Шамар Ринпоче
Шамарпа Ринпоче – второй высочайший лама в иерархии духовных учителей Карма Кагью
 
 

Главные события

14.12.2017 - 20.12.2017

Он традиционно состоится в Бодхгае (город в Индии, где Будда Шакьямуни достиг ...

13.01.2018 - 31.01.2018

В целом традиционный паломнический тур по стране продлится один месяц. География тура ...

 

Ближайшие события

 
 
Главная  → Учение  → Статьи  → Буддизм и наука  → «Совершенно верно, времени – нет!»

«Совершенно верно, времени – нет!»

Оказывается, путешествия во времени возможны! 

Непонятно?

Вам объяснит это ведущий физик Германии — Клаус Кифер.

В начале 20-х годов физик Артур Эддингтон считал, что есть только два человека, которые полностью понимают общую теорию относительности — Альберт Эйнштейн и он сам. Как много сегодня тех, кто понимает место в теории относительности такого понятия, как время?

Понятие времени в теории относительности сегодня понимают от силы 1000 или 2000 человек. Наверняка намного больше таких, кто обладает определенными элементарными знаниями в этой теории, но эти 1000-2000 человек могут также ее применять и возиться с уравнениями. По-моему, это довольно хорошая оценка.

Обычно раз в три года проходят международные конференции по теории относительности, и в них всегда принимает участие около 600 человек. Вы на всех присутствуете?

Почти на всех. Последняя конференция проводилась в Индии, и мне слишком неудобно было туда ехать. Но до этого, во Флоренции, я присутствовал.

Много ли найдется физиков, которые знают, чем на самом деле является время?

Это очень сложный вопрос, на который я тоже не смогу ответить. Я мог бы вам объяснить эволюцию этого термина от физики Ньютона до теории относительности и квантовой теории и, наконец, до новейших теоретических предположений. Но что такое время на самом деле, наверное, точно сказать не может никто. Можно сказать в подражание Августину: «Когда меня спрашивают, что такое время, я этого не знаю. Но когда меня не спрашивают, то я знаю».

Означает ли это, что современный физик знает о времени не больше, чем философ в средние века?

Нет, это значит только, что мы, физики, еще не понимаем время полностью, однако имеем интуитивное ощущение того, что это.

Полагаете ли вы так же, как ваш коллега Стивен Хокинг, что должна существовать основополагающая формула мира, способная объяснить также и феномен времени?

Я убежден, что современное состояние физики не является окончательным. В отношении того, придем ли мы когда-нибудь к основополагающей окончательной теории или фундаментальные исследования будут продолжаться бесконечно, я менее оптимистичен, чем Хокинг. В своей вступительной лекции в Кембридже он прогнозировал конец физики в этом смысле через 20 лет. Однако этот промежуток времени уже прошел, и недавно он продлил его, прибавив еще 20 лет. Некоторые вещи указывают на то, что наши теории сегодня — не лучшие. Важным показателем этого является тот факт, что не сходятся квантовая теория и теория относительности. Можно, конечно, сказать: да, все обстоит именно так и тут  дальше не продвинуться. Но — нет. Мы должны, по крайней мере, пытаться унифицировать эти теории и находить новые концепции, которые привели бы их под одну шапку.

Что же не сходится?

Многое, и в том числе понимание времени. Уже сейчас проходят конференции, специально посвященные проблеме времени в так называемой квантовой гравитации. Квантовой гравитацией называют любые попытки соединить квантовую теорию с общей теорией относительности, которая описывает гравитацию. Квантовая теория принесла много радикальных нововведений, но понятие времени переняла у Ньютона. Она не спрашивает, что такое время; физик — исследователь мельчайших частиц, до сих пор считывает время в своей лаборатории с обычных часов. Специальной теории относительности в определенном смысле тоже известно лишь внешнее понятие времени. Хотя здесь пространство-время и заменяет понятие времени, отделенного от пространства, когда-то введенное Ньютоном, оно все же дано богом и навечно. Пространство-время подобно арене, театру, где происходят все остальные физические явления. Сначала общая теория относительности ввела динамическое понятие времени, и гравитация понималась там как искривление времени и пространства. Это искривленное пространство-время больше не преподносится как нечто застывшее — оно сложным образом изменяется во взаимодействии с материей. Искривленное пространство-время отныне не является только ареной, но само принимает участие в игре.

