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

Между войной и Великой депрессией Между войной и Великой депрессией

Мир после Первой мировой войны продолжал меняться с непривычной людям скоростью

Вокруг света
Астрономы впервые увидели разрыв очень массивной звезды сверхмассивной черной дырой Астрономы впервые увидели разрыв очень массивной звезды сверхмассивной черной дырой

Уникальное событие разрушения звезды сверхмассивной черной дырой

N+1
По небесным квартирам По небесным квартирам

Эпоха общей орбиты завершается: у каждой страны — своя космическая станция

Монокль
Жостово: вaм букетик! Жостово: вaм букетик!

Жостовский расписной поднос — ровесник восстания декабристов

КАНТРИ Русская азбука
Фальшивый Чаадаев Фальшивый Чаадаев

Популярный портрет гусара Чаадаева является старой фальшивкой

Дилетант
5 ошибок, которые мешают вам копить деньги 5 ошибок, которые мешают вам копить деньги

Почему у вас не получается накопить сумму на мечту?

Psychologies
Женские секреты. Неудобные вопросы гинекологу, которые многие стесняются задать Женские секреты. Неудобные вопросы гинекологу, которые многие стесняются задать

Самые распространенные деликатные проблемы, которые волнуют женщин

Лиза
Благородный винтаж и вещи «первой руки»: почему все охотятся за антикварной мебелью Благородный винтаж и вещи «первой руки»: почему все охотятся за антикварной мебелью

Галеристы фиксируют: на рынке антикварной мебели уже третий год идет оживление

Forbes
Эмоциональный инцест: 4 признака, что вы слишком близки с ребенком Эмоциональный инцест: 4 признака, что вы слишком близки с ребенком

Где та грань, за которой близость с родителями становится нездоровой?

Psychologies
Почему мы ненавидим в других то, что не принимаем в себе? Почему мы ненавидим в других то, что не принимаем в себе?

Что такое проекция и почему нас раздражает то, что мы не принимаем в себе

Psychologies
Анна Теплицкая Анна Теплицкая

Романы, разводы, большие деньги — сериал «Наследники» есть у нас дома!

Собака.ru
Точно в срок: 7 советов любителям опозданий Точно в срок: 7 советов любителям опозданий

Вы изо всех сил стараетесь приходить вовремя, но постоянно опаздываете?

Psychologies
Уйти в айти Уйти в айти

7 востребованных IT-профессий, которые можно освоить, даже если ты гуманитарий

Лиза
Увидимся в среде Увидимся в среде

Какие идеи лежат в основе современной архитектурной политики мегаполисов

Правила жизни
Как вирус Эпштейна — Барр сближает гены Как вирус Эпштейна — Барр сближает гены

Как инфекция EBV приводит к возникновению лимфом у людей без снижения иммунитета

Наука и жизнь
Топ самых опасных для здоровья поз за рулем Топ самых опасных для здоровья поз за рулем

Самые опасные положения водителя в длительном путешествии на автомобиле

Maxim
Виктор Ерофеев — про Экзюпери, Олимпиаду в Париже и русскую культуру с одышкой Виктор Ерофеев — про Экзюпери, Олимпиаду в Париже и русскую культуру с одышкой

Писатель Виктор Ерофеев — о жизни как служении

СНОБ
Сталкер сновидений Сталкер сновидений

Можно ли управлять снами?

Лиза
Юридические тексты сравнили с магическими заклинаниями Юридические тексты сравнили с магическими заклинаниями

Зачем авторы официальных текстов используют такие сложные конструкции?

N+1
Японцы в России? Что? Да! Чем хорош новый Subaru Outback Японцы в России? Что? Да! Чем хорош новый Subaru Outback

Обновленный модельный ряд Subaru Outback по-прежнему доступен в России

Maxim
Иранская борьба – и не борьба вовсе! Иранская борьба – и не борьба вовсе!

Споры о том, чья борьба или какой спорт древнее, ведутся постоянно

Зеркало Мира
Обжиг: привет керамика! Обжиг: привет керамика!

Место, где не просто «горшки обжигают»

КАНТРИ Русская азбука
Подводный беспилотник исследовал ледяной шельф, но бесследно исчез Подводный беспилотник исследовал ледяной шельф, но бесследно исчез

Ученые составили карту нижней стороны шельфового ледника Дотсон в Антарктиде

ТехИнсайдер
Что нужно знать о бензопилах: 16 самых популярных вопросов Что нужно знать о бензопилах: 16 самых популярных вопросов

Как выбрать цепь для бензиновой пилы, можно ли заливать в нее моторное масло

CHIP
Название для смерти Название для смерти

Какие слова и понятия возникли во время Первой мировой войны

Weekend
Большая маленькая Риз Уизерспун Большая маленькая Риз Уизерспун

Кто еще готов шутить про глупых маленьких блондинок?

Караван историй
Радиоэлектронная борьба в армиях стран НАТО Радиоэлектронная борьба в армиях стран НАТО

Программы развития радиоэлектронной борьбы в России и США

Обозрение армии и флота
«Самый популярный запрос — перевод денег из России» «Самый популярный запрос — перевод денег из России»

О юридических и организационных сложностях при репатриации в Израиль

РБК
5 причин посмотреть новый фильм «Ворон» 2024 года 5 причин посмотреть новый фильм «Ворон» 2024 года

«Ворон»: получилась ли новая экранизация комикса удачной?

Maxim
Биохакинг на экспорт: как запустить медицинский бизнес на постсоветском пространстве Биохакинг на экспорт: как запустить медицинский бизнес на постсоветском пространстве

Как сеть клиник биохакинга Biorise запустила франшизу в Казахстане и Армении

Forbes
Открыть в приложении