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

Суп кочевника Суп кочевника

Монгольский наваристый мясной суп

Вокруг света
Щи: вoт она, скрепа! Щи: вoт она, скрепа!

Щи случались на столах наших предков чаще, чем что-либо еще

КАНТРИ Русская азбука
Премудрость букв Премудрость букв

Чтобы прочесть текст на латыни или на церковнославянском, мало знать язык

Вокруг света
Дорогие и грязные: почему в Москве-реке, Ганге и Темзе нельзя купаться Дорогие и грязные: почему в Москве-реке, Ганге и Темзе нельзя купаться

В каком состоянии находятся главные водные артерии мира?

Forbes
Природная связь Природная связь

Как общаются существа, у которых нет мозга и вообще нервной системы?

Вокруг света
Главные гангстеры Екатеринбурга: история группировки «Уралмаш» Главные гангстеры Екатеринбурга: история группировки «Уралмаш»

«Уралмаш» — самая мощная банда, орудовавшая в столице Урала, Екатеринбурге

ТехИнсайдер
Азбучные неистины Азбучные неистины

Перечислим несколько «азбучных истин» из учебников, опровергнутых временем

Вокруг света
Катастрофа на озере Ниос: как токсичная вода за ночь унесла жизни 1746 африканцев Катастрофа на озере Ниос: как токсичная вода за ночь унесла жизни 1746 африканцев

Трагедия на озере Ниос: что произошло с обычным водоемом в тот жуткий день?

ТехИнсайдер
Парадокс Спящей красавицы Парадокс Спящей красавицы

Возможно ли впасть в оцепенение на столетие и потом вернуться к жизни?

Вокруг света
Новая жизнь Новая жизнь

Вилла в Сочи с интерьером вне времени

SALON-Interior
Охота Дантеса Охота Дантеса

Жорж Дантес — лихой офицер, планировавший себе блестящее будущее в России

Дилетант
Что вытворяют тарантулы во время стресса и какой вид смертельно опасен для человека: 50 шокирующих фактов о пауках Что вытворяют тарантулы во время стресса и какой вид смертельно опасен для человека: 50 шокирующих фактов о пауках

Пауки не только устрашающе выглядят, но и полны загадок

ТехИнсайдер
Эпохальное восьмилетие Эпохальное восьмилетие

Какой была «ельцинская эпоха» независимой России?

Дилетант
Ангелы прилетели Ангелы прилетели

Мастер-класс по самодельным ангелам, дарящим ощущение праздника и чудес

КАНТРИ Русская азбука
Легенда о старце Легенда о старце

Конспирологическая теория о связи старца Феодора Кузьмича и Александра I

Дилетант
Психолог о демографической проблеме: «Мы подсели на иглу комфорта» Психолог о демографической проблеме: «Мы подсели на иглу комфорта»

Почему молодые люди не стремятся заводить семьи

ФедералПресс
Золотое учение Золотое учение

Иравади, главная река Мьянмы, пересекает страну с севера на юг

Вокруг света
Почему не работает спидометр и как это исправить Почему не работает спидометр и как это исправить

Проблема неработающего спидометра, а также варианты его диагностики и ремонта

РБК
Золото короны: как члены королевских семей выступали и побеждали на Олимпиадах Золото короны: как члены королевских семей выступали и побеждали на Олимпиадах

Члены королевских семей, которым удалось пробиться на Олимпийские игры

Forbes
Екатерина Гусева: «Чем больше отдаю душевных сил, тем больше получаю солнечной энергии!» Екатерина Гусева: «Чем больше отдаю душевных сил, тем больше получаю солнечной энергии!»

Я чувствую, что наполнена зрительской благодарностью и любовью

Караван историй
Люди перестали пить? Вот что такое «трезвые бары»: интересный факт! Люди перестали пить? Вот что такое «трезвые бары»: интересный факт!

Почему «трезвые бары» становятся всё популярнее? О чем говорит эта тенденция?

ТехИнсайдер
Дарья и Александра Соломины: «Чем старше он становился, тем чаще возвращался к своему читинскому детству» Дарья и Александра Соломины: «Чем старше он становился, тем чаще возвращался к своему читинскому детству»

Юрий Мефодьевич никогда не вел себя как звезда

Караван историй
6 причин, по которым ты не испытываешь оргазм, и способы это исправить: советы нейробиолога 6 причин, по которым ты не испытываешь оргазм, и способы это исправить: советы нейробиолога

Аноргазмия: думаешь, с тобой что-то не так? Ничего подобного!

VOICE
Иди и дружи! Иди и дружи!

Как быть, если в книжках дружба есть, а в жизни ребенка – совсем наоборот?

Лиза
Чистота душевная, любовь нелицемерная Чистота душевная, любовь нелицемерная

Сергий Радонежский – один из самых почитаемых православных святых

Зеркало Мира
Инновационные решения ЦНИРТИ армии и флоту к 120-летию РЭБ Инновационные решения ЦНИРТИ армии и флоту к 120-летию РЭБ

Основные направления деятельности ЦНИРТИ сегодня

Обозрение армии и флота
10 сложностей в отношениях, о которых молчат мужчины 10 сложностей в отношениях, о которых молчат мужчины

Какие сложности испытывают мужчины в отношениях и как с ними справиться?

Psychologies
Иногда «Оно» возвращается Иногда «Оно» возвращается

Возвращение хоррор-хита «Оно приходит за тобой», прославившего Майку Монро

Weekend
50 cent, Леди Гага и другие звезды отказываются от секса: почему они это делают? 50 cent, Леди Гага и другие звезды отказываются от секса: почему они это делают?

Может ли отказ от секса изменить вашу жизнь к лучшему?

Psychologies
Эколог Крейндлин: эти животные будут осенью бросаться под колеса Эколог Крейндлин: эти животные будут осенью бросаться под колеса

Каких животных стоит остерегаться российским водителям осенью?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении