Чем прошлое отличается от будущего и почему время течет в одном направлении?

Вокруг светаНаука

Вопрос времени

Чем прошлое отличается от будущего и почему время течет в одном направлении? Возможно, это самая трудная загадка для науки. Но ученые предложили много заманчивых гипотез.

Текст: Анатолий Глянцев

Фотография звездного неба с большой выдержкой. Концентрические линии отмечают видимое движение звезд из-за вращения Земли вокруг своей оси. Полярная звезда (в центре концентрических окружностей) расположена в 450 световых годах от Земли. Если она погаснет, мы узнаем об этом только через 450 лет. Фото: Dario Giannobile

Повседневный опыт говорит, что прошлое разительно отличается от будущего. Мы помним прошлое, а будущего не помним. Мы не в силах изменить прошлое. Пролив кофе на ноутбук, мы отчаянно хотели бы вернуться на миг назад и взять чашку аккуратнее, но увы. Зато повлиять на будущее мы можем. Более того, каждый наш поступок – попытка изменить будущее. Захотев пить, мы возьмем с полки стакан, нальем воды и выпьем. В момент, когда мы почувствовали жажду, на столе еще нет стакана, а в стакане нет воды. Все это дело будущего, пусть и ближайшего. Настоящее вообще не имеет длительности, это лишь граница, за которой будущее становится прошлым.

Эта направленность времени резко отличает его от пространства. В пространстве нет особого, выделенного направления. Стоит развернуться на 180 градусов, и «вперед» и «назад» меняются местами. В пространстве мы можем не только двигаться в любую сторону, но и стоять на месте. А вот стоять во времени не можем. День сменяется вечером, люди стареют, часы идут.

Почему время вообще течет, и почему оно течет в одну сторону? Какой механизм приводит в движение реку времени? Эти вопросы можно сформулировать иначе: что заставляет часы идти и почему они идут только в одну сторону?

Под часами в данном случае подразумевается любой прибор, показывающий ход времени. Возможно, в первую очередь вы подумаете о механических часах. Но в древности для отсчета времени использовали, например, горящие свечи, а сегодня самые точные часы – атомные. Вообще, все, что меняется со временем, можно рассматривать как часы – пусть большинство из них неточные и без циферблата. Растущий ребенок и содержимое нашей собственной памяти – в этом смысле тоже часы. Мир без часов в широком смысле означал бы мир без времени. Ведь бессмысленно говорить о том, что никак себя не проявляет – во всяком случае, для физика.

Физики и философы предложили несколько заманчивых ответов на вопрос о стреле времени. Но каждый из них порождает новые трудные вопросы.

Фотография Dalí Atomicus была сделана Филиппом Халсманом с 28-й попытки. Подброшенные вверх предметы, кошки и подпрыгнувший Сальвадор Дали кажутся застывшими в воздухе

Мир как кинолента

Хорошо бы найти физический закон, объясняющий, почему время течет в одну сторону, часы – всегда идут вперед. Однако фундаментальные физические законы не делают различий между прошлым и будущим. Единственное исключение – экзотические превращения элементарных частиц, о которых мы поговорим ниже.

Возьмем футбольный мяч, летящий в ворота. Зная положение и скорость мяча прямо сейчас, мы можем вычислить, куда нужно бросаться вратарю. Но точно так же мы можем вычислить, и где нападающий ударил по мячу. Предсказание прошлого не отличается от предсказания будущего. Представление, что нападающий «сначала» ударил по мячу, а «потом» мяч оказался в воротах, мы берем из опыта, а не уравнений. Законам механики все равно. Они выстраивают положения мяча в цепочку друг за другом, но в этой цепочке нет стрелки. Мы сами решаем, какой конец цепочки считать прошлым, а какой – будущим. Поясним на примере.

