По ту сторону звёзд 2.9. Почему время необратимо?

Научно-популярная книга о моей теории

Надо признать, мы живём в мире, где время течёт только вперёд. И не заставить его идти вспять. Хотя, честно, иногда так хочется это сделать. Наверно, поэтому писатели-фантасты и пишут книги о машинах времени и всемогущих существах, управляющих этой “непокорённой стихией”, чтобы хоть таким образом воплотить наши мечты. И все мы хотя бы изредка, наверно, верим им. Что в будущем, может, и смогут люди понять феномен времени и смогут, наконец, по желанию оказываться в будущем или прошлом. Короче, не хочет человечество верить в необратимость времени.
Но давайте попытаемся посмотреть на загадку стрелы времени по-научному. В нашем мире постоянно происходят какие-то физические процессы. Более того, можно сказать, наш мир – это совокупность всевозможных процессов. Но вот обратимы ли они во времени? Если, например, кусок льда положить на горячую сковородку, то он скоро растает, превратившись в лужицу, а сковородка станет менее горячей. Это произойдёт потому, что лёд и сковородка будут обмениваться тепловой энергией. Это явление нам знакомо и понятно. А возможен ли обратный процесс? Чтобы лужица отдала своё тепло обратно сковородке и снова превратилась в кусок льда, а сковородка стала горячей. О, нет! Такое невозможно, такое в нашей жизни в принципе не происходит.
А вот уравнения физики обратимы во времени. Это означает, что существует вероятность обратного процесса, просто она очень-очень маленькая. А это, в свою очередь, говорит о том, что вспять можно повернуть любой процесс, каким бы невероятным при этом он ни выглядел. То есть, согласно физическим уравнениям (которые, симметричны во времени, то есть обратимы), может существовать вероятность обратного процесса, просто она крайне маловероятна.
При изучении такого явления, как необратимость времени, не следует рассматривать процессы, происходящие с участием большого количества частиц, то есть происходящие в макромире. Это слишком сложная задача.
Чтобы лучше понять явление необратимости времени, нужно исследовать элементарные процессы, с участием, скажем, двух частиц. И если найдётся хоть один такой процесс, который принципиально не обратим во времени, то это и будет означать, что время не обратимо. Вот так-то. Один-единственный процесс, который категорически нельзя повернуть вспять (ни реально, ни согласно формулам), будет самым красноречивым доказательством того, что время идёт только вперёд. И бессмысленно лелеять мечты о машине времени.
Квантовые процессы описываются волновым уравнением Шрёдингера. Но это уравнение вероятностное. И, действительно, можно говорить лишь о вероятности нахождения частицы в данное время в данной точке пространства. Это всё из-за того, что в микромире есть неопределённость, которая, как мы уже знаем, есть результат незначительного присутствия Хаоса во Вселенной. И это волновое уравнение так же, как и остальные уравнения физики, обратимо во времени. Выходит, и в микромире все процессы имеют какую-то вероятность “обратного протекания”. Для одних событий эта вероятность больше, для других меньше, а для третьих ничтожно мала. Но во всех случаях эта вероятность ненулевая. Выходит, эта особенность также подтверждение того, что какая-то ненулевая вероятность обратного течения времени существует! Так ли это?
Нет. Есть всё же процесс, который необратим во времени. И мы его уже  рассмотрели. Это схлопывание волнового пакета. Это принципиально не обратимое явление. Это и есть тот самый один-единственный процесс, который нельзя повернуть вспять. Значит, время течёт только вперёд.
А как же быть с формулой, описывающей схлопывание частицы? Ведь все уравнения симметричны во времени. Оказывается, в этом случае всё по-другому. Нужно использовать два волновых уравнения. Одно будет описывать состояние элементарной частицы до схлопывания, второе – после.
После схлопывания волновой пакет расплывётся не мгновенно. Для этого потребуется определённое время. Процесс расплывания волнового пакета не может происходить со скоростью выше световой. Иначе возникнет противоречие со специальной теорией относительности.
Приведём другой, ещё более красноречивый пример, наглядно демонстрирующий, что время необратимо (рисунки 10 – 14). Для этого вспомним комнату, в которой электрон двигался дискретно. Комнату разделили перегородкой, и две её части стали удаляться в разных направлениях. В какой-то момент в одну из частей влетел фотон и столкнулся с электроном, который затем схлопнулся, превратившись почти в точку. А другая часть комнаты осталась пустой. Схлопнувшийся электрон начал расплываться, занимая постепенно ту часть комнаты, в которой находился в момент столкновения с фотоном. Другая часть так и осталась пустой. Это пример явной необратимости времени.
Увы, время необратимо. И надо жить, наслаждаясь каждым мгновением. Потому что это мгновение уже не вернётся.

Читайте главу 3.1

Добавить комментарий