Космологические коаны. Путешествие в самое сердце физической реальности - Энтони Агирре

и упорядоченности. Дело в том, что здесь «правят бал» такие понятия, как информация, макросостояния и упорядоченность. Согласно второму закону термодинамики, беспорядок со временем, а не влево или на юг, нарастает (или, возможно, время увеличивается вместе с беспорядком!). И этот закон, который даже не существует, если описание ограничивается уровнем частиц и полей, неразрывным образом связан со многими другими фундаментальными свойствами мира. Неопределенность будущего в сравнении с прошлым (которое можно запомнить) и возможность влиять на будущее, но не на прошлое, неразрывно связаны со вторым законом термодинамики. Тогда различие между прошлым и будущим, о котором мы знаем из опыта, является прямым следствием невероятного порядка, «встроенного» во Вселенную как целое в момент ее «начала».

Также есть разница и в том, что значит «целостность» в пространстве и во времени. Как мы видели, квантовая механика утверждает, что большинство объектов перепутаны. Для того чтобы их распутать (разрезать связи) и создать систему независимых объектов, требуется совершить некие насильственные действия, которые приводят к неопределенности в отношении состояния новой независимой системы. Однако целостность времени еще прочней: что вообще означает «вырезать» одно время из другого? Резкий обрыв временной линии частицы означает ее уничтожение посредством другой частицы или поля. «Насилие», которое требуется для резкого окончания истории чего-то большего, чем частица, существенно превышает насилие Муненори, разрубающего своего противника.

Различия между пространством и временем связаны с расхождением двух разных путей, упорно прокладываемых нами ради того, чтобы понять, как развертывается и эволюционирует физический мир.

Следуя по классическому пути, мы подразумеваем, что состояние системы частиц определяется их местоположением и скоростями в данный момент времени, а затем, чуть позднее, система, эволюционируя, оказывается в новом состоянии. Или, что то же самое, допускаем, что имеется большое число возможных наборов траекторий, по которым могут двигаться частицы, отыскиваем среди них тот, который доставляет минимум полному действию, — и именно он будет определять траектории, по которым будут двигаться эти частицы.

Выбирая квантовомеханический путь, мы рассматриваем квантовое состояние набора частиц, эволюционирующее в соответствии с уравнением Шрёдингера. Или мы можем рассмотреть все возможные траектории, каждой из которых приписывается один и тот же вес. Эти траектории каким-то магическим образом объединяются так, чтобы получилось квантовое состояние каждой крохотной частицы и классическая траектория каждой массивной частицы.

Если классическое или квантовое состояние является неопределенным (каким оно фактически всегда и бывает), или если мы хотим описывать события на уровне систем частиц и полей, то мы можем говорить о макросостояниях и историях. Макросостояние — это размытое — или сглаженное — коллективное представление, эволюционирующее согласно некоему набору правил, тогда как истории — это доступные наблюдению последовательности макросостояний.

Хотя математика позволяет заменить описание с помощью состояний на описание на языке историй, они ощущаются совсем по-разному и имеют отношение к разным аспектам познания нами мира. Подход, использующий состояния, согласуется с тем, как мы изучаем настоящее. Из наблюдений мы делаем вывод, что мир так или иначе существует. Будущее мира в какой-то степени — но не полностью — предсказуемо. Будущее тесно связано с устройством мира в настоящем, а непредсказуемость будущего приводит одновременно и к ощущению свободы, и к фрустрации.

Но прошлое скорее основано на истории: оборачиваясь назад, мы смотрим, как события развивались во времени вдоль непрерывных траекторий, которые определены кажущимися неоспоримыми причинно-следственными связями. Мы можем быть не уверены в прошлом, но полагаем, что само прошлое является определенным, а вот наше знание о нем — неполно. Мы также можем размышлять о будущем на языке историй, проигрывая в уме различные сюжеты развития будущего. Но в целом мы верим — или по крайней мере исходим из того, — что мы не уверены в будущем, поскольку неопределенным является само будущее, а не только наше знание о нем.

Кроме того, от подхода, основой которого являются либо состояния, либо истории, зависит восприятие неопределенности, присущей «настоящему». Эта неопределенность сегодняшнего состояния порождает ощущение, что будущее «расщепляется» на большое число различных возможностей: из одного неопределенного состояния следует много возможных будущих. Но с точки зрения историй ясно, что ни одна история не начинается сейчас: каждая из них тянется бесконечно — и вперед, и назад во времени. Неопределенность настоящего — это только частная разновидность неопределенности данной истории. В каком-то смысле «сейчас» — точка, где для нас неопределенность истории минимальна: она локализована в том месте пространства-времени, где разные возможные истории сообщают нам очень схожие данные о том, что доступно нашему наблюдению. Таким образом, сведения о настоящем позволяют нам из множества всех возможных историй выбрать подмножество, согласующееся с нашими современными представлениями и знаниями о мире. Мы называем выбор этого подмножества «изучением окружающего мира». Выбор все меньшего и меньшего подмножества означает, что состояние настоящего определено все точнее и точнее, а это, в свою очередь, значит, что мы получаем все больше и больше информации.

В той мере, в какой можно с помощью математики связать эти два подхода, нет смысла выяснять, который из них более «правильный». Однако, поскольку эти подходы определяют наш взгляд на то, как функционирует мир, мы можем в той или иной степени сбиться с правильного пути.

В частности, мы привыкли представлять себе «место» в пространстве, поэтому естественно представить себе и «место» во времени. Фундаментальные законы физики, выраженные в математических формулах, позволяют это сделать. Однако мы сознаем, что есть некие «вещи», обладающие целостностью, которая вступает в противоречие с делением их на части, находящиеся тут и там. Мы признаем, что нельзя говорить о левой стороне мысли, северной половине вычислений, восточном конце голубизны или дне запаха. Мы также понимаем, что процесс разворачивается во времени. По самой своей природе процесс, включающий в себя время, не может произойти мгновенно, так же как и стрела не может совершить полет моментально, за время, продолжительность которого равна нулю.

Тем не менее мы часто склонны размышлять о «своих мыслях в данный момент» или о том, «каким был человек до какого-то момента времени». Мы делим время на прошлое, настоящее и будущее, как если бы мы действительно могли разделить его на части, не совершив при этом ужасного насилия. Но как нельзя отделить часть человека, чтобы изучить работу его сердца, так нам не под силу разделить время. Если нет «левой стороны» мысли, есть ли на самом деле у нее «начало» и «конец»?

Если мы не «нарезаем ломтиками» свой разум, если рассматриваем его именно как составную часть последовательности событий и их результатов, то посмотрите, что получается: наш разум становится раскованным, он