12. Что есть время?
Почему это так трудно – так унизительно трудно – сфокусировать свой разум на понятии времени и удерживать последнее в фокусе на предмет обстоятельного изучения? Сколько усилий, сколько возни, какая угнетающая усталость!
Владимир Набоков (1969)
Люди постоянно спрашивают, что такое время, как будто верная комбинация слов способна сдвинуть засов и впустить солнечный свет. Мы жаждем получить определение в стиле афоризма, идеальную эпиграмму. Время – это «ландшафт опыта», говорит Дэниел Бурстин. «Время есть только память в процессе ее творения», – считает Набоков. «Время – то, что происходит, когда ничего не происходит», – утверждает Ричард Фейнман. «Время – это способ, при помощи которого природа не позволяет всем событиям происходить одновременно», – полагают Джонни Уилер или Вуди Аллен. А Мартин Хайдеггер заявляет: «Время не существует».
Что есть время? «Время» – это слово. Слово это означает что-то или нечто, но удивительно часто разговор отклоняется от темы, когда люди забывают, говорят ли они о слове или о вещах, которые это слово обозначает. Пятьсот лет словарей породили веру в то, что каждое слово должно иметь определение, так что же такое время? Словарь английского языка «Американское наследие» (American Heritage Dictionary of the English Language), пятое издание, приводит следующее определение: A nonspatial continuum in which events occur in apparently irreversible succession from the past through the present to the future («Непространственный континуум, в котором события происходят в очевидно необратимой последовательности от прошлого через настоящее к будущему»). Над этими 20 словами работал целый комитет лексикографов, и эти ученые, должно быть, спорили по поводу почти каждого слова. Непространственный? Вы не найдете этого слова в этом же словаре, но хорошо, время – это не пространство, договорились. Континуум? Предполагается, что время – континуум, но можем ли мы сказать это наверняка? Выражение «очевидно необратимой» кажется пограничным. Чувствуется, что нам пытаются сообщить нечто, что, как надеются авторы, мы и так уже знаем. И задача здесь ставится не столько сообщить нам какую-то информацию, сколько ввести некую дисциплину и предостеречь о необходимости соблюдать осторожность.
Другие авторитетные издания предлагают совершенно иные конструкции. Ни одну из них нельзя назвать ошибочной. Что есть время? «Общий термин, обозначающий ощущение длительности», утверждает «Британника» (во множестве изданий). Самый первый словарь английского языка, изданный Робертом Кодри в 1604 г., обошел эту проблему и перескочил от слова thwite («брить») к слову timerous («напуганный, смущенный»), полностью проигнорировав слово time («время»). Сэмюэл Джонсон сказал: «Мера длительности». (А длительность? «Продолжительность, отрезок времени».) Одна детская книжка 1960 г. укоротила определение времени до одного-единственного слова: «Время – это когда».
Те, кто составляет словарные статьи с определениями, стараются избегать зацикливания, когда в определении некоего слова приходится использовать то самое слово, которое нужно определить. В случае времени это неизбежно. Лексикографы Оксфордского словаря поднимают руки и сдаются. Они делят «время» (только существительное, не восклицание и не непонятный союз) на 35 различных значений и почти сотню подзначений, в том числе: момент времени; отрезок времени; конкретный период; имеющееся время…; количество времени, требуемое для чего-то; а еще время, рассматриваемое как среда, в которой гипотетически возможно путешествие в прошлое или будущее. Они перестраховываются на всякий случай. Лучшей, возможно, попыткой здесь можно считать значение номер десять: «Фундаментальная величина, из которой, как считается, состоят периоды или интервалы существования и которая используется для количественной оценки их длительности». Но даже в этом определении зацикливание лишь отложено. Длительность, период и интервал определяются в терминах времени. Лексикографы прекрасно знают, что такое время, пока не пытаются определить его.
Как и все прочие слова, слово «время» имеет границы; я здесь подразумеваю не жесткие непроницаемые рамки, а мягкие пористые края. Область применения этого слова причудливо меняется от языка к языку. Во фразе «Он сделал это по крайней мере пятьдесят раз» лондонец, к примеру, употребит слово «время» (fifty times), а парижанин (во французском языке слово «время» выглядит как temps) скажет cinquante fois, употребит слово fois, на русский переводящееся именно как «раз». И наоборот, про хорошую погоду парижанин скажет C’est beau temps («хорошее время» – дословно), а житель Нью-Йорка уверен, что время и погода – разные вещи. И это только начало. Во многих языках в вопросах «Сколько сейчас времени?» и «Что такое время?» используются разные слова («Который час?»).
В 1880 г. в Великобритании был принят законодательный акт об определении времени – Statutes (Definition of Time) Act. Он был призван «устранить сомнения в толковании выражений, относящихся ко времени, встречающихся в актах парламента, купчих и других юридических актах». Он был введен «Ее Величеством Королевой с участием, по совету и с согласия лордов духовных и светских [Lords Spiritual and Temporal – даже здесь речь о времени!] и общин». Если бы эти мудрые мужчины и одна женщина действительно могли решить эту проблему одним указом! Устранить сомнения в толковании времени – амбициозная цель. Увы, оказывается, они пытались разобраться не с вопросом «Что есть время?», а лишь с более скромным вопросом «Который час?». В Великобритании этим законом установлено Гринвичское среднее время.