Законы механики одинаково точно определяют положение пули в любой момент прошлого и будущего

Случайная необратимость

Представьте, что смотрите видеоролик. Подброшенный мяч летит вверх, автомобиль едет вперед, а человек ставит книгу в шкаф. И тут вам говорят: этот фильм запустили в обратном порядке. На самом деле здесь снято, как мяч падает вниз, машина сдает назад, а книголюб берет книгу с полки. Есть ли у вас способ уличить говорящего вам это во лжи? Нет, если в ролике показаны только эти события. Однако вот вы видите, что разлитое молоко собирается обратно в чашку, а лужица воды на дне стакана превращается в кубики льда. Вы сразу поймете, что ролик запустили задом наперед. Ведь вы по опыту знаете, что такие процессы идут только в одном направлении.

Но почему? Дело в движении молекул молока или воды. Молекулы молока все время находятся в соударениях друг с другом, с молекулами воздуха и скатерти. Эти столкновения определяют, куда потечет молоко. Почему бы им не загнать молоко обратно в чашку, ведь законы механики не признают стрелы времени?

Чтобы молоко самопроизвольно вернулось в стакан, нужно время, неизмеримо превосходящее возраст Вселенной

Действительно, случайные соударения с окружающими молекулами теоретически могут вернуть молоко на место. Однако такое событие абсолютно невероятно. Фокус в том, что молекул очень много, а положение их «в чашке» – лишь одно из множества возможных. Немыслимо, чтобы в результате случайных соударений каждая молекула молока оказалась именно в этом положении. Наглядный пример, насколько невероятно подобное совпадение, приводит физик и популяризатор науки Брайан Грин. Представим себе издание «Войны и мира» на 1386 страницах. Разделим книгу на листы и подбросим их повыше. Какова вероятность, что страницы выпадут точно в порядке номеров? Ответ потрясает: примерно 1 к 101878. Чтобы записать эту вероятность в виде десятичной дроби, пришлось бы поставить после запятой 1878 нулей. Если бы мы могли взять столько экземпляров романа, сколько атомов в видимой Вселенной, и подбрасывать их каждую секунду, прошедшую с момента Большого взрыва, понадобилось бы больше тысячи вселенных, чтобы хотя бы в одной из них страницы наконец выпали в правильном порядке! Это элементарная арифметика. Страницы могут выпасть любым возможным образом. Но есть всего лишь один способ разместить их правильно и примерно 101878 способов – их перемешать. Так что можно смело ставить на то, что страницы будут перемешаны.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Парадокс Спящей красавицы Парадокс Спящей красавицы

Возможно ли впасть в оцепенение на столетие и потом вернуться к жизни?

Вокруг света
«Всюду одно растление и разврат» «Всюду одно растление и разврат»

Андрей Платонов о том, как он не стал советским писателем

Weekend
Тень Карафуто Тень Карафуто

Южная половина острова Сахалин исторически была тесно связана с японцами

Вокруг света
Зеленая скульптура Зеленая скульптура

Учимся создавать топиари с помощью фигурной стрижки растений

Лиза
На краю земли На краю земли

Столетиями маяки выдерживают натиск стихии, подавая спасительные сигналы

Вокруг света
Как избавиться от чувства вины и стыда? Объясняет психолог Как избавиться от чувства вины и стыда? Объясняет психолог

Что скрывают за собой стыд и вина? Стоит ли избавляться от этих чувств?

VOICE
Город Геркулеса Город Геркулеса

Геркуланум уничтожило – и сохранило для нас – то же извержение Везувия

Вокруг света
«Как я разденусь?»: 8 неочевидных причин, которые мешают достичь оргазма «Как я разденусь?»: 8 неочевидных причин, которые мешают достичь оргазма

Что мешает вам получать удовольствие от близости с любимым человеком?

Psychologies
Месть пиратки Жанны Месть пиратки Жанны

За что и кому мстила предводительница пиратов?

