Техника - молодёжи 1968-06, страница 18

2. «ВРЕМЯ

ТЕЧЕТ ВПЕРЕД»

Зта простая фраза заставляет задумываться. И в популярной и в специальной научной литературе все чаще задается вопрос, почему только вперед и всегда ли вперед?

Физики говорят, что до Эйнштейна однонаправленность «стрелы» времени вытекала просто из здравого смысла. Увы, здравый смысл нередко подводил науку, даже тогда, когда он казался незыблемым, как «неделимый атом». Атом оказался делимым, но время по-прежнему течет из прошлого в будущее. И только совсем недавно начали проясняться контуры удивительных свойств времени.

Еще никто не видел, чтобы мертвый воскрес, старик с годами становился моложе, а разбитое яйцо снова превратилось в целое. Нас буквально со всех сторон обступают необратимые процессы, хотя не всегда ясно, почему они необратимы.

Диалектико-материалистическое определение: пространство и время суть формы существования материи — впервые подорвало тот абсолютизм, которым наделяли эти понятия физики прошлого. Время и пространство просто немыслимы без объективной реальности, которая называется материей, И если изучать природу пространства и времени, то это можно сделать, лишь изучая свойства материи.

Так оно и оказалось!

Классическая физика утверждала, что законы природы симметричны относительно прошлого и будущего. Если возможен процесс, идущий в одном направлении, то ничто не может помешать ему идти в обратном. Часто приводят образец обратимости процессов, указывая на биллиардный шар, ударяющий о борт стола, либо на маятник часов. И у шара и у маятника возможны прямое и обратное движение. И только после осознания того, что они состоят из огромного количества атомов, вдруг стало ясно, что полная обратимость физического процесса возможна лишь в макроскопических масштабах.

Действительно, в каждый момент времени в атомах, из которых состоят названные предметы, происходят сложные изменения хотя бы^ в результате теплового движения. Биллиардный шар, который проделал в полном соответствии с законами механики сначала прямое, а затем обратное движение, — это не один и тот же шар. Удивительно, что древнегреческие материалисты понимали невозможность «дважды войти в одну и ту же реку», а со времен Лапласа и Ньютона стали считать, будто тела всегда остаются одними и теми же.

Если говорить строго, прошлое равноценно будущему лишь тогда, когда атомы бнллиардного шара в конце его обратного пути окажутся в тех же состояниях, что и в начале этого пути. Увы, это невозможно. Наглядное «разоблачение» подобной ситуации совсем недавно продемонстрировала электронная счетно-решающая машина. На ней был смоделирован биллиардный стол, на котором в известных местах (координатах) покоилось около десятка «шаров». В течение нескольких секунд машина «гоняла» шары по столу, сталкивала их друг с другом, они разлетались в соответствии с законами классической механики. Затем, внезапно заморозив картину, машина запустила весь процесс обратно. Можно было ожидать, что по истечении времени, равного времени прямого процесса, все шары окажутся на своих первоначальных местах.

Ничего подобного не произошло I Картина совершенно изменилась, шары оказались не там, откуда они начали свое путешествие.

Читатель, вероятно, догадывается, почему так вышло. Ведь любое вычислительное устройство решает задачу с конечной точностью, с какой-то ошибкой. На машине координаты воображаемых шаров определялись с точностью до шестого десятичного знака, и это внесло хаос в обратное движение модели. Ничтожное отклонение от первоначального пути создавало ситуацию, очень напоминающую ту, что существует в реальном мире. Любая попытка обратить движение наталкивается на невозможность пустить вспять процесс, который уже произошел во всех атомах вселенной, которые, как известно, находятся во взаимодействии друг с другом.

В квантовой механике доказывается невозможность одновременного установления абсолютно точных значений пар величин, именуемых дополнительными (импульс и координата, энергия и время). Эта принципиальная неопределенность, по-видимому, и лежит в основе необратимости микроскопических явлений, которые обратимы лишь в среднем. Повернуть время вспять в масштабах даже крохотной «машины времени», в сущности, невозможно, ибо она находится во взаимодействии со всей природой.

Математические законы квантовой механики симметричны относительно обращения времени, но эта симметрия начинает нарушаться, как только физики переходят ко все более слабым видам взаимодействий между элементарными частицами. Не так давно было показано: мир не симметричен относительно правого и левого направлений в пределах нейтрино. А совсем недавно американский физик-теоретик Фейнман высказал мысль, что позитрон — это электрон, двигающийся из будущего в прошлое! Значит, время все же обратимо? Пусть в пределах электрона, но все же допустимо мыслить «путешествие во времени»?

Теоретическая модель Фейнмана изящна и гипнотизирует своей парадоксальностью. Однако до сих пор в физике нет прямых доказательств того, что однонаправленность времени — всего лишь среднестатическое явление. Чтобы это доказать, нужно рассмотреть мир элементарных частиц всей вселенной, которая бесконечна.

14