Даже эта попытка определения дала спорный результат. Происшествие, ставшее для нее пробным камнем, случилось 19 августа 1898 г. в 8:15 пополудни (по Гринвичскому среднему времени). Человек по имени Гордон был задержан полицией в Бристоле за езду на велосипеде без фонаря. В местном законе ясно говорилось, что каждый человек на велосипеде (подпадавшем тогда под определение «повозки») должен иметь при себе зажженный фонарь, чтобы с его помощью сигнализировать о приближении велосипеда, в период между одним часом после заката солнца и одним часом до его восхода. В тот вечер в Гринвиче солнце зашло в 7:13 пополудни, так что Гордон попался без фонаря через один час и две минуты после захода солнца.
Обвиненного это не убедило, поскольку в Бристоле солнце в тот день зашло на десять минут позже, чем в Гринвиче: в 7:23, а не в 7:13. Тем не менее городские судьи Бристоля, опираясь на закон об определении времени, признали Гордона виновным. В конце концов, рассудили они, всем пойдет на пользу, если будет «заранее установленное время зажигать фонари».
Несчастный Гордон, заручившись услугами адвокатов конторы «Дарли и Кумберленд», подал апелляцию. В Апелляционном суде этот вопрос был охарактеризован как «астрономический». Суд увидел ситуацию по-своему и постановил, что заход солнца – это не «период», а физический факт. Судья Ченнел был настойчив: «Согласно решению судей, как оно есть, человек на неосвещенном велосипеде может видеть солнце в небесах и при этом быть осужден за то, что не зажег фонарь через час после захода солнца».
Что есть время? На заре письменной истории Платон уже пытался разрешить этот вопрос. «Движущийся образ вечности», – сказал он. Он мог назвать также части времени: «дни и ночи, месяцы и годы». Более того:
Когда мы говорим, что то, что уже стало, – стало, а что становится – становится, и что то, что станет, еще только станет, и что несуществующее не существует, – все это неточные варианты выражения. Но может быть, уместнее будет обсудить этот вопрос целиком в другой раз.
Здесь Аристотель тоже сталкивается с трудностями. «Что время или совсем не существует, или едва существует, будучи чем-то неясным, можно предполагать на основании следующего. Одна часть его была и уже не существует, другая – в будущем и ее еще нет». Прошлое прошло, его уже нет, будущее еще не родилось, поэтому время «слагается из несуществующего». С другой стороны, он говорил: если взглянуть на проблему иначе, время – следствие изменения, или движения. Это «мера» изменения. Раньше и позже, быстрее и медленнее – все эти слова «определяются» временем. Быстро – это много движения за малое время, медленно – это маленькое движение за длительное время. Что же до самого времени, то «время не определяется временем».
Позже святой Августин, подобно Платону, противопоставил время вечности. В отличие от Платона, он был одержим идеей времени и, по существу, не мог не думать о нем. Пытаясь объяснить время, он говорил, что прекрасно понимает его, но лишь до тех пор, пока не пытается объяснить. Попробуем обратить избранную Августином тактику вспять: не будем пытаться ничего объяснять, а попробуем вместо этого критически оценить то, что нам известно. Время не определяется временем – это не должно нас пугать и парализовывать наши усилия. Если оставить в стороне поиск афоризмов и определений, оказывается, что знаем мы немало.
Мы знаем, что время неощутимо и нематериально. Мы не можем его видеть и слышать, не можем прикоснуться к нему. Если люди говорят, что ощущают ход времени, то это просто метафора. Ощущают они нечто иное – тиканье часов на каминной полке, или собственное сердцебиение, или какие-то другие проявления многочисленных биологических ритмов, действующих на подсознательном уровне, – но время, чем бы оно ни было, лежит за пределами досягаемости наших чувств. Именно об этом говорил Роберт Гук в Королевском обществе в 1682 г.:
Я бы задался вопросом о том, посредством какого чувства мы получаем информацию о времени; ибо вся информация, которую мы получаем от чувств, кратковременна и продолжается, только пока мы получаем впечатления от объекта. Следовательно, у нас недостает чувства для восприятия времени; ибо понятие такое у нас имеется».
Тем не менее мы воспринимаем время так, как не воспринимаем пространство. Закройте глаза, и пространство исчезнет: вы можете находиться где угодно, вы можете быть большим или маленьким. А время продолжается. Я слышу «не само время, слышу ток крови, проходящий сквозь мой мозг, затем устремляющийся по венам шеи назад к сердцу – вместилищу потаенных мук, ко времени отношения не имеющих», – говорит Набоков. Даже отрезанные от мира и любых сенсорных впечатлений, мы можем все же считать время. В самом деле, мы по привычке квантифицируем (считаем) время («…и все же мы представляем его как количество», – сказал Гук). Это ведет к правдоподобному объяснению: Время есть то, что измеряют часы. Но что такое часы? Инструмент для измерения времени. Змея опять, в который уже раз, глотает собственный хвост.
