Юрий Артамонов - Ли Смолин. Возрожденное время: От кризиса в физике к будущему вселенной

к оглавлению

Я не могу представить себе, что думал Карнап. Я не знаю ни одного пути, на котором наука психология или наука биология могла бы вычислить наше переживание времени во вневременном мире [1]. Эйнштейн был не удовлетворен ни тем, ни другим ответом Карнапа, о чем сам Карнап писал: 'Но Эйнштейн думал, что эти научные описания не могут, возможно, удовлетворить наши человеческие потребности; что имеется нечто существенное по поводу Настоящего, которое просто за пределами сферы науки [2]'.

Недовольство Эйнштейна сводится к простой догадке. Научная теория, чтобы быть успешной, должна объяснять нам наблюдения, которые мы делаем в природе. И самое простейшее наблюдение, которое мы делаем, заключается в том, что природа организована во времени. Если наука должна рассказывать историю, которая охватывает и объясняет все, что мы наблюдаем в природе, не должна ли она включать наше переживание мира как течение моментов? Не является ли самый основной факт по поводу того, как структурирован опыт, частью природы, которую должна в себя включать фундаментальная теория физики?

Все, что мы переживаем, каждая мысль, ощущение, действие, стремление являются частью момента. Мир представлен для нас как серии моментов. По поводу этого у нас нет выбора. Нет выбора, в каком моменте мы обитаем сейчас, нет выбора, двигаться нам вперед или назад во времени. Нет возможности перепрыгнуть в будущее. Нет выбора по поводу темпа течения моментов. Таким образом, время полностью непохоже на пространство. Кто-то может протестовать, говоря, что все события тоже имеют место в конкретном положении. Но мы имеем выбор по поводу того, куда мы двигаемся в пространстве. Эти не малое различие; оно формирует итог нашего опыта.

Эйнштейн и Карнап согласны по поводу одной вещи: что переживаемая природа, как серия настоящих моментов, не является частью концепции природы у физиков. Будущее физики - и, можно добавить, физика будущего - сводится к простому выбору. Согласимся ли мы с Карнапом, что настоящий момент не имеет места в науке, или последуем за инстинктом величайшей научной интуиции 20-го столетия и попытаемся найти путь к новой науке, на котором 'тягостное смирение' Эйнштейна будет не нужно?

Для Эйнштейна настоящий момент реален и каким-то образом должен быть частью объективного описания реальности. Он верил (как это излагает Карнап),

к оглавлению

что ' имеется нечто существенное по поводу Настоящего, которое просто за пределами сферы науки '.

Прошло, по меньшей мере, шестьдесят лет с того момента, как имела место эта беседа. Мы с тех пор многому научились в физике и в космологии. Достаточно, чтобы, наконец, привести Настоящее в физическое описание природы. В этой второй части книги я буду объяснять, почему наше текущее знание требует, чтобы время было заново введено как центральная концепция физики.

В Части Iмы проследили девять этапов в изгнании времени из физической концепции природы, начиная с открытий Галилея по поводу падающих тел и вплоть до вневременной квантовой космологии Джулиана Барбура. Скоро мы увидим возрождение времени, но сначала нам нужно вскрыть противоречия, очевидно, сильных аргументов, приведенных в Части I.

Девять аргументов распадаются на три класса:

Ньютоновские аргументы (то есть аргументы, происходящие от Ньютоновской физики или Ньютоновской парадигмы занятий физикой):

- Замораживание движения через графическое представление записей прошлых наблюдений - Изобретение вневременного конфигурационного пространства - Ньютоновская парадигма - Аргумент в пользу детерминизма - Обратимость времени

Эйнштейновские аргументы , происходящие от СТО и ОТО:

- Относительность одновременности - Картина пространства-времени как монолитной вселенной - Начало времени при Большом Взрыве

Космологические аргументы , происходящие от распространения физики на вселенную как целое:

- Квантовая космология и конец времени

к оглавлению

Эти девять доводов приводят к видению природы, которое отвергает реальность настоящего момента и, вместо этого, говорит о природе в терминах картины монолитной вселенной, в которой если что и реально, так это только полная история мира, взятая как одно целое. В этой картине время трактуется как измерение пространства, так что причинность во времени может быть заменена вневременным логическим выведением. ОТО и Ньютоновская механика могут говорить об историях, развивающихся во времени, но это время только в слабом смысле математического порядка, лишенном возникновения настоящих моментов. В этих теориях время не является реальным в том смысле, который я определил в Предисловии, когда утверждал, что все, что есть реального, является таковым в момент времени. Для создания четкого контраста я буду ссылаться на такие теории как на вневременные теории.

Является ли изгнание времени платой, которую надо было заплатить за прогресс науки? Следующий этап в нашем путешествии заключается в разоблачении изъянов в этих утверждениях.

Все девять аргументов работают при общем заблуждении: Что Ньютоновская парадигма, - которая предполагает, что мы можем предсказать будущее состояние любой системы из ее начальных условий и действующих на нее законов, - может быть расширена, чтобы создать теорию вселенной. Но, как я скоро покажу, ни одно расширение Ньютоновской парадигмы не может выдать удовлетворительную теорию вселенной как целого. Хотя эта парадигма является мощным методом, когда она применяется к физике в ящике, она становится бессильной, столкнувшись с вопросами космологии.

Сильнейшие доводы в пользу изгнания времени пришли из релятивистской теории. В Главе 14мы их разрушим. И, раз уж мы вскрыли противоречия обстоятельств изгнания времени, мы рассмотрим, что приобретут физика и космология от гипотезы, что время реально.

к оглавлению

8

Космологическое заблуждение

В Части Iмы проследовали путем мистики, путем поиска преодоления нашего ограниченного временем опыта и путем открытия вечных истин. В особенности, мы отследили великий успех физики в использовании метода - Ньютоновской парадигмы. Мы увидели, что этот успех имел некую цену: изгнание времени из концепции природы у физиков.

В Части IIмы увидим, почему эту цену платить не нужно, - потому, что попытка применить Ньютоновскую парадигму к вселенной как целому есть невозможная задача. Чтобы распространить науку до понимания вселенной как целого, нам нужна новая теория - теория, в которой центральным элементом является реальность времени.

Вернемся к истокам науки, к персоне, которую называют первым ученым, к философу до-сократовского периода Анаксимандру (610 - 546 до н.э.). Как описывается в недавней книге Карло Ровелли, Анаксимандр был первым, кто пытался найти причины естественных явлений в самой природе, а не в непостоянной воле богов [1].