Время фундаментально, пространство – нет.
Согласно идее блочной вселенной, течение времени – это лишь иллюзия. Прошлое, настоящее и будущее сосуществуют вместе с пространством в одном большом застывшем блоке, в котором никогда ничего не происходит. Но возникновение жизни и существование подлинной новизны в нашем уголке космоса противоречит этой картине.
Течение времени – это не иллюзия, это фундаментальный аспект реальности, то, что существовало еще до Большого взрыва. Изучая природу новизны, науки о жизни могут помочь нам доказать фундаментализм времени, утверждает Ли Кронин – профессор химии Университета Глазго, член Королевского общества Эдинбурга и Королевского химического общества:
Я считаю, что время – самый непонятный аспект реальности. Это связано с тем, что физики пришли к выводу, что время является эмерджентным и Вселенная каким-то образом существует во вневременном состоянии. Согласно этой точке зрения, время – это измерение, в котором можно путешествовать вперед и назад, но у нас нет доказательств того, что это правда. Мы знаем о путешествии во времени только в одном направлении – из прошлого в будущее. Мы не можем вернуться назад. Хотя нам кажется, что мы можем представить, как застыли во времени или вернулись в прошлое. Но дело в том, что нам все равно нужно время, движущееся вперед, пока мы воображаем, как путешествуем в прошлое. А значит, время – это ресурс, который позволяет происходить всем остальным вещам.
Проблема со вселенной, в которой время заморожено, заключается в том, что для этого необходимо сделать четыре предположения. Первое заключается в том, что происхождение Вселенной должно быть почти идеально упорядоченным в момент Большого взрыва. Второе – что второй закон термодинамики должен вытекать из этого порядка в самом начале. Третье – время должно быть эмерджентным свойством. Наконец, сама причинность должна быть эмерджентной. У нас нет оснований полагать, что любое из этих предположений верно, но все четыре можно заменить одним, более интуитивным утверждением: время фундаментально.
Фундаментальное время устраняет необходимость порядка при Большом взрыве, оно устраняет необходимость проявления второго закона термодинамики или возникновения причинности как таковой. Проще говоря, теория тем сильнее, чем меньше допущений ей приходится делать. В этом заключается огромное преимущество временного фундаментализма. Более того, рассматривать время как фундаментальное явление имеет то преимущество, что оно согласуется с нашим собственным жизненным опытом.
Откуда взялась моя интуиция в отношении времени и пространства? Мне кажется, я помню, как родился и пережил переход от времени к пространству. Это кажется нелепым, потому что никто не может помнить так далеко. Когда я был моложе, мне постоянно снился повторяющийся сон. Я был зажат в пространстве между множеством черных кирпичей. Я был зажат в ничто между этими черными кирпичами, это небытие – полная пустота.
Я чувствовал себя зажатым, не мог дышать, находился в полной темноте, был полностью скован, не мог пошевелиться, но в то же время осознавал это. Затем, внезапно, я вспомнил, как меня вытолкнули на свет. Я мог двигаться, было пространство, я обнаружил окружающий мир в пространстве, но все же я помню, что было до этого – осознание ничего в ничто.
Представить себе вселенную, в которой сначала существовало только время, очень сложно, но я думаю, стоит поиграться с этой идеей. Если время – это вещь, сущность, своего рода виртуальный эскалатор, который производит бесконечное количество ступеней, идущих в одном направлении, объяснит ли это нашу реальность? Является ли основой реальности время? Может ли реальность быть просто временем?
Вселенная, построенная из времени, могла бы, конечно, помочь объяснить многие вещи. Если эмерджентным является пространство, то возникновение Вселенной – Большой взрыв – это всего лишь момент времени, когда пространство возникло из времени. Но это не было началом самого времени, что гораздо сложнее понять.
Идея блочной вселенной, которая доминирует в современной теоретической физике, вселенной без времени, как мне нравится ее называть, сталкивает нас с серьезной проблемой, потому что она полностью детерминирована и не допускает места для новизны. Я имею в виду, что в принципе, если бы у вас был достаточно большой компьютер и вы могли ввести начальные условия, то вселенная автоматически развернулась бы в соответствии с предсказаниями, и вы могли бы скользить вперед и назад во времени во вселенной, просто перемещаясь по оси времени.