Раз мы представляем время как некоторое количество, то, очевидно, можем его копить, собирать и хранить. Сегодня мы занимаемся всем этим даже с некоторой одержимостью, но само понятие об этом возникло по крайней мере 400 лет назад. Фрэнсис Бэкон писал: «Выбрать время значит сберечь время». Противоположность сбережению времени – напрасная его трата. И снова Бэкон: «Многословные и цветистые публичные речи… и другие персональные речи – великие расточители времени». Ни одному человеку, не знакомому с деньгами, не пришло бы в голову думать о времени как о прибыльном товаре. «Собирает / Все подвиги в суму седое Время, / Чтоб их бросать в прожорливую пасть» жестокого забвения. Но действительно ли время – товар? Или это всего лишь очередная затасканная аналогия, такая же, как сравнение времени с рекой?
Мы, люди, то и дело меняем статус по отношению ко времени: то мы владыки времени, то его жертвы. Время принадлежит нам, мы его используем, а затем вдруг оказываемся в его власти. «Я долго время проводил без пользы, – говорит Ричард II. – Зато и время провело меня. Часы растратив, стал я сам часами». Если вы говорите, что некое действие напрасно тратит время, подразумевая, что ресурс этот имеется в ограниченном количестве, а затем говорите, что оно же заполняет время, подразумевая своего рода вместилище, противоречите ли вы сами себе? Может быть, вы запутались? Или демонстрируете нелогичность? Ничего подобного. Напротив, вы умны в том, что относится ко времени, и способны удерживать в голове одновременно более одной идеи. Язык несовершенен; поэзия совершенно несовершенна. Мы можем одновременно занимать время и проводить время, а говорить об этом и вовсе в одном предложении. Мы можем пожирать время или изнывать в его медленной власти.
Ньютон, придумавший понятие массы, знал, что время никакой массы не имеет, что это не вещество, и тем не менее говорил, что время «течет». Он писал это на латыни: tempus fluit. Римляне говорили tempus fugit, «время убегает» – по крайней мере, в Средние века этот девиз часто появлялся на английских циферблатах. Ньютон наверняка его видел. Действительно, часы проносятся мимо и пропадают, стоит нам научиться измерять их, но как может время убегать? Это очередная фигура речи. И как может время течь, если оно невещественно?
Ньютон взял на себя труд разграничить два типа времени. Мы могли бы назвать их физическим временем и психологическим временем, но у Ньютона таких слов под рукой не было и ему пришлось поломать голову. Первый тип времени он назвал описательно «время абсолютно истинное и математическое» (tempus absolutum verum & Mathematicum). Вторым было время такое, каким его воспринимают обычные люди – vulgus, – и это время он назвал «относительным» и «кажущимся». Истинное – математическое – время он вывел из технических свойств и возможностей своего мира – согласованности часов. В этом и он, и часовых дел мастера полагались на Галилея – ведь именно Галилей установил, что качающийся маятник заданной длины делит время на равные кусочки. Он измерял время при помощи собственного пульса. Вскоре после этого доктора начали пользоваться часами для измерения частоты пульса. Древние для измерения времени устремляли взгляд в небеса: солнце, звезды, луна были надежны, на них вполне можно было положиться. Именно они подарили нам дни, месяцы и годы. (Когда Иисусу Навину не хватило времени, чтобы разбить аморитов, он попросил Господа остановить солнце и луну: «…Стой, солнце, над Гаваоном, и луна, над долиною Аиалонскою». Кому из нас не хотелось остановить время?) Сегодня счет времени берет на себя техника.
Здесь время вновь зацикливается, и возникает очередная проблема – на этот раз это проблема курицы и яйца. Время – это наш способ измерять движение. Ньютон попытался решить (или обойти) ее в приказном порядке. Он объявил абсолютное время самоочевидным. Ему нужен был надежный фундамент для законов движения. Первый закон: объект движется с постоянной скоростью прямолинейно, если на него не действует никакая внешняя сила или действие внешних сил скомпенсировано. Но что такое скорость? Расстояние за единицу времени. Когда Ньютон объявил, что время течет равномерно, aequabiliter fluit, он имел в виду, что мы можем рассчитывать на единицы времени. Часы, сутки, месяцы, годы: они одинаковы всюду и всегда. В результате он уподобил Вселенную часам – космическим часам, совершенным и математическим. Он хотел сказать, что когда двое наших земных часов идут по-разному, то объясняется это каким-то недостатком часов, а не тем, что Вселенная ускоряется и замедляется там и здесь.
В настоящее время среди физиков и философов модно задаваться вопросом, «реально» ли хотя бы время – «существует» ли оно вообще. Вопрос этот обсуждается на конференциях и симпозиумах, анализируется в книгах. Я поставил эти слова в кавычки, потому что они сами по себе очень проблемны. Да и природа реальности пока не установлена. Мы понимаем, что значит сказать, что единорогов не существует в реальности. Или, к примеру, Санта-Клауса. Но когда ученые говорят, что время не «реально», они подразумевают нечто иное. Это не значит, что они утратили веру в свои наручные часы или календари. Словом «реально» как неким шифром они обозначают что-то другое: абсолютное, особое или фундаментальное.
