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

Человек улучшенный Человек улучшенный

Самые знаменитые предсказания и проекты усовершенствования человечества

Вокруг света
Играет с огнем Играет с огнем

Евгений Стычкин: сам себе режиссер и всем папа

Men Today
Разрушитель порядка Разрушитель порядка

Попробуем нарисовать исторический портрет князя Потёмкина

Дилетант
Елей: лей-лей, не жaлей Елей: лей-лей, не жaлей

В каких ситуациях вне храма может помочь чудодейственное масло — елей

КАНТРИ Русская азбука
Месть пиратки Жанны Месть пиратки Жанны

За что и кому мстила предводительница пиратов?

Вокруг света
«Завышенная цена стала рыночной»: почему дорожает аренда элитной недвижимости «Завышенная цена стала рыночной»: почему дорожает аренда элитной недвижимости

С чем связан рост арендных ставок на элитное жилье в Москве

СНОБ
Согласование времен Согласование времен

Как в средневековой Европе измеряли и воспринимали время

Вокруг света
5 способов укрепить свой внутренний стержень 5 способов укрепить свой внутренний стержень

Как развивать внутреннюю опору, которая поможет справляться с трудностями

Psychologies
Аква инкогнита Аква инкогнита

Как вода нарушает правила жидкостей

Вокруг света
Топ-6 мифов о яхтинге в России Топ-6 мифов о яхтинге в России

Развенчиваем главные заблуждения о способе совместить приятное с роскошным

Maxim
Когда это закончится? Когда это закончится?

Жителям Польши дольше других пришлось ждать, чем кончится схватка

Дилетант
Вредные советы из СССР Вредные советы из СССР

8 кулинарных лайфхаков, которым не стоит следовать

Лиза
«Человек старый, разбитый, больной и медлительный» «Человек старый, разбитый, больной и медлительный»

Характеристика на первого председателя ЦИК СССР Наримана Нариманова

Дилетант
Город вокруг урочища Город вокруг урочища

Петрозаводск: успешная трансформация государственного индустриального города

Weekend
Равновесие сил Равновесие сил

Свет и Тьма как две основы мироздания

Вокруг света
Нейробиологи рассказали, как в мозге возникает память о страхе Нейробиологи рассказали, как в мозге возникает память о страхе

Память о страхе связана не только с работой нейротрансмиттеров в мозгу

ТехИнсайдер
Одиночество лидера Одиночество лидера

Одиночество как проявление силы человека в исполнении Николая Рериха

Вокруг света
«Подделка»: сериал о том, как женщины сталкиваются с аферистами в дейтинге «Подделка»: сериал о том, как женщины сталкиваются с аферистами в дейтинге

«Подделка»: сериале и о реальной истории обмана, которая легла в его основу

Forbes
Андрей Себрант: «В карьере нет заранее известной конечной точки» Андрей Себрант: «В карьере нет заранее известной конечной точки»

Как технологии повлияли на карьерное развитие в IT и где искать предсказуемость

РБК
Начни с нуля Начни с нуля

8 полезных фильмов для тех, кто начинает свой бизнес

Лиза
«Обыкновенные убийцы: Как система превращает обычных людей в монстров» «Обыкновенные убийцы: Как система превращает обычных людей в монстров»

Почему немецкие солдаты редко испытывали стресс из-за убийства евреев

N+1
11 идей прелюдии, которые должна попробовать каждая женщина 11 идей прелюдии, которые должна попробовать каждая женщина

Собрали лучшие идеи для прелюдии — выбирай и тестируй!

VOICE
Лазерные фары уходят: что не так с технологией, которая должна была «произвести революцию» Лазерные фары уходят: что не так с технологией, которая должна была «произвести революцию»

Почему автопроизводители тихо убирают модели с лазерными фарами?

ТехИнсайдер
Изменение вектора: как политика отразится на новом поколении Изменение вектора: как политика отразится на новом поколении

Почему власти стали уделять такое внимание развитию подрастающего поколения?

ФедералПресс
Крушение «Осоавиахима» Крушение «Осоавиахима»

В 1933 году граждане СССР праздновали триумф науки и техники — полёт стратостата

Дилетант
Юла: кручу-верчу Юла: кручу-верчу

Яркая и шумная юла уже много веков веселит малышню в российских домах

КАНТРИ Русская азбука
«Один на один с жизнью»: почему человек становится жертвой. Отрывок из книги психолога «Один на один с жизнью»: почему человек становится жертвой. Отрывок из книги психолога

Почему человек чувствует себя жертвой? Можно ли этому противостоять?

СНОБ
Как растет взаимодействие с Китаем Как растет взаимодействие с Китаем

Китай и Россия на фоне западных санкций стали друг для друга выгодными

РБК
Деликатесы со всего мира Деликатесы со всего мира

Необычные деликатесы, которые вы есть не стали бы

Зеркало Мира
Ловушки отношений без любви. Как выйти из неудачного брака Ловушки отношений без любви. Как выйти из неудачного брака

Катерина Мурашова: Как уйти от мужа, который не дает развод

СНОБ
Открыть в приложении