Согласно концепции блочной вселенной, прошлое, настоящее и будущее существуют одинаково и одновременно в виде неизменного и вечного “блока” времени. С этой точки зрения, время – это не что-то текущее или проходящее мимо, а скорее неизменное измерение, которое уже содержит в себе все прошлое, настоящее и будущее. Каждое событие, от Большого взрыва до конца Вселенной, уже существует внутри этого блока, и наше восприятие времени как линейной прогрессии является иллюзией.
Этот взгляд на время, также известный как этернализм, часто противопоставляется “презентизму”, который считает, что только настоящий момент действительно существует, а прошлое и будущее, соответственно, являются лишь субъективными воспоминаниями или предсказаниями. В противоположность этому, концепция блочной вселенной утверждает, что не существует объективного различия между настоящим, прошлым и будущим; все они одинаково существуют в пределах блока времени.
Концепция блочной вселенной тесно связана с теорией относительности Эйнштейна, которая предполагает, что течение времени может меняться в зависимости от положения и движения наблюдателя в пространстве. Это дает возможность примирить кажущиеся различия в восприятии времени разными наблюдателями.
Последствия взгляда на блочную вселенную весьма значительны, особенно в области свободы воли и детерминизма. Если будущее уже существует, то из этого следует, что наш выбор и действия предопределены, и что иллюзия свободы воли – это действительно всего лишь иллюзия.
Самая большая проблема с вневременной вселенной заключается в том, что она не способна предсказать появление жизни, и, в более широком смысле, в ней нет места для генерации истинной новизны. Новизна не может быть предсказана даже в принципе и, следовательно, не может существовать в блочной вселенной. Я думаю, что даже чистая математика может дать нам подсказки о фундаментальной природе времени.
Например, мне интересно, связан ли факт открытия простых чисел, когда мы перечисляем целые числа, со временем? Мы не можем знать заранее, является ли следующее число в последовательности простым, пока не проверим. Это происходит потому, что для того, чтобы найти новые простые числа, нужно пересчитать все числовое пространство, а это требует ресурсов, времени.
Итак, могут ли простые числа существовать независимо от времени, необходимого для их создания? Я думаю, что это невозможно. Я бы сказал, что простые числа – это математические объекты, которые имеют глубину во времени, и эта глубина связана с ресурсом, то есть временем, необходимым для создания этого простого числа.
Я думаю, что существование новизны и жизни во Вселенной является явным указанием на то, что время имеет фундаментальное значение. Но можно ли количественно измерить новизну во времени?
Я думаю, что теория, разработанная для количественной оценки сложности молекул, теория сборки, может быть способна количественно определить новизну. Теория сборки показывает, что для любой данной сложной молекулы отсутствие симметрии может быть отражено в ее сложности, если молекула может быть обнаружена в изобилии. Поэтому теория сборки помогает нам понять, как сложные молекулы могут быть получены в пребиотической, биотической и дальнейшей работе. Молекулы с высоким индексом сборки имеют глубину во времени, то есть для их создания с нуля потребовался механизм, и этот механизм имеет историческую обусловленность.
Может ли быть так, что свидетельство новизны – это свидетельство реальности времени? Тот факт, что наш небольшой участок Вселенной способен порождать, казалось бы, бесконечные новые формы и творения, от эволюционных форм до культуры, технологии и социальных систем.
Моя гипотеза состоит в том, что для новизны необходимо, чтобы время было реальным, так как будущее по своей сути открыто, поскольку в будущем существует больше возможностей для новых вещей, чем в прошлом. Может ли это означать, что реальность времени поддается проверке? Я думаю, что да. Задача науки – исследовать непредсказуемость будущего, т.е. порождение новизны, которую даже в принципе невозможно предсказать на основе знаний о прошлом. Количественная оценка новизны откроет нам понимание времени.
Последствия того, что время имеет фундаментальное значение, далеко идущие. Расширяющаяся область пространства, которую мы называем Вселенной, возможно, не погибнет в результате тепловой смерти, как говорит нам термодинамика, но само пространство перестанет существовать, когда вся материя рассеется, через бесчисленные триллионы лет. Когда время перестанет измерять события в пространстве, или, точнее, когда события, которые зависят от прошлого, больше не будут происходить, тогда и само пространство перестанет существовать.
Причинность подтверждается существованием пространства. Когда мы достигнем точки во Вселенной, где ничего не происходит, когда между событиями больше нет причинно-следственных связей, физическая Вселенная закончит свое существование.
Читайте также: Почему все больше физиков начинают считать пространство и время иллюзией?