Не каждый согласился бы с тем, что физики любят обсуждать и даже оспаривать реальность времени. Шон Кэрролл пишет: «Как ни удивительно, физиков не особенно беспокоит вопрос, “реальны” или нет те или иные физические концепции». Мне кажется, он хочет сказать: оставьте это философам. «Для таких концепций, как “время”, входящих, бесспорно, в полезный словарь, который мы используем для описания мира, разговоры о какой-то “реальности” – всего лишь безобидное сотрясение воздуха». Дело физиков – строить теоретические модели и проверять их при помощи эмпирических данных. Эти модели эффективны и мощны, но это не делает их менее искусственными. По существу, они составляют своего рода язык. Тем не менее физики тоже поддаются соблазну и начинают спорить о природе реальности. А как же не спорить? «Природа времени» была темой международного конкурса эссе, организованного в 2008 г. FQXi – институтом, посвященным фундаментальным вопросам физики и космологии. Одним из эссе-победителей, отобранных из более чем сотни поступивших на конкурс, была работа самого Кэрролла под названием «Что если время на самом деле существует?» (What If Time Really Exists?). Это было намеренно провокационное произведение. «В интеллектуальной истории имеется почтенное течение, которое заявляет, что время не существует, – отмечает автор. – И есть сильное искушение поднять руки и объявить, что все это лишь иллюзия».
Заметной вехой на этом пути стало эссе «Нереальность времени» (The Unreality of Time), которое опубликовал в 1908 г. в журнале Mind Джон Мактаггарт Эллис Мактаггарт. Этот английский философ, имевший в то время кафедру в кембриджском Тринити-колледже, эпизодически появился, как говорят (Норберт Винер), в «Приключениях Алисы в Стране чудес» в виде Сони «с пухлыми ручками, сонным видом и скособоченной походкой». Мактаггарт много лет утверждал, что наше обычное, бытовое, представление о времени – всего лишь иллюзия, и теперь он изложил свою точку зрения подробно. «Несомненно, кажется парадоксальным утверждать, что время нереально», – начал он. Но рассмотрим…
Он противопоставляет два способа говорить о «позициях во времени» (или «событиях»). Мы можем говорить о них по отношению к настоящему – настоящему того, кто говорит. Для нас смерть королевы Анны (его пример) в прошлом, но до некоторого момента она лежала в будущем, а затем ненадолго стала настоящим. «Каждая позиция представляет собой либо прошлое, либо настоящее, либо будущее», – пишет Мактаггарт. Это он называет для дальнейшего удобства A-последовательностью.
В качестве альтернативы мы можем говорить о положении событий во времени относительно друг друга. «Каждая позиция находится раньше, чем некоторые другие позиции, и позже, чем некоторые». Смерть королевы Анны произошла позже, чем смерть последнего динозавра, но раньше, чем выход «Нереальности времени» из печати. Это так называемая B-последовательность. B-последовательность фиксированна и постоянна, порядок событий в ней меняться не может. A-последовательность постоянно меняется: «Событие, которое сейчас находится в настоящем, прежде было будущим, а после будет прошлым».
Многим такое разделение на A- и B-последовательности представляется убедительным, и потому оно упрямо бытует в философской литературе. Мактаггарт использует его в цепочке рассуждений для доказательства того, что времени не существует. A-последовательность необходима времени, потому что время определяется переменами, а перемены допускает только A-последовательность. С другой стороны, A-последовательность противоречит собственным исходным условиям, поскольку одни и те же события обладают свойствами как прошлости, так и будущности. Из этого Мактаггарт делает неизбежный, на первый взгляд, вывод: «На самом деле не существует ни времени в целом, ни A-последовательности, ни B-последовательности». (Я мог бы сказать «делал», поскольку работа, о которой идет речь, вышла в 1908 г. Однако я могу сказать и «делает», поскольку работа эта присутствует в библиотеках, в сети и, еще более абстрактно, в той быстро расширяющейся ткани переплетенных идей и фактов, которую мы называем культурой.)
Возможно, вы заметили – и, если да, то вы более наблюдательны, чем большинство читателей Мактаггарта, – что он начинает с того, что принимает за аксиому то, что пытается доказать. Он анализирует все позиции во времени, все возможные события, как если бы они были заранее выстроены в последовательность, как точки на геометрической прямой – M, N, O, P, рассматриваемые с точки зрения или Бога, или ученого. Назовем это вечной точкой зрения, или этернализмом. Будущее в точности похоже на прошлое: можно представить его себе в виде аккуратной диаграммы. А если наш опыт противоречит этому утверждению, то этот опыт – всего лишь результат ментальных состояний: воспоминаний, восприятий и ожиданий, которые мы переживаем как «прошлость», «настоящесть» и «будущность». Этерналист говорит, что реальность безвременна. Следовательно, время нереально.
На самом деле такая точка зрения относится к мейнстриму современной физики. Я не сказал бы, что она является мейнстримом – в наши бурные дни никто не может сказать наверняка, что такое этот самый мейнстрим. Многие из наиболее уважаемых и известных физиков согласны со следующими утверждениями:
• уравнения физики не содержат никаких свидетельств течения времени;
• научные законы не различают прошлое и будущее (кроме второго начала термодинамики);
• следовательно (ну как, получился у нас силлогизм?), времени не существует.
