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

Предисловие Предисловие

Наш мозг не в состоянии придумать то, чего не существует вообще

Вокруг света
Польза стручковой фасоли для организма: советы врача и рецепты Польза стручковой фасоли для организма: советы врача и рецепты

Стручковая фасоль не только разнообразит рацион, но и поддерживает здоровье

РБК
БИНТИ БИНТИ

Какие микробы больше всего интересуют исследователей и кому лучше спится?

Наука и жизнь
Триколор и Булочка: 39 текстов про тело в одной книге Триколор и Булочка: 39 текстов про тело в одной книге

Тема телесности раскрывается в тридцати девяти текстах «Тело: у каждого свое»

СНОБ
О «LA’Театре» О «LA’Театре»

О театральной повестке в «LA’Театре»

Дилетант
Йети — снежный человек Йети — снежный человек

Негласный символ Кузбасса — снежный человек

КАНТРИ Русская азбука
Успеть за успехом Успеть за успехом

Что такое достигаторство и почему оно опасно хроническим трудоголикам

РБК
15 модных словечек и фраз, которые стоит позаимствовать из словаря зумеров 15 модных словечек и фраз, которые стоит позаимствовать из словаря зумеров

Разбираем зумерский сленг, чтобы найти с ними общий язык

Psychologies
5 главных трикстеров из мира кино 5 главных трикстеров из мира кино

Самые яркие примеры архетипов трикстера из кино

Psychologies
5 типов алкоголиков: к какому можно отнести вас 5 типов алкоголиков: к какому можно отнести вас

Наркологи выделили 5 типов выпивающих людей.

Maxim
Что такое «фанфляция», или почему у вас так мало денег на банковской карте Что такое «фанфляция», или почему у вас так мало денег на банковской карте

«Фанфляция» — на чем строится современная культура потребления

Psychologies
Как твой образ влияет на успех: практические советы Как твой образ влияет на успех: практические советы

Как использовать свой образ для достижения целей и реализации амбиций?

VOICE
Как культурно выпроводить загостившуюся свекровь: 3 совета невесткам Как культурно выпроводить загостившуюся свекровь: 3 совета невесткам

Что делать, если свекровь постоянно нарушает ваши личные границы?

Psychologies
Безопасно ли есть горячую еду, которую привезли холодной? Объясняют эксперты Безопасно ли есть горячую еду, которую привезли холодной? Объясняют эксперты

Остывшие готовые блюда могут быть действительно опасны для здоровья

VOICE
Что посмотреть на Алтае: топ необычных мест Что посмотреть на Алтае: топ необычных мест

О самых удивительных и загадочных местах Алтая

ФедералПресс
«Стихи Живаго и есть то, что нужно было сказать» «Стихи Живаго и есть то, что нужно было сказать»

Константин Поливанов о том, зачем Пастернаку понадобился доктор Живаго

Weekend
Тула. Город мастеров Тула. Город мастеров

Тула – здесь плелись интриги и вершились судьбы

Зеркало Мира
История одной вещи: как кассета изменила шоу-бизнес и кинорынок, а затем ушла в прошлое История одной вещи: как кассета изменила шоу-бизнес и кинорынок, а затем ушла в прошлое

Кто и как изобрел первый компактный аналоговый информационный носитель

Правила жизни
Решить проблему дефицита кадров в России поможет налоговая инновация СССР? Решить проблему дефицита кадров в России поможет налоговая инновация СССР?

Как увеличить производительность труда и обеспечить экономику работниками

ФедералПресс
«Самый популярный запрос — перевод денег из России» «Самый популярный запрос — перевод денег из России»

О юридических и организационных сложностях при репатриации в Израиль

РБК
Обстрелы, дроны, теракты: как поддержать себя, когда близкие в опасности? Советует кризисный психолог Обстрелы, дроны, теракты: как поддержать себя, когда близкие в опасности? Советует кризисный психолог

Как справиться с тревогой и беспокойством?

Psychologies
«В Орду! В Орду!» «В Орду! В Орду!»

Россия зачиналась в скопидомном сундуке Ивана Калиты

Дилетант
Как отозвать персональные данные и зачем это нужно Как отозвать персональные данные и зачем это нужно

Как отозвать согласие на обработку персональных данных и когда это не получится

CHIP
Почему люди из Азии пахнут иначе? Вот как мутация одного гена повлияла на их тела! Почему люди из Азии пахнут иначе? Вот как мутация одного гена повлияла на их тела!

Ген ABCC11 сильно влияет на запах тела у представителей разных этнических групп

ТехИнсайдер
Что делать, если пропали чувства в отношениях: 4 рекомендации нейропсихолога Что делать, если пропали чувства в отношениях: 4 рекомендации нейропсихолога

Почему пропадают чувства к любимому человеку? И что же делать в такой ситуации?

Psychologies
Каир: город святости, богатства и нищеты Каир: город святости, богатства и нищеты

Каир – памятники ушедших эпох и современные люди, живущие в нем

Зеркало Мира
10 отличных фильмов о мотоциклах, которые должен посмотреть каждый 10 отличных фильмов о мотоциклах, которые должен посмотреть каждый

Да-да, «Криминальное чтиво» тоже вошло, детка...

Maxim
Теперь положено! Теперь положено!

Отпускные, больничные и другие новшества для самозанятых

Лиза
4 простых лайфхака, как вывести плесень с одежды 4 простых лайфхака, как вывести плесень с одежды

Как убрать плесень на одежде — ловите целых четыре способа

ТехИнсайдер
Мария Орлова: «Чтение – это в первую очередь удовольствие» Мария Орлова: «Чтение – это в первую очередь удовольствие»

Как привить ребенку любовь к чтению – не обязательно расти на классике

Grazia
Открыть в приложении