Я сидела в такси вместе с молодым человеком, и когда я сказала ему, что я физик, он спросил: “О, а могу я задать вам вопрос о квантовой механике?”. Я удивилась: “Ну, хорошо, задавайте”. И он сказал: “Один шаман сказал мне, что моя бабушка до сих пор жива благодаря квантовой механике. Это правда?”
Мне пришлось сделать паузу и попытаться понять, и, подумав об этом некоторое время, я пришла к выводу, что это не совсем абсурдно. Но дело в том, что это не имеет никакого отношения к квантовой механике. На самом деле это имеет отношение к специальной теории относительности Эйнштейна. Все дело в реальности времени. Это вопрос о том, имеет ли настоящий момент, это “сейчас”, которое мы переживаем, фундаментальное значение.
Есть много вещей, например, большие экзистенциальные вопросы о жизни после смерти, о которых физика действительно может нам что-то рассказать. До Эйнштейна время было универсальным параметром. Мы все разделяли один и тот же момент времени; один и тот же момент настоящего времени, с которым мы все могли согласиться. Но потом пришел Эйнштейн и сказал: “Все не так просто”. И главная причина этого в том, что скорость света конечна, и ничто не может идти быстрее скорости света – она одинакова для всех наблюдателей.
Это звучит как действительно невинное предположение, но оно имеет фундаментальное следствие, которое довольно легко понять. Если вас спросить, действительно ли вы уверены, что экран, на котором вы читаете эти строки находится прямо сейчас перед вами, вы наверняка ответите: “Да, конечно, вот он, в смысле, я держу его в руке, или я вижу его прямо перед собой”.
Но мы только что узнали, что скорость света конечна, и ничто не может двигаться быстрее скорости света. Поэтому все, что вы испытываете, все, что вы видите, вы видите так, как это выглядело в прошлом, через крошечный промежуток времени. Так откуда же вы знаете, что что-то существует прямо сейчас? Что вы вообще подразумеваете под словом “сейчас”? Именно эта проблема возникает в специальной теории относительности Эйнштейна.
Эйнштейн попытался создать понятие “сейчас” в этой новой теории, но потерпел неудачу. Представьте, что вы смотрите прямо перед собой, а на линии вашего зрения, скажем, слева направо, едет поезд. А в поезде едет ваша подруга, назовем ее Алиса. Теперь представим, что в тот самый момент, когда Алиса, стоящая в середине поезда, смотрит прямо на вас, на обоих концах поезда происходят вспышки света. И вопрос заключается в следующем: Произошли ли эти вспышки света в одно и то же время?
Если вы хотите ответить на этот вопрос, глядя на поезд, то это довольно просто. Эти вспышки света происходят одновременно. Обе они исходят от источников, находящихся на одинаковом расстоянии от вас. Поэтому, конечно, вы видите их в одно и то же время. Но как то же самое выглядит с точки зрения Алисы? Вспышки света происходят, но пока свет движется к ней, она движется к одному из источников света и удаляется от другого, так что путь одной вспышки для нее короче, а другой длиннее.
Таким образом, с точки зрения Алисы, вспышка света спереди поезда приходит раньше, чем сзади. Поэтому она скажет: “Нет, они не произошли в одно и то же время”. А теперь важный момент: все это относительность. То есть, вы обе имеете одинаково правильную точку зрения.
И что мы из этого заключаем? Ну, из этого мы делаем вывод, что нет однозначного понятия для определения того, что происходит сейчас: Это зависит от наблюдателя. Поэтому вы обе правы. И если следовать этой логике до конца, то получается, что каждый момент для кого-то может быть сейчас. И это включает все моменты в вашем прошлом, а также все моменты в вашем будущем. Эта невозможность определить единое понятие “сейчас”, с которым мы все согласны, называется “относительностью одновременности”.
И это очень важно, потому что это говорит нам о том, что в основе своей этот опыт настоящего времени, который мы все разделяем, не имеет смысла. Поэтому математическая основа, которую придумал Эйнштейн, чтобы понять смысл отсутствия настоящего момента, конечности скорости света и относительности одновременности, заключается в том, что он объединил пространство и время в одну общую сущность, которая называется пространством-временем. И более конкретно, поскольку настоящий момент не имеет фундаментального значения, все это пространство-время существует в настоящем моменте и называется блочная вселенная. В блочной вселенной прошлое, настоящее и будущее существуют одинаково. Вы просто не можете выделить одно конкретное время как особенное.
Таким образом, прошлое, в котором бабушка еще жива, существует точно так же, как и настоящий момент. Есть и другой способ взглянуть на эту идею, что люди, которые, к сожалению, умерли, в каком-то смысле все еще существуют – и это связано с тем, как работают фундаментальные законы природы, которые мы знаем. Они не уничтожают информацию. Единственное, что они делают, это перестраивают материю, излучение и все, что есть во Вселенной; они просто дают вам правила, как разместить их в разных местах с разной скоростью. Но вы можете применять эти правила как вперед, так и назад. А это значит, что если у вас есть очень, очень хороший компьютер, вы в принципе всегда можете узнать, что произошло раньше.
Так что в этом смысле информация не может быть уничтожена. Однако в практических целях она может стать недоступной для восстановления. Физики рассматривали два случая, когда информация может быть уничтожена, но до сих пор они не были решены: Один из них – это информация, которая падает в черную дыру. Мы не знаем, что с ней происходит. А другой – загадочный процесс измерения в квантовой механике, который также является нерешенной проблемой.
Итак, если кто-то, кого вы знали, умирает, то, конечно, мы все знаем, что вы больше не можете общаться с этим человеком. И это потому, что информация, составлявшая его личность, рассеивается в очень тонкие корреляции в останках его тела, которые переплетаются со всеми частицами вокруг него. И медленно, медленно они переходят в излучение, которое рассеивается по всей Солнечной системе, а в конечном итоге и по всей Вселенной.
Но это очень антропоморфная вещь: она очень привязана к нашему собственному существованию, и кто знает, что произойдет через миллиард лет или что-то в этом роде с природой людей. Может быть, появятся какие-то космические сознания, которые тоже будут рассеяны, и эта информация снова станет доступной.
Итак, я знаю, что это звучит безумно, но при всем том, что мы знаем о фундаментальных законах природы, о теориях Эйнштейна и о том, как работают наши нынешние теории, кажется, что наше существование на самом деле превосходит течение времени. Есть что-то вневременное в информации, которая составляет нас и все остальное во Вселенной.
И я думаю, что это действительно глубокое духовное понимание, которое мы получаем непосредственно при изучении основ физики. И я должна признаться, что лично мне очень трудно понять это интуитивно. Это выводы, которые мы делаем из наших наблюдений, и математика описывает их правильно. Совсем другое дело – понять смысл этого в повседневной жизни. Но как физик, я доверяю процессу открытия знаний, который происходит при использовании научного метода, и поэтому отношусь к этому серьезно.
Сабина Хоссенфельдер, физик и научный сотрудник Франкфуртского института перспективных исследований.
Читайте также: Пространство-время непрерывно или дискретно?