Наблюдатель – физик или философ – стоит вовне и смотрит внутрь. Говоря об абстрактном наблюдении, человеческое переживание времени можно не брать во внимание. Прошлое, настоящее и будущее совершенно условны.
Но как же быть с тем, что наши впечатления и переживания упрямо этому противоречат? Мы ощущаем время нутром, костями. Мы помним прошлое и ожидаем будущего. Но физик отмечает, что мы как биологические организмы подвержены ошибкам, нас легко обмануть и доверять нам нельзя. Наши донаучные предки видели вокруг себя плоскую Землю и ощущали ход солнца в небесах. Может ли наше восприятие времени оказаться столь же наивным? Возможно, но ученым все равно придется в конце концов вернуться к свидетельствам, получаемым от наших органов чувств. Они должны проверять свои модели опытом.
«Люди, подобные нам, те, кто верит в физику, – сказал когда-то Эйнштейн, – знают, что различие между прошлым, настоящим и будущим не более чем иллюзия, хотя и весьма навязчивая». «Те, кто верит в физику», – мне, откровенно говоря, в этом чудится какая-то невеселая задумчивость. «В физике, – повторяет Фримен Дайсон, – деление пространства-времени на прошлое, настоящее и будущее иллюзорно». Эти формулировки отдают смирением, которое при цитировании иногда пропадает. Эйнштейн утешал сестру и сына после тяжелой утраты и, возможно, думал также о собственной не столь уж далекой неминуемой кончине. Дайсон выражал солидарность и родство с людьми прошлого и будущего: «Все они наши соседи по Вселенной». Мысли, конечно, красивые, но произносились и писались они не в качестве окончательных заявлений о природе реальности. Сам же Эйнштейн несколько раньше сказал: «Время и пространство – это способы, посредством которых мы мыслим, а не условия, в которых мы живем».
Есть что-то извращенное в ученом, который верит, что будущее уже свершилось – жестко зафиксировано и ничем не отличается от прошлого. Первая мотивация научной предприимчивости, первичная установка ученого состоит в том, чтобы получить некоторый контроль над нашим бешеным движением в неизвестное будущее. Для древних астрономов умение предсказать движение небесных тел означало победу и триумф; предсказать затмение означало лишить это событие ореола ужаса; медицинская наука столетиями работает над тем, чтобы уничтожить болезни и увеличить продолжительность жизни, которую фаталисты называют предначертанной заранее; первое практическое применение законов Ньютона к земной механике состояло в том, что пушкари учились рассчитывать параболические траектории ядер и, соответственно, стрелять точнее; физики XX века не только сумели изменить ход войны, но и задумались над тем, чтобы предсказывать земную погоду и даже управлять ею при помощи новых вычислительных машин. А почему нет? Мы сами – машины по распознаванию образов, и задача науки – формализовать наши интуитивные представления, провести расчеты в надежде не просто на понимание – а это пассивное, академическое удовольствие, – но на подчинение природы, насколько это возможно (хотя возможности ограниченны), нашей воле.
Вспомните идеальный разум, по Лапласу, его «демон», довольно обширный, чтобы вместить в себя все силы и координаты, а затем подвергнуть их анализу. «Для него не осталось бы ничего неопределенного, и будущее, как и прошлое, предстало бы перед его глазами». Именно так будущее становится неотличимым от прошлого. Том Стоппард присоединяется к параду философов, не без остроумия перефразируя это утверждение: «Если бы вы могли остановить каждый атом в его позиции и направлении и если бы ваш разум способен был вместить все действия, приостановленные таким образом, тогда, если бы вы были очень, очень сильны в алгебре, вы могли бы написать формулу для всего будущего; и хотя никто не может быть настолько умен, чтобы сделать это, формула, должно быть, все же существует, как если бы кто-то мог». Стоит, пожалуй, спросить – поскольку так много современных физиков по-прежнему верят во что-то подобное, – почему? Если никакой разум не может быть настолько всеобъемлющим и никакой компьютер не в состоянии производить столько вычислений, почему мы должны относиться к будущему так, словно оно предсказуемо?
Подразумеваемый ответ, который иногда формулируется и явно, состоит в том, что Вселенная – сама себе компьютер. Она вычисляет собственную судьбу шаг за шагом, бит за битом (или кубит за кубитом). Известные нам в начале XXI века компьютеры, за исключением их манящей квантовой разновидности, работают детерминистски. Определенные входные данные всегда дают на выходе одно и то же. Наши входные данные, повторим, представляют собой всю полноту начальных условий, а наша программа – законы природы. Это весь наш инструментарий – и вообще все, что у нас есть: будущее во всей его полноте уже существует. Никакой информации добавлять не нужно, открывать больше нечего. Никакой новизны и никаких сюрпризов не будет. Остается лишь клацанье логических передач – простая формальность.
