Существует ли время?
Большинство из нас знает, что такое время, пока не задумываются о нем. Тикающие часы на запястье, будильник около кровати, пустые клетки календаря. Может показаться, что время цельное и единое, и все мы живем в этом потоке, стараясь не опаздывать на работу и вовремя забирать детей из школы. Иногда мы просто смотрим на часы и желаем, чтобы в сутках было больше времени. В минуте шестьдесят секунд, в часе шестьдесят минут, двадцать четыре часа в сутках и триста шестьдесят пять дней в году. Время едино и абсолютно, если верить сэру Исааку Ньютону. Но что, если я скажу вам, что время — это иллюзия, проявление наших представлений о причинности?
Если ваша научная школа чего-то стоит, вы наверняка знаете, что есть три предполагаемых измерения пространства и четвертое, временное измерение. Четыре измерения составляют полноту пространственно-временного континуума. Исаак Ньютон, один из праотцов современной математики и изобретатель (а точнее, первооткрыватель) исчисления, внес в физику массу бесценных идей. Среди самых важных из них — три закона движения, описывающие отношения между объектами и силами природы, которые с ними взаимодействуют. Другая важная идея — важная для нашего обсуждения — концепция абсолютного пространства и абсолютного времени.
Законы Ньютона предполагают, что время — неизменная величина во Вселенной, оно течет без какого-либо внешнего влияния и всегда одинаково для всех его наблюдателей. Но мы-то знаем, что теория относительности Эйнштейна противоречит мнению Ньютона. Время протекает по-разному в Москве и на Марсе. Оно ведет себя по-разному у подножья Фудзи и на горизонте событий черной дыры. Время меняется, когда вы движетесь быстрее. И когда до Эйнштейна впервые это дошло, его видение буквально изменило все, что мы знали о физике. Однако несколько отдельных людей решили возвести его идеи до максимума.
Авторы двух конкретных работ предлагают новый взгляд на пространственно-временной континуум; даже больше: один из авторов предлагает определить вселенную как «безвременную», скажем так.
Трое физиков, Амрит Сорли, Давид Фискалетти и Дюзан Клинар, просят вас представить время как ось X на графике; переменная поможет визуализировать эволюцию физической системы (физической системы в нашей вселенной). Мы измеряем частоту и скорость объекта, но время обычно не измеряется. Кроме того, его математическая ценность обычно не принимается во внимание. По существу, мы имеем дело не со временем в качестве переменной, а используем движение объекта для получения другой информации. По словам ученых, это будет означать, что пространство Минковского не трехмерно, а четырехмерно, без необходимости отделять одно измерение под время. Еще разок:
«Точка зрения, согласно которой время представлено физической сущностью, в которой происходят материальные изменения, заменяется более удобной точкой зрения, в которой время будет просто числовым порядком материального изменения. Этот взгляд лучше отвечает физическому миру и лучше объясняет мгновенные физические явления: гравитацию, электростатическое взаимодействие, передачу информации в ходе эксперимента ЭПР и другие».
Они полагают, что эта точка зрения лучше подойдет на данный момент:
«Идея того, что время представляет собой четвертое измерение пространства, не принесла особого прогресса физике и находится в противоречии с формализмом специальной теории относительности. Сейчас мы разрабатываем формализм трехмерного квантового пространства на основе работ Планка. Похоже на то, что вселенная трехмерна на макро- и микроуровнях в планковских объемах. В таком трехмерном пространстве нет «сокращения длины», нет «замедления времени». А что есть, так это скорость материальных изменений, которая «относительна» в эйнштейновском смысле».
Когда они говорят про эйнштейновский смысл, они частично ссылаются на комментарий Эйнштейна, оставленный им в своей же книге на тему теории относительности.
«Поскольку больше в этой четырехмерной структуре не существует ни одной секции, в которой «сейчас» представлено объективно, понятия «случается» и «происходит» еще не исчезают полностью, но весьма усложняются. Похоже, более естественно думать о физической реальности как о четырехмерном бытии, а не как об эволюции трехмерного бытия».
И еще разочек. Давайте представим мысленный эксперимент.
У вас есть фотон, который движется вперед и назад между двумя точками в пространстве. Пространство между ними полностью состоит из планковских длин, то есть из мельчайших дистанций, которые может преодолеть фотон в момент времени. Когда фотон перемещается на планковскую длину, он описывается как передвигающийся исключительно в пространстве и не совсем во времени.
Фотон можно рассматривать как движущийся из точки 1 в точку 2, и его позиция в точке 1 — это «перед» позицией в точке 2 в том смысле, что цифра 1 идет перед цифрой 2 в числовом ряде. Числовой порядок не эквивалентен временному порядку, то есть цифра 1 во времени не существует перед цифрой 2, только численно.
Этот эксперимент показывает, что время может быть просто числовым порядком изменения, а не четвертым измерением. Рассмотрение времени таким образом — как способа отслеживания изменений в течение долгого времени — не только решит парадоксы Зенона о движении (Ахиллес и черепаха, например), но и позволят лучше описать характеристики природного мира.
«Теория времени как четвертого измерения в пространстве — фальсификация, и своей последней работой мы показываем, что есть большая вероятность этой фальсификации. Экспериментальные данные показывают, что время — это то, что мы измеряем часами. А часами мы измеряем численный порядок материальных изменений, то есть движение в пространстве».
