Мозг – повелитель времени - читать онлайн книгу. Автор: Дин Буономано cтр.№ 43

Вообще говоря, стандартная единица измерения времени (секунда) теперь по определению составляет 9192631770 периодов колебания, соответствующих резонансной частоте атома цезия 133, а это приблизительно равно времени поворота Земли вокруг своей оси на 1/240 градуса. На Зимних Олимпийских играх 2014 г. в соревнованиях по скоростному спуску для преодоления траектории лыжникам требовалось 126 этих единиц времени. Этим примером я хочу показать, что часовое время можно рассматривать в качестве условной единицы для стандартизации изменений.

Время очень удобно использовать для определения соотношений скоростей самых разных физических процессов (сторонников такого воззрения иногда называют реляционистами). Вот как выразился физик XIX в. Эрнст Мах: «Мы не можем измерять изменения вещей посредством времени. Напротив, время — это абстракция, к которой мы приходим через [наблюдение] за изменением вещей» ¹⁸².

Когда в предыдущих главах мы обсуждали, как мозг определяет время, мы в неявном виде уже использовали представление о том, что время — это мера изменения состояния физических систем. Как мы используем в качестве таймера расходящиеся по воде круги от упавшей капли дождя, так наш мозг использует динамические изменения сети нейронов для определения корреляций между состояниями сети и изменениями, происходящими во внешнем мире. Так что задача ежесекундно стучать по клавише пальцем сводится к согласованию изменений в головном мозге с изменениями показаний часов, изготовленных руками человека. В конечном итоге, говоря о том, что мозг определяет время, мы имеем в виду именно это ¹⁸³.

Мешанина концепций и теорий относительно природы времени (презентизм, этернализм, временно́й и безвременно́й подход, эволюционирующий «блок вселенной», реляционизм и др.) говорит лишь о том, что у нас нет точного представления относительно природы времени. Но если все же попытаться выделить наиболее популярную теорию в физике и философии, то это, безусловно, этернализм.

Заметим, однако, что эта теория полностью противоречит интуиции: она ставит под сомнение одно из наиболее универсальных человеческих ощущений, заключающееся в том, что настоящее — это зона контакта между прошлым, которого уже нет, и неизвестным будущим, которое только должно наступить. Этернализм не соответствует нашему субъективному ощущению течения времени, поскольку в рамках этой концепции все моменты времени одинаково реальны, как все точки пространства. По этой причине у философов и физиков должны иметься достаточно веские причины для принятия концепции этернализма. Далее мы обсудим две такие причины. Я назову их: 1) в соответствии с законами физики сейчас — условно выбранный момент времени, как здесь — условно выбранная точка пространства; 2) из специальной теории относительности Эйнштейна вытекает, что все моменты времени встроены во временную ось «блока вселенной».

НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ КО ВРЕМЕНИ

Наши успехи в постижении основополагающих законов мироздания, возможно, являются самым главным интеллектуальным достижением человечества. Законы физики обладают настолько невероятной силой, что смогли ответить на вопросы, с которыми древние люди когда-то обращались к богам. Что это за светящиеся точки на ночном небе? Почему Солнце восходит и заходит? Мы больше не связываем затмения, стихийные бедствия и капризы погоды с прихотями тысяч божеств, которым поклонялись на протяжении многих тысячелетий.

Первый шаг в этом направлении сделал Ньютон. Он описал законы, управляющие поведением предметов в нашей каждодневной реальности — от падения яблока до движения планет. Создав специальную и общую теорию относительности, Эйнштейн расширил (и исправил) законы Ньютона. Эйнштейн снабдил нас необходимыми инструментами для постижения космических событий, произошедших после Большого взрыва, и помог осознать, что время и пространство связаны между собой, а сила тяготения существует только в пространственно-временно́м измерении.

Однако, в отличие от планет и звезд, субатомные частицы, по-видимому, имеют свой собственный свод законов, пренебрегающий открытиями Эйнштейна. Эти законы были определены квантовой механикой в первые десятилетия XX в. В сверхъестественном квантовом мире частицы существуют в суперпозиционных состояниях (по-видимому, одновременно находясь в разных точках пространства) и постоянно влияют друг на друга, даже находясь на расстояниях в несколько световых лет.

Но законы физики, при всем невероятно сильном влиянии на нашу жизнь, не в состоянии объяснить одно из наиболее воспроизводимых наблюдений человека: настоящий момент времени отличается от всех остальных. Вот что пишет современный философ Крейг Каллендер: «Уравнения физики не объясняют, какие события происходят прямо сейчас — они похожи на карту, на которой нет кружочка с надписью «вы находитесь здесь». В них нет настоящего момента времени и, следовательно, нет течения времени».

Фундаментальные законы физики также ничего не говорят о том, почему нам кажется, что время движется вперед. Уравнения Ньютона и Эйнштейна, уравнения Максвелла (описывающие законы электричества и магнетизма) и квантовое уравнение Шредингера не зависят от того, развиваются ли события в «прямом» или «обратном» порядке ¹⁸⁴. Такие уравнения называют симметричными относительно времени. Это означает, что как движение из Лос-Анджелеса в Сан-Франциско эквивалентно движению из Сан-Франциско в Лос-Анджелес, так и законы Ньютона одинаково точно описывают процессы, протекающие в прямом и обратном направлении.

Представьте себе фильм, в котором показывают вращение Луны вокруг Земли, которая, в свою очередь, вращается вокруг Солнца. Этот сложный танец можно описать математическим образом с помощью законов Ньютона. Иными словами, используя серию уравнений, можно смоделировать движение этих трех небесных тел. Но представьте себе, что после того, как мы проделали эту работу, выяснилось, что фильм прокручивали в обратном направлении. Нам придется выбросить все наши результаты? Нет. Все уравнения будут верны, и нужно лишь изменить знак перед переменной t, чтобы указать на «прямое» направление движения тел по орбитам ¹⁸⁵. Аналогичным образом, если мы обнаружим, что составляли уравнения для фильма, отснятого тысячу лет назад, наши уравнения по-прежнему не потеряют силу. Законы Ньютона нечувствительны к направлению времени: они верны в прошлом, в настоящем и в будущем. И то же самое можно сказать об уравнениях теории относительности и квантовой механики. Законы физики не придают особого значения направлению времени и не выделяют какой-то особый момент. Для них прошлое, настоящее и будущее эквивалентны между собой.

УПРЯМАЯ СТРЕЛА ВРЕМЕНИ

Наверное, вы думаете: Ну, хорошо, я допускаю, что законы физики, управляющие движением планет, могут быть справедливы в обоих направлениях — вообще говоря, движение планет по орбитам кажется в одинаковой степени вероятным в прямом и в обратном направлении. Однако законы физики должны запрещать невозможные вещи, о которых я знаю из собственного опыта. Лопнувший шарик не надувается вновь, разбитое стекло не восстанавливается, а кубики льда в чае в конечном итоге всегда расплавляются. Кажется, законы физики постулируют невозможность обратных процессов! Вы удивитесь, но это не так.