Однако мы уже знаем, что в реальном мире всегда царит некоторая неразбериха. Измерения приблизительны. Знание несовершенно. «Детали сходятся одна с другой не плотно, а с некоторым люфтом, – писал Уильям Джеймс, – так что выкладывание одной из них не обязательно определяет, какие будут остальными». Вероятно, Джеймс был бы приятно удивлен откровениям квантовой физики: точное состояние частиц узнать попросту невозможно; бал правит неопределенность; на смену идеальному часовому механизму, о котором мечтал Лаплас, пришли распределения вероятностей. «Признается, что возможности могут превосходить подлинные условия, – мог бы сказать Джеймс (то есть он действительно это сказал, но намного раньше, чем до этого дошла реальная наука), – и что вещи, не открытые еще нашему знанию, могут сами по себе оказаться неопределенными». Вот именно. Физик со счетчиком Гейгера не в состоянии догадаться, когда раздастся очередной щелчок. Можно предположить, что наши современные квантовые физики-теоретики присоединились бы к Джеймсу и вместе с ним приветствовали бы индетерминизм.
Все компьютеры в наших мысленных экспериментах, если не всегда в наших домах, детерминистские, потому что они так спроектированы. Аналогично научные законы – детерминистские, потому что люди их так записали. Они идеально точны, что достижимо в мыслях или в Платоновом идеальном царстве, но невозможно в реальном мире. Уравнение Шредингера – первейший инструмент современной физики – разбирается с неопределенностями, сводя вероятности в единую систему – волновую функцию, описывающую амплитуду вероятности. Чудовищно абстрактный объект эта волновая функция! Физик может записать ее как Ψ и не беспокоиться слишком о ее содержании. «Откуда мы ее взяли? – спрашивал Ричард Фейнман. – Ниоткуда. Невозможно вывести ее из чего бы то ни было нам известного. Она вышла из головы Шредингера». Она просто была и остается поразительно эффективной. И стоит ею воспользоваться, как уравнение Шредингера возвращает детерминизм в процесс. Расчеты носят детерминистский характер. Имея надлежащие входные данные, хороший квантовый физик может с определенностью рассчитать результат и продолжить вычисления. Единственная проблема возникает при возвращении от идеализированных уравнений в реальный мир, который они, по идее, должны описывать. Нам в конце концов приходится парашютировать из Платоновой абстрактной математики в подлунный мир лабораторных столов. В этот момент, когда требуется провести акт измерения, волновая функция схлопывается, или коллапсирует (как говорят физики), вырождаясь в конкретное физическое состояние. Кот Шредингера оказывается либо жив, либо мертв. Как говорит лимерик,
Удивительно до изумленья,
Что нам «пси» не решает сомненья,
Как там кот, жив иль мертв
(Не один ли нам черт?):
Остаются лишь предположенья.
Коллапс волновой функции в квантовой физике служит поводом для споров в квантовой физике, предметом которых является не математика, а философский подтекст. Что все это может означать – вот основная проблема, и различные подходы к ней называются интерпретациями. Есть копенгагенская интерпретация, первая из многих. Копенгагенский подход состоит в том, что коллапс волновой функции – неудобная необходимость, этакая физиологическая потребность, без которой не обойтись. Девиз этой интерпретации «Заткнись и считай». Есть еще бомовская интерпретация, гипотеза о «скрытых параметрах», квантовое байесианство, объективный коллапс и – последняя по порядку, но определенно не по значению – многомировая. «Стоит пойти на любую встречу, и оказываешься будто в священном городе во время большого переполоха, – говорит физик Кристофер Фукс. – Встретишь все религии и жрецов каждой из них, сцепившихся в священной войне».
Многомировая интерпретация – фантастическая выдумка, которую защищают некоторые умнейшие физики нашего времени. Это интеллектуальные наследники Хью Эверетта, если не Борхеса. «Многомировая интерпретация воплощает в себе весь блеск и публичность, – написал Филип Болл, английский популяризатор науки (из физиков), в 2015 г. – Она утверждает, что у каждого из нас имеется множество копий, которые живут другими жизнями в других Вселенных и, вполне возможно, занимаются всем тем, о чем мы мечтаем, но чего никогда не добьемся (или на что никогда не осмелимся). Кто мог бы сопротивляться такой идее?» (Он-то может, вообще говоря.) Поборники многомировой интерпретации подобны Плюшкиным, они не в состоянии ни от чего избавиться. Для них не существует таких вещей, как невыбранная тропка. Все, что может случиться, случается. Все возможности реализуются, если не здесь, то в другой Вселенной. В космологии Вселенных тоже хватает. Брайан Грин называет девять различных типов параллельных Вселенных: «стеганая», «инфляционная», «бранная», «циклическая», «ландшафтная», «квантовая», «голографическая», «условная» и «окончательная». Многомировую интерпретацию невозможно опровергнуть средствами логики. Она слишком притягательна: любой аргумент, который можно выдвинуть против нее, был уже рассмотрен и (как им кажется) отвергнут ее заслуженными защитниками.
