C глубокой древности люди измеряли время,
наблюдая за природными циклами,
и создавали календари
на основе смены дня и ночи и чередования времён года.
Благодаря более точным приборам,
таким как солнечные и механические часы,
измерять время стало ещё удобнее.
Но что мы измеряем на самом деле?
Существует ли время в реальности
или это всего лишь плод нашего воображения?
Вначале ответ покажется очевидным:
конечно же, время существует
и постоянно меняется вокруг нас,
и трудно будет представить себе Вселенную без него.
Однако наше представление о времени
благодаря Эйнштейну стало намного сложнее.
Согласно его теории относительности,
хотя всем кажется, что время «проходит»,
оно не всегда одинаково меняется в зависимости от различных условий,
например, при движении со скоростью, близкой к скорости света,
или при вращении вокруг сверхмассивной чёрной дыры.
Эйнштейн преодолел изменчивость времени,
соединив его с пространством в понятии пространства-времени,
которое также может искривляться, но эти изменения предсказуемы.
Теория Эйнштейна подтверждает,
что время является одним из неотъемлемых свойств текстуры Вселенной.
Однако теория не отвечает на один очень важный вопрос:
почему в пространстве мы можем передвигаться в любом направлении,
но время всегда движется в одном?
Что бы мы ни делали,
прошлое неизменно оказывается позади нас.
Это называется осью времени.
Если каплю пищевого красителя
растворить в стакане с водой,
интуитивно мы понимаем,
что капля красителя растворится в воде
и равномерно заполнит собой стакан.
А представьте себе противоположный процесс.
Так мы допускаем, что время можно повернуть вспять.
Однако мы существуем во Вселенной,
в которой краситель растворяется в воде,
а не во Вселенной, где его можно «собрать» назад из воды.
В физике описанное получило название
второй закон термодинамики,
который гласит, что со временем системы стремятся к неупорядоченности,
или энтропии.
В нашей Вселенной системы изменяются от порядку к неупорядоченности,
и таково свойство нашей Вселенной,
которое и определяет направление оси времени.
Если время является столь фундаментальным свойством,
то оно должно быть включено в фундаментальные уравнения,
описывающие Вселенную, не так ли?
В настоящее время мы пользуемся двумя основными наборами
уравнений, описывающих физику.
В рамках общей теории относительности
описывается поведение гигантских небесных тел,
а квантовая физика объясняет элементарные частицы.
Одной из главных задач теоретической физики
за последние пятьдесят лет являлось объединение
этих двух теорий в единую «теорию всего».
Неоднократно предпринимались попытки —
и ни одна ещё не увенчалась успехом —
доказать, что время может быть истолковано различными путями.
Что интересно, в одной из теорий, названной уравнение Уилера — Девитта,
время вообще отсутствует.
Как и все теории всего,
данное уравнение существует только в теории.
Но даже если умозрительно предположить,
что это лишённое времени уравнение окажется верным,
означает ли это,
что времени не существует на самом фундаментальном уровне?
Может ли время оказаться своего рода иллюзией,
возникающей из-за ограниченной природы
познания Вселенной?
Этого мы пока этого не знаем,
но, возможно, эта мысль ложная.
А что, если время является не фундаментальным свойством,
а, возможно, существует в эмерджентном состоянии.
Эмерджентные свойства не существуют
для отдельных элементов системы,
а проявляются в системе целиком.
Течение не свойственно молекулам воды,
но появляется в океане.
Изменения во времени можно создать при помощи киноленты —
серии статичных изображений, которые кажутся движущимися
благодаря их чередованию.
Если быстро пролистать кадры,
наш мозг начинает воспринимать течение времени
из последовательности статичных изображений.
Отдельный кадр киноленты не меняется
и не содержит течения времени,
но это свойство возникает,
когда кадры объединяются в последовательность.
Движение кажется реально существующим, хотя это и иллюзия.
А что, если физические законы времени также представляют собой подобную иллюзию?
Учёные до сих пор находятся в поисках ответов на эти и другие вопросы,
поэтому до полного объяснения ещё очень далеко.
По крайней мере на данный момент.