Вокруг света
Бесчеловечный флот Америки Бесчеловечный флот Америки

Основные программы в области создания надводных роботизированных систем ВМС США

Обозрение армии и флота
Согласование времен Согласование времен

Как в средневековой Европе измеряли и воспринимали время

Вокруг света
Трогательная история! Как стоматолога из Сирии воспитал отец с синдромом Дауна Трогательная история! Как стоматолога из Сирии воспитал отец с синдромом Дауна

Люди с синдромом Дауна не могут стать хорошими отцами? Джад Исса с этим поспорит

ТехИнсайдер
Рога и копыта Рога и копыта

Памятники быкам можно обнаружить по всей планете

Вокруг света
«Обыкновенные убийцы: Как система превращает обычных людей в монстров» «Обыкновенные убийцы: Как система превращает обычных людей в монстров»

Почему немецкие солдаты редко испытывали стресс из-за убийства евреев

N+1
Хуа Мулань Хуа Мулань

В Китае история Мулан не ограничивается мультиком и имеет многовековой стаж

Дилетант
Микробы, завернутые в лаваш: какую опасность таит шаурма Микробы, завернутые в лаваш: какую опасность таит шаурма

Что скрывается в шаурме и как выбрать безопасный для здоровья продукт?

ТехИнсайдер
Жизнь в серебре Жизнь в серебре

Чем живет город Гуанахуато, обеспечивший современный миропорядок?

Вокруг света
Пропало либидо: план действий от психолога и сексолога Пропало либидо: план действий от психолога и сексолога

Что делать, если ты вдруг поняла: интима совсем не хочется и либидо на нуле?

VOICE
Это наследственное Это наследственное

Разборки с братьями, сыновьями и даже внуками среди Рюриковичей

Дилетант
Хайям Аминов: «Наша задача — изучить всю Енисейскую Сибирь» Хайям Аминов: «Наша задача — изучить всю Енисейскую Сибирь»

Хайям Аминов о карьере, бизнесе, сибирских продуктах и душе

Bones
Удаляют себе ногти на ногах! Вот на какие жертвы идут бегуны Канады ради победы Удаляют себе ногти на ногах! Вот на какие жертвы идут бегуны Канады ради победы

Профессиональные спортсмены подвергают свои тела экстремальным практикам

ТехИнсайдер
Сколько можно пить за рулем в разных странах Сколько можно пить за рулем в разных странах

Где вообще нельзя, а где можно немного выпить за рулем?

Maxim
Прыжок в историю: батут может принести россиянке олимпийскую медаль Прыжок в историю: батут может принести россиянке олимпийскую медаль

Анжела Бладцева: о возможной героине Игр и шансах на победу

Forbes
Какое вино пить летом: 10 идеальных вариантов Какое вино пить летом: 10 идеальных вариантов

Какими винами можно наслаждаться еще весь август?

Maxim
Бег по лавандовому полю за €2 млн: зачем в Париже сделали красивой легкую атлетику Бег по лавандовому полю за €2 млн: зачем в Париже сделали красивой легкую атлетику

Почему французы на Олимпиаде отошли от традиционного кирпично-красного цвета?

Forbes
Почему у клубники семена снаружи Почему у клубники семена снаружи

То, что кажется «семенами» клубники, на самом деле её плоды

ТехИнсайдер
Уильям Гершель и музыка небесных сфер Уильям Гершель и музыка небесных сфер

Уильям Гершель, великий астроном, раздвинувший для нас границы Солнечной системы

Наука и техника
Редкое животное и первые кадры! Фермер из Боливии сумел заснять амазонскую ласку: видео Редкое животное и первые кадры! Фермер из Боливии сумел заснять амазонскую ласку: видео

Об удивительном существе из густых лесов Амазонки известно не так много

ТехИнсайдер
Американский психолог создал настольную игру «Публикуйся или умри» Американский психолог создал настольную игру «Публикуйся или умри»

Как настольная игра может помочь аспирантам справиться с выгоранием

N+1
5 правил аренды автомобиля в отпуске, чтобы не попасть на деньги 5 правил аренды автомобиля в отпуске, чтобы не попасть на деньги

Неочевидные моменты, которые следует учитывать, арендуя автомобиль

Maxim
Открыть в приложении