Для меня лично самые эффективные физики – те, кто сохраняет некоторую скромность в отношении своей программы. Бор сказал: «В нашем описании природы целью является не раскрытие реальной сути явлений, но лишь прослеживание как можно глубже отношений между многообразными аспектами нашего опыта». А вот слова Фейнмана: «У меня есть приблизительные ответы, и возможные убеждения, и различная степень уверенности в отношении разных вещей, но я не уверен ни в чем абсолютно». Физики создают математические модели, обобщенные и упрощенные – по определению неполные (согласно Геделю) и лишенные богатства и разнообразия реальности. Модели выявляют закономерности среди беспорядка и пользуются ими. В самих моделях времени нет. Они существуют в неизменном виде. График, отражающий время и расстояние в декартовых координатах, содержит в себе и прошлое, и будущее. Пространственно-временная диаграмма по Минковскому безвременна. Волновая функция безвременна. Эти модели идеальны, и они существуют в неизменном виде. Мы можем воспринять их при помощи собственного мозга или компьютера. Окружающий мир, с другой стороны, всегда полон сюрпризов.
Уильям Фолкнер сказал: «Цель любого художника – остановить движение, то есть жизнь, искусственными средствами и удержать ее». Ученые тоже делают это, но иногда забывают, что пользуются для этого искусственными средствами. Можно сказать: Эйнштейн открыл, что Вселенная представляет собой четырехмерный пространственно-временной континуум. Но лучше более скромно: Эйнштейн открыл, что мы можем описывать нашу Вселенную как четырехмерный пространственно-временной континуум и что такая модель позволяет физикам вычислять почти все с поразительной точностью в определенных ограниченных областях. Назовем ее пространством-временем для удобства рассуждений. Добавим пространство-время к нашему арсеналу метафор.
Можно сказать, что уравнения физики не делают различий между прошлым и будущим, между прямым и обратным ходом времени. Но говоря так, вы выпускаете из поля зрения явления, наиболее близкие нашему сердцу. Вы оставляете на другое время или для другого ведомства загадки эволюции, памяти, сознания, жизни, в конце концов. Элементарные процессы, возможно, обратимы, сложные процессы – нет. В мире вещей стрела времени всегда летит в одну сторону.
Одним из теоретиков XXI века, поставивших под сомнение мейнстримную теорию жесткой Вселенной, был Ли Смолин (родился в Нью-Йорке в 1955 г.), специалист по квантовой гравитации и основатель канадского института теоретической физики «Периметр» (Perimeter Institute for Theoretical Physics in Canada). Значительную часть своей карьеры Смолин придерживался традиционных (для физика) взглядов на время, пока, по собственной оценке, не отрекся. «Я больше не верю, что время нереально, – объявил он в 2013 г. – Более того, я перешел на противоположную позицию: время не просто реально; ничто из того, что мы знаем или ощущаем, не подходит к сердцу природы ближе, чем реальность времени». Отказ от времени сам по себе есть проявление самонадеянности. Это трюк, который физики проделали над собой.
«Тот факт, что в нашем восприятии всегда присутствует некоторое мгновение и что мы переживаем это мгновение как одно из целого потока мгновений, не иллюзия», – писал Смолин. Безвременность, вечность, каравай четырехмерного пространства-времени – вот это иллюзии. Вневременные законы природы подобны идеальным равносторонним треугольникам. Бесспорно, они существуют, но лишь в нашем сознании.
Все, что мы переживаем, каждая мысль, впечатление, намерение – часть какого-то мгновения. Мир преподносится нам как последовательность мгновений. От нас здесь ничего не зависит, выбора у нас нет. Мы не можем выбирать мгновение, в котором сейчас обитаем, не можем решать, двигаться ли нам вперед или назад во времени. Не можем захотеть и прыгнуть вперед, не можем выбрать для себя удобную скорость течения мгновений. В этом смысле время совершенно не похоже на пространство. Можно было бы возразить, сказав, что все события происходят тоже в определенном месте. Но у нас есть выбор, мы можем сами решать, куда нам двигаться в пространстве. И это не пустяковое отличие: оно формирует все наши переживания.
Детерминисты, разумеется, верят, что выбор – всего лишь иллюзия. Смолин готов был считать настойчивость и неотменимость иллюзии еще одним свидетельством, от которого нельзя легко отмахнуться и которое требует объяснения.
Для Смолина ключевым в спасении времени оказывается переосмысление самой идеи пространства. Откуда оно берется? В пустой Вселенной, где нет вещества, существовало бы пространство? Он утверждает, что время – это фундаментальное свойство природы, а вот пространство – свойство эмерджентное, второстепенное, возникшее позже. Иными словами, это такая же абстракция, как температура: очевидное измеримое свойство, а на самом деле – всего лишь следствие чего-то более глубокого и невидимого. В случае температуры основа – микроскопическое движение совокупности молекул. То, что мы ощущаем как температуру, на самом деле представляет собой среднюю энергию этих движущихся молекул. Так и с пространством: «Пространство на квантово-механическом уровне вовсе не фундаментально, а эмерджентно и связано с явлениями более глубокого порядка». (Аналогично он убежден, что сама квантовая механика со всеми ее загадками и парадоксами – «котами, которые одновременно и живы, и мертвы, и огромным количеством одновременно существующих Вселенных» – обернется когда-нибудь приближенным вариантом более глубокой теории, например теории струн.)
