Юрий Артамонов - Ли Смолин. Возрожденное время: От кризиса в физике к будущему вселенной

к оглавлению

Ли Смолин

Возрожденное время:

От кризиса в физике к будущему вселенной

Time Reborn: From the Crisis in Physics to the Future of the Universe / Lee Smolin.

HOUGHTON MIFFLIN HARCOURT Boston New York 2013

ISBN 978-0-547-51172-6

© перевод Юрий Артамонов

2014

[email protected]

к оглавлению

Моим родителям Полин и Майклу

С огромной благодарностью Роберто Мангабейра Унгеру

за совместное путешествие

vii

Оглавление

Предисловие xi

Введение xxi

Часть I

Тяжелое наследие: Изгнание времени  

1. Падение 3

2. Исчезновение времени 12

3. Игра в мяч 25

4. Изучение физики в ящике 37

5. Изгнание новшеств и сюрпризов 46

6. Относительность и безвременье 54

7. Квантовая космология и конец времени 76

Часть II

Просвет в облаках: Возрожденное время  

Интерлюдия: Недовольство Эйнштейна 91

8. Космологическое заблуждение 95

9. Космологический вызов 103

10. Принципы Новой Космологии 114

11. Эволюция законов

123

12. Квантовая механика и освобождение атома 140

13. Битва относительности и квантов 154

к оглавлению

14. Время, возрожденное из относительности 164

15. Возникновение пространства 172

16. Жизнь и смерть Вселенной 193

17. Время, возрожденное из жара и света 213

18. Бесконечное пространство или бесконечное время? 227

19. Будущее времени 240

Эпилог: Размышление во времени 252

Примечания 273

Библиография 295

Благодарности 299

Алфавитный указатель 305

к оглавлению

Все вещи происходят друг из друга,

И исчезают друг в друге

Согласно необходимости ...

В соответствии с порядком времени. - АНАКСИМАНДР, О природе

к оглавлению

Предисловие

    Что такое время?

    Этот обманчиво простой вопрос является одной из наиболее важных проблем, встающих перед наукой, когда мы глубже исследуем основания вселенной. Все тайны, стоящие перед физиками и космологами, - от Большого Взрыва до будущего вселенной, от головоломок квантовой физики до объединения сил и частиц - сводятся к природе времени.

    Прогресс науки отмечен освобождением от иллюзий. Вещество казалось гладким, но оказалось сделанным из атомов. Атомы казались неделимыми, но оказались построенными из протонов, нейтронов и электронов, первые и вторые из которых сделаны из еще более элементарных частиц, называемых кварками. Солнце, казалось, ходит вокруг Земли, но на самом деле наоборот - и когда вы перейдете к самой сути, оказывается, что все движется относительно всего остального.

    Время наиболее распространенный аспект нашего повседневного опыта. Все, что мы думаем, чувствуем или делаем, напоминает нам о его существовании. Мы воспринимаем мир как течение моментов, которые составляют нашу жизнь. Но физики, как и философы, долго говорили нам (а многие люди так и думают), что время, в конечном счете, является иллюзией.

    Когда я спрашиваю моих друзей, не имеющих отношения к науке, что, по их мнению, есть время, они часто отвечают, что его прохождение обманчиво и все, что бы ни было на самом деле реально, - истина, справедливость, божественность, законы науки - лежит вне него. Идея о том, что время это иллюзия, является философским и религиозным общим местом. На протяжении тысячелетий люди примиряли себя с трудностями

к оглавлению

жизни и с нашей смертностью с помощью веры в возможность окончательного бегства во вневременной и более реальный мир.

    Некоторые из самых знаменитых наших мыслителей декларировали нереальность времени. Платон, величайший философ античного мира, и Эйнштейн, величайший физик современного мира, оба учили видению природы, в котором реальность не содержит времени. Они рассматривали наше чувство времени как случайность в наших людских обстоятельствах - случайность, которая скрывает от нас правду. Оба верили, что иллюзия времени должна быть преодолена, чтобы воспринять реальность и истину.

    Раньше я верил в неотъемлемую нереальность времени. Более того, я пришел в физику потому, что по-юношески жаждал заменить ограниченный во времени человеческий мир, который я рассматривал как ужасный и неизлечимый, на мир чистой вечной истины. Позднее в жизни я открыл, что довольно приятно быть человеком, и необходимость в трансцедентном бегстве постепенно исчезла.

    Более того, я больше не верю, что время нереально. Фактически, я переметнулся на противоположную точку зрения: Не только время реально, но и из того, что мы знаем или ощущаем, нет ничего более близкого к сущности природы, чем реальность времени.

    Мои причины для такого разворота лежат в науке - и, особенно, в современных результатах физики и космологии. Я пришел к уверенности, что время есть ключ к смыслу квантовой теории и к ее возможному объединению с пространством, временем, гравитацией и космологией. Самое важное, я верю, что для придания смысла картине вселенной, которую нам приносят космологические наблюдения, мы должны по-новому принять реальность времени. Это то, что я имею в виду под возрождением времени.

    Большая часть этой книги излагает научные аргументы в пользу веры в реальность времени. Если вы один из многих, кто верит, что время это иллюзия, я имею цель изменить ваши взгляды. Если вы уже верите, что время реально, я надеюсь дать вам лучшие основания для вашей веры.

    Эта книга для каждого, поскольку нет никого, чьи размышления о мире не привели бы к вопросу, а как он видит время. Даже если вы никогда не задумывались над его смыслом, ваши мысли - тот самый язык, при помощи которого вы выражаете ваши соображения, - расцвечены античными сверхъестественными идеями о времени.

к оглавлению

    Когда мы принимаем революционный взгляд, что время реально, меняется и наш способ мыслей обо всем остальном. В особенности, нам придется смотреть на будущее неким новым способом, который живо выдвигает на первый план как счастливые возможности, так и опасности, грозящие человеческому виду.

    Небольшая часть излагаемой в этой книге истории представляет собой персональное путешествие, которое привело меня к открытию времени заново. Мою изначальную мотивацию лучше всего описать не на языке науки, а на языке отцовства, через беседы, которые я вел со своим маленьким сыном, главным образом, когда я укладывал его в постель в конце дня. 'Папа', - спросил он однажды, когда я читал ему, - 'у тебя было мое имя, когда ты был моего возраста?' Это был детский прорыв к знанию, что было время до него, и поиск связи короткой еще истории его жизни с куда более длинной эпопеей.

    Каждое путешествие несет урок для преподавания, и мой заключался как раз в осознании того, насколько радикальная идея содержится в простом утверждении, что время реально. Начиная мою жизнь в науке с поиска уравнения за пределами времени, я теперь верю, что глубочайший секрет вселенной, ее сущность лежит в том, как она развивается во времени момент за моментом.