують про це міркувати.
Біда в тому, що ми не можемо цього спостерігати. Скільки б ви не придумали відповідних математичних моделей, їх перевірка здається безнадійною. Більшість людей вважає, що якщо в підгрунті простору і часу є щось таке, щось, що відрізняються від нашого уявлення про послідовне просторі і часі, це щось проявляється лише в так званому Планка масштабі, на двадцять порядків поступається розміром атомного ядра , тоді як найточніші наші інструменти спостереження здатні спостерігати лише на багато порядків більші величини. Дуже важко уявити, як ми можемо вивчити щось в Планка масштабі в скільки-то контрольованих умовах.
Якщо існує безліч всесвітів, чи дотримуються вони одним годинах?
Порівняльне відношення часу між різними спостерігачами в різних місцях - складне явище навіть в межах однієї всесвіту. Швидкість годин, скажімо, у поверхні чорної діри буде помітно відрізнятися від швидкості годин тут, на Землі. Так що навіть в нашій всесвіту немає загального часу.
Однак тепер у нас є безліч всесвітів, до кожної з яких додається в деякому сенсі власний час - порівнювати їх можна, тільки якщо існує спосіб відправити між ними повідомлення. Все залежить від обраної вами моделі мультивселенной. Їх багато, проте в тій, про яку найчастіше говорять космологи - безлічі бульбашок, що з'являються в розростається сверхструктурами - немає способу безпосередньо порівняти швидкість годин в різних міхурах.
Що з недавніх змін в розумінні часу ви вважаєте найцікавішим?
Мене особливо цікавлять лабораторні дослідження сприйняття часу, оскільки, на мій погляд, в найближчі роки саме тут може статися стрімкий прогрес. Наприклад, існують відомі експерименти, в яких в певний момент люди нібито зробили якийсь вільний вибір, проте виявилося, що на ділі цей вибір був зроблений дещо раніше, але їх власне сприйняття часу і їх дії в межах уривка часу змінилися після цієї події. Коли ми спостерігаємо світ, нам здається, що ми бачимо послідовне і цілісне оповідання, проте на ділі на наш мозок сиплеться чуттєва інформація від різних органів сприйняття, яку він зшиває воєдино. Він вибудовує її і представляє в якості послідовного розповіді, створюючи відчуття самосвідомості. Таким чином, нам здається, що ми володіємо собою, і все йде рівно і гладко. Однак на ділі, велика частина сприймається нами - розповідь, відтворене вже після подій, що трапилися.
Особливо помітно це в ситуаціях, коли люди реагують куди швидше за швидкість думки. Варто лише згадати гравців на фортепіано або тенісистів, щоб зрозуміти, що вони не можуть приймати свідомого рішення: «Цей м'яч рухається сюди; мені слід рушити туди і відбити його ». За цей час сигнал не встигне досягти мозку, а потім рухової системи. Однак у них зберігається це переконливе відчуття, що вони сприймають світ в реальному часі і володіють собою. Я знаходжу все це дуже захоплюючим.
Чи були якісь прориви у вивченні часу в області фундаментальної фізики?
Думаю ні. З'явилися нові ідеї. Нікуди не поділися фундаментальні питання; ми вже торкнулися один з них: чи є час первинним або похідним властивістю? До сих пір дещо суперечливе походження тимчасової осі, що представляє собою асиметрію часу. Ми знаємо, що її слід відстежувати аж до Великого вибуху, проте з нею все ще пов'язаний ряд різних питань, на які ми не знайшли остаточної відповіді. Однак все це швидше примарні філософські і теоретичні проблеми, ніж щось, що проливає світло на вимір часу або його природу.
Крім того, ми спостерігаємо за нашими колегами, які займаються експериментальної фізикою, і їх роботою над вдосконаленням вимірювання часу. На якомусь етапі воно стане настільки точним, що напевно виявить цікаві результати. Все ще стоїть фундаментальна проблема - хоча більшість законів фізики симетричні щодо часу, є ряд пов'язаних зі слабким ядерним взаємодією процесів, в яких імовірно відбувається фундаментальне порушення цієї симетрії. По всій видимості, це грає ключову роль в загальній картині буття. Думаю, тут є потенціал для досліджень. Так що у фізиці частинок ще можна провести експерименти, які дадуть нам нові знання про цю тимчасової асиметрії при слабкій взаємодії і місці поруч з тимчасової віссю.
Взято з відкритих джерел.