Для пространства более глубокой реальностью является сеть взаимоотношений между всеми сущностями, которые его наполняют. Вещи соотносятся с другими вещами; они связаны, и именно их взаимоотношения определяют пространство, а не наоборот. Это не новая точка зрения. Она восходит по крайней мере к великому сопернику Ньютона – Лейбницу, который отказался принять взгляд на время и пространство как на контейнеры, в которых все и располагается, как абсолютный фон Вселенной. Он предпочитал видеть в них отношения между объектами: пространство есть не что иное, как порядок или отношение; и он вообще ничто без тел, лишь возможность для их размещения». Пустое пространство – вовсе не пространство, сказал бы Лейбниц, да и времени в пустой Вселенной не было бы, поскольку время есть мера изменений. «Я считаю пространство чем-то всего лишь относительным, как и время, – писал Лейбниц. – Мгновения, рассматриваемые без вещей, суть вообще ничто». После триумфальной победы Ньютоновой программы точка зрения Лейбница почти совсем пропала.
Чтобы оценить сетецентрический, относительный взгляд на пространство, нам не нужно далеко идти: достаточно взглянуть на связанный с ним цифровой мир. Про интернет, как про телеграф столетием раньше, говорят, что он «уничтожает» пространство. Он добивается этого, делая соседями самые отдаленные узлы сети, выходящей за пределы физического измерения. Вместо шести степеней отчуждения мы имеем миллиарды степеней связности. Смолин формулирует это так:
Мы живем в мире, где техника преодолела ограничения, неизбежно присущие жизни в пространстве с малым числом измерений… С точки зрения сотового телефона мы живем в пространстве двух с половиной миллиардов измерений, в котором чуть ли не все остальные люди – наши ближайшие соседи. Интернет, разумеется, сделал то же самое. Разделяющее нас пространство аннулировано сетью связей.
Поэтому нам сейчас, возможно, проще понять, как на самом деле все устроено. Смолин убежден, что время фундаментально, а пространство – иллюзия; «что реальные взаимоотношения, из которых состоит мир, представляют собой динамическую сеть»; что сама эта сеть вместе со всем, что в ней, может и должна развиваться со временем.
Он представляет программу дальнейших исследований, основанную на понятии «предпочтительного глобального времени», распространяющегося на всю Вселенную и определяющего границу между прошлым и будущим. Даже если «сейчас» не обязательно одинаково для разных наблюдателей, оно тем не менее сохраняет свое значение для космоса. Эти наблюдатели с их настойчивым ощущением настоящего момента – это задача, которую надо исследовать, а не отодвигать в сторону.
Вселенная делает то, что делает, и ведет себя так, как ведет. Мы воспринимаем изменения, воспринимаем движение и пытаемся разобраться во всей этой отчаянной путанице. Иными словами, по-настоящему сложной проблемой является сознание. Мы вновь вернулись к тому, с чего начали, когда вместе с уэллсовским Путешественником во Времени настаивали, что единственное отличие времени от пространства состоит в том, что «наше сознание движется вдоль него». Было это незадолго до того, как Эйнштейн и Минковский сказали то же самое. У физиков с проблемой личности сложились классические отношения любви-ненависти. С одной стороны, это не их дело, так что можно оставить эту проблему (всего лишь) психологам. С другой стороны, исключить наблюдателя – того, кто измеряет и собирает информацию, – из холодного описания природы, как оказалось, невозможно. Наше сознание не какой-то волшебный внешний зритель, это часть той самой Вселенной, которую мы пытаемся осмыслить.
Наше сознание – то, что мы воспринимаем непосредственно, и то, чем мы это воспринимаем. Сознание, безусловно, подпадает под стрелу времени. Оно создает воспоминания по ходу времени. Оно моделирует окружающий мир и непрерывно сравнивает новые модели с предыдущими. Чем бы в итоге ни оказалось сознание, это никак не движущийся фонарик, который освещает последовательные срезы четырехмерного пространственно-временного континуума. Это динамическая система, существующая во времени, развивающаяся во времени, способная впитывать в себя и обрабатывать кусочки информации из прошлого и способная также формировать внутри себя представление об ожидаемом будущем.
Августин с самого начала был прав. Современный философ Дж. Лукас в «Трактате о времени и пространстве» (Treatise on Time and Space) делает круг и возвращается к тому же: «Мы не можем сказать, что такое время, потому что мы уже знаем это, и наши слова не в состоянии отразить все то, что мы уже знаем». Прав был и Будда (в изложении Борхеса): «Человек прошлого мгновения жил, но не живет сейчас и не будет жить в дальнейшем; человек будущего мгновения будет жить, но он не жил прежде и не живет сейчас. Человек настоящего мгновения живет, но он не жил прежде и не будет жить в дальнейшем». Мы знаем, что прошлое ушло – оно завершено, доделано, подписано, запечатано и доставлено. Наш доступ к нему прекращен, он ограничен воспоминаниями и физическими свидетельствами – окаменелостями, заброшенными на чердаки детскими рисунками, мумиями и старыми надгробными плитами. Мы знаем, что свидетельства очевидцев ненадежны, а документы могут быть подделаны или неправильно поняты. Незафиксированное прошлое уже не существует. И все же опыт убеждает нас, что прошлое произошло и происходит до сих пор. Другое дело будущее – будущее еще только должно наступить, оно открыто. Может произойти не все что угодно, но многое. Мир по-прежнему находится в состоянии строительства.
Что такое время? Все меняется, а время – это наш способ отслеживать изменения.
