Время — это иллюзия, то есть прошлое, настоящее и будущее существуют одновременно, утверждают физики.
Если бы путешествия во времени существовали, мы бы не смогли вспомнить, что делали это, пишут СМИ.
Мы никогда не измеряем время напрямую; вместо этого мы используем часы для измерения моментов времени, а это значит, что «время» — это всего лишь измерение изменений в других системах, а не самостоятельная сущность.
Это означало бы, что мы могли бы исключить время из всех наших уравнений, что имеет ряд важных последствий.
Например, если мы живем во вселенной, не зависящей от времени, то в моменте, который мы называем «сейчас», нет ничего особенного, потому что прошлое, настоящее и будущее происходят одновременно.
В нашей повседневной жизни мы живем, полагая, что время реально, и каждая секунда ускользает бесконтрольно. Пробки в час пик, обеденные перерывы, время ужина — все это подчиняется установленному 24-часовому расписанию. Но что, если все это всего лишь иллюзия, и времени не существует? Как физик, я хотел бы объяснить, как квантовая физика приводит нас к этому поразительному выводу, и поразмышлять о том, как это может изменить законы физики.
Для начала — независимо от того, реально ли время или нет — мы никогда не измеряем его напрямую. Вместо этого мы используем другую физическую систему, называемую часами, положение которых фактически указывает на разные моменты времени. Для первобытных людей Солнце и Луна служили естественными часами, их положение на небе показывало время. Астрономы до сих пор используют для той же цели далекие звезды («далекие», чтобы движение Земли не сильно искажало измерение времени). Однако с тех пор ученые разработали еще более сложные методы, такие как атомные часы ; они измеряют, сколько раз электрон смещается внутри атома. Обычно это происходит сто миллионов миллиардов раз в секунду, обеспечивая надежный такт примерно в 10¹⁶ секунд.
Все вышеизложенное иллюстрирует тот факт, что мы всегда используем изменение состояния одной системы и называем это измерением времени. Поскольку время в конечном счете является измерением изменений в других системах, а не самостоятельной сущностью, мы можем исключить его из всех фундаментальных уравнений изменений в физике.
Представьте себе гоночный автомобиль, проезжающий круги по трассе. В момент завершения первого круга стрелка секундомера указывает на единицу. В конце второго круга стрелка указывает на двойку и так далее. Мы видим, что здесь нам нужна лишь коррелированная таблица положений автомобиля относительно секундомера. Это ясно показывает, что нам не нужна переменная «t» (обозначающая время) нигде в уравнениях. Нет времени, нет и его потока. Все можно выразить вопросами вида: когда стрелка секундомера находится в положении 57, где находится автомобиль? И таблица покажет нам, что автомобиль только что завершил 57-й круг.
Река времени не несёт нас из настоящего в будущее.
Тот же «трюк» применим и в квантовой механике. Квантовая физика — или изучение материи и энергии на самом тонком уровне — посвящена состояниям физических систем и тому, как они изменяются во времени (динамике). Чтобы исключить влияние времени, нам необходимо установить коррелированное состояние между положением системы и соответствующим положением часов. Фактически, такая корреляция в квантовой механике называется запутанностью, и она означает, что, взглянув на состояние часов, мы сразу же узнаем состояние системы.
Этот подход известен как модель Пейджа-Вуттерса, названная в честь Дона Пейджа и Билла Вуттерса, авторов статьи «Эволюция без эволюции», опубликованной в 1983 году, в которой они предложили концепцию запутанного состояния. Их целью было описать, как динамика возникает из запутанного состояния между системой и часами, которое само (запутанное состояние) остается неизменным во времени. Это в точности похоже на коррелированную таблицу положений гоночного автомобиля и стрелки секундомера, поскольку эта таблица также не «меняется во времени». Динамика, возникающая на уровне системы, описывается обычным уравнением Шрёдингера (тем самым Шрёдингером, который прославился благодаря коту и предположил, что, согласно квантовой механике, должны существовать как мертвые, так и живые версии кота), которое считается самым фундаментальным законом динамики в физике.
Это волшебное свойство квантовой вневременности заключается в том, что разные моменты времени теперь становятся разными вселенными! Время возникает из квантовой запутанности так же, как мертвый и живой кот возникают в результате запутанности с распадающимся атомом и ядом в эксперименте Шрёдингера. Это поразительно, потому что свойство находиться в другой вселенной (например, видеть живого кота вместо мертвого) теперь становится эквивалентным существованию в другом времени (что, кстати, мы обычно делаем, просто немного подождав).
Каковы основные последствия этого необычайного факта? Прежде всего, это означает, что прошлое и будущее существуют «одновременно» с настоящим. На самом деле, в моменте, который мы называем «сейчас», нет ничего особенного, поскольку каждый миг — это миг «сейчас». Точно так же время не течет; река времени не несет нас из настоящего в будущее. Еще интереснее то, что переход в другое время просто означает, что ваше сознательное восприятие теперь коррелирует с новым состоянием Вселенной. Это означает, что «сейчас» может случайным образом перемещаться между различными мирами в квантово-запутанном состоянии Вселенной, и мы все равно будем воспринимать ту же самую кажущуюся динамику Шрёдингера, что и обычно.
В этом смысле святой Августин — христианский богослов и философ IV века — был прав, утверждая, что прошлое существует в наших воспоминаниях, а будущее — в наших предвкушениях. Поэтому путешествие во времени полностью согласуется с концепцией вневременности, хотя оно может быть скучным, потому что, если бы мы переместились в прошлое, наши воспоминания в этом состоянии соответствовали бы только «более ранним временам». Мы просто не помнили бы (и не было бы никаких других свидетельств об этом), что мы пришли из будущего. Точно так же, если бы мы путешествовали из прошлого непосредственно в будущее, наше будущее состояние включало бы все воспоминания о промежуточных периодах, поэтому мы никогда не смогли бы сказать, что пришли непосредственно из далекого прошлого.
Взгляд Эйнштейна на Вселенную совпадал с этим, и он находил в этом большое утешение. Он писал жене своего ближайшего друга, Микеле Бессо: «Теперь он покинул этот странный мир немного раньше меня. Это ничего не значит. Для нас, верующих физиков, различие между прошлым, настоящим и будущим — всего лишь упорно сохраняющаяся иллюзия».
Однако для физика еще более интригующий вопрос: какие новые возможности мы могли бы исследовать, если Вселенная действительно вне времени?
Будучи физиком, я бы предложил следующую фантастическую возможность: проводя соответствующие измерения на вселенских часах, мы могли бы изменить динамику остальной части Вселенной. Вместо уравнения Шрёдингера мы могли бы вывести другой закон динамики. Это, как ни удивительно, наводит на мысль, что законы физики, возможно, не являются неизменными, а могут изменяться под влиянием наших действий. Когда мы говорим о покорении природы, нет ничего лучше, чем возможность перепрограммировать её законы — и это может быть возможно только потому, что само время на самом деле не существует.
