«Если», 1995 № 03 - Джон Браннер

«Что такое время? — задает он вопрос в своей книге «Исповедь». — Пока никто меня об этом не спрашивает, я понимаю, нисколько не затрудняясь, но как только хочу дать ответ об этом, я становлюсь совершенно в тупик». Его смущают многие вопросы. Ни прошлого, ни будущего реально не существует, реален лишь миг настоящего. Пытаясь разобраться в этих противоречиях, Августин приходит к выводу, что прошедшее и будущее можно осмыслить только через настоящее: прошлое он отождествляет с воспоминанием, будущее — с ожиданием. Все это означает, что время субъективно и вне нашего ума не существует. И хотя, согласно Августину, время — всего лишь плод человеческого ума, его теория несомненно явилась серьезным шагом вперед по сравнению с представлениями античной философии.

Следующие шаги в раскрытии тайн времени были сделаны в XVII–XVIII веков. И здесь большая заслуга принадлежит Френсису Бэкону, который обосновал индуктивный метод анализа. В науке, утверждал он, следует опираться только на факты: если классифицировать их правильно, не допуская при этом ошибок, то можно прийти к новым научно обоснованным выводам. Однако добиться каких-либо серьезных успехов с помощью своего метода Бэкону не удалось: одного только индуктивного обобщения фактов обычно недостаточно, новые результаты в науке чаще получают, когда к этому добавляют смелые гипотезы. Первый, кто наиболее удачно воспользовался новым научным методом, был основоположник классической механики Ньютон. Правда, сам он вслед за Бэконом повторял: гипотез не измышляю.

Имея в виду это высказывание Бэкона, Энгельс обозвал его «индуктивным ослом». Гнев Энгельса можно понять: созданная им вместе с его другом Марксом теория научного коммунизма построена именно на гипотезах, она ни в малой степени не основывалась на фактах.

Но в методе, на который в действительности в своих работах опирался Ньютон, Энгельс просто не разобрался: великий физик отвергал всего лишь поспешные и необоснованные гипотезы. А гипотезы, которые, как ему представлялось, соответствуют опытным данным, Ньютона устраивали вполне. Правда, называл он их не гипотезами, а принципами.

В самом деле, что представляет собой образ Вселенной, какой она предстает на страницах его главного труда, который называется «Математические начала натуральной философии»? Бесконечное, не имеющее границ пустое пространство, где размещены небесные светила. Время, идущее от века, совершенно одинаково во всех уголках этой необъятной Вселенной. Это самая настоящая гипотеза.

Абсолютное время, ставшее теперь универсальной характеристикой Вселенной, вошло в качестве параметра в уравнения классической механики, записанные Ньютоном. И расчеты, выполненные с помощью этих уравнений, стали давать результаты, очень хорошо совпадавшие с тем, что наблюдалось в экспериментах.

Но в конце XIX века появились первые признаки того, что в классической науке не все в полном порядке. Ни в одном из экспериментов не удалось обнаружить эфир — светоносную среду, якобы заполняющую космическое пространство. Не сумели физики объяснить и закономерности излучения нагретых тел в инфракрасной области спектра. «Два последних облачка на ясном небосводе науки», — пожимали плечами ученые в уверенности, что решение вскоре будет найдено. Но они ошибались: из первого «облачка» скоро явилась теория относительности, а из второго — квантовая механика.

Итак, обратимся к Вселенной Эйнштейна. Время перестает быть независимым параметром; чтобы правильно описать мир, надо говорить о едином пространстве-времени. Утратил свой смысл образ ньютоновских часов, которые с абсолютной точностью как бы отмеряли ход времени в самых отдаленных уголках необъятной Вселенной: течение времени для разных космических объектов оказалось зависимым от того, с какой скоростью эти объекты движутся относительно друг друга.

Немало неожиданностей принесла и квантовая механика. Оказалось, что ход времени нельзя считать абсолютно непрерывным: существуют такие маленькие промежутки времени, для которых само понятие этого хода утрачивает смысл. Продолжительность этих промежутков, которые называют планковским временем — в честь Макса Планка, одного из основоположников квантовой механики, — очень мала, всего 1-43 секунды. При этом масштабе время может останавливаться или даже течь в обратную сторону, утверждают теоретики.

А какое это может иметь значение, могут спросить читатели, разве у нас есть способ добраться когда-нибудь на опыте до таких невообразимо малых промежутков времени? Уже добрались, отвечают физики. Правда, не сразу: сначала теоретики назвали другую величину, тоже очень маленькую: 10-22 секунды. Если время меняется на столь малую величину, то меняются и связанные с ним характеристики пространства, а значит, и энергия — ведь ее величину можно выразить через координаты и время. Причем из теории следует, что, чем меньше время, тем больше величина соответствующей ему энергии.

10 22 секунды — это как раз такая продолжительность времени, при которой энергии хватает, чтобы буквально «из ничего», иными словами, из вакуума возник электрон. Правда, судьба этой частицы-призрака будет незавидной: пройдет еще 10-22 секунды, и он исчезнет, бесследно растворится в породившем его вакууме.

Я так и думал, скажет нетерпеливый читатель, ни до какой опытной проверки тут не добраться! Это верно, но только отчасти. Заметить такую частицу действительно невозможно: слишком непродолжительно время ее жизни, его не хватает, чтобы она успела вступить во взаимодействие с какими-либо другими стабильно существующими элементарными частицами. Поэтому эти ненаблюдаемые частицы, которые в изобилии порождаются вакуумом, физики назвали виртуальными, т. е. возможными.

Однако вакуум буквально «кипит» такими частицами, и хотя никакую из них невозможно обнаружить по отдельности, все вместе, коллективно они в состоянии повлиять на результат опыта. И эти коллективные свойства «призрачных» виртуальных частиц были действительно обнаружены во многих экспериментах. Вот какими странными свойствами, оказывается, обладает время на малых масштабах!

А теперь вспомним о еще более коротком промежутке времени — планковском времени — 10-32 секунд. Какой энергии он соответствует? С помощью формул квантовой механики эту величину подсчитать нетрудно — оказывается, этой энергии достаточно, чтобы из вакуума (из «ничего») возникла Вселенная, подобная нашей. Здесь сходятся интересы обеих физических дисциплин — теории относительности и квантовой механики. Решая уравнения Эйнштейна, наш соотечественник