Давайте по порядку. Не могли бы вы коротко продемонстрировать эйнштейновское понятие времени на каком-нибудь примере?

С удовольствием. Специальная теория относительности утверждает: часы в самолете идут медленнее часов на земле. Таково влияние скорости на время. Но согласно общей теории относительности есть дополнительный эффект, обусловленный гравитационным полем Земли. Часы вблизи Земли идут медленнее тех, что находятся дальше от нее…

Независимо от того, какие это часы, электронные или механические?

Разумеется. Таким образом, для расчета точного времени в самолете нужно учитывать оба эффекта.

А какой эффект сильнее?

В самолете они примерно равнозначны. Действие обоих эффектов обнаружилось бы через 70 лет. Таким способом проверяется понятие времени согласно как специальной, так и общей теории относительности, и именно так оно входит в нашу повседневную жизнь.

Теория относительности фактически учитывается в нашей повседневной жизни?

Ее действие — да. Например, в глобальной системе местоопределения, используемой спутниками. Иначе в воздушном сообщении возникали бы погрешности величиной в километры.

Ну, хорошо. Так в чем же трудность нахождения тождественного времени для квантовой теории и общей теории относительности?

Если мы хотим свести понятие времени в квантовой теории с понятием времени в теории относительности, то нам нужно будет время подквантизировать…

Что сделать?

Грубо говоря, в классических теориях — а для нас, физиков, это все теории, в которых не учитывается квантовая физика, — для каждой частицы существует путь в пространстве-времени и есть само пространство-время. В квантовой физике известно только о вероятности нахождения частицы где-либо, а сама частица описывается при помощи волновой функции. То есть для унификации обеих теорий нужно и в квантовой теории отвести времени динамическую роль. А это приносит с собой множество трудностей.

Если точно знать, что такое время, это приблизило бы нас к основополагающей мировой формуле,  которую Хокинг называет святым Граалем физики?

Мы, к сожалению, не знаем. Известно лишь, как физики могут объяснить время в квантовой теории и в общей теории относительности. Однако мы все еще не знаем во всех подробностях, как согласуются эти два толкования в теории квантовой гравитации. Это весьма примечательно: только в последние 20 лет было замечено, что проблема времени не ограничивается областью вычислительной техники. Поэтому в квантовой гравитации нужно полностью отказаться от старого понятия времени. Абсолютное время Ньютона — время, отделенное от предметов, — имело невероятный успех. Но в наш век это абсолютное время  выводится из употребления. Прежде всего благодаря Эйнштейну, — и,  судя по всему, этот демонтаж должен продолжаться.

Правильно ли мы вас понимаем? Для Ньютона время было дано богом, но Эйнштейн разъяснил, что время зависит от местонахождения наблюдателя в пространстве, его скорости движения, а также от гравитации;  и  что теперь?

Мы предполагаем, что время — это нечто исключительно качественное; то есть его не существует вне объектов и полей. В самых современных теориях время и вовсе выпадает из уравнений. Это поистине увлекательно: из уравнений квантовой гравитации, которые пока что автоматически пишутся аналогично уравнениям квантовой теории, t квантовой теории просто выпадает. Это значит, что времени там нет.

Времени совсем нет?

Совершенно верно, времени нет. Конечно, это можно считать всего лишь предположением, пока не подтвержденным экспериментально. Разве это не чистая математика? Ведь в нашем повседневном мире время существует.

Однажды Эйнштейн назвал время упрямой иллюзией. Наша задача состоит в том, чтобы понять, как время из этих уравнений без времени снова приходит в мир. Другими словами: мы должны найти возможность объяснить, как известное всем людям время возникло во Вселенной. Мы над этим уже работаем, и хотя теории пока не готовы, у нас уже есть идеи насчет того, как успешно завершить этот поиск потерянного времени.

Поэтическая формулировка. Не поясните ли для нас, простачков?

Исходя из общей теории относительности, мы вполне можем проследить историю расширения Вселенной в обратном направлении. Если мы мысленно позволим Вселенной снова сжаться, то неизбежно достигнем той области, когда Вселенная станет настолько маленькой и плотной что общая теория относительности потеряет свою силу , а решения ее математических уравнений станут  бесконечно большими. Это, кстати, характеризует качество теории Эйнштейна, которая сама предрекает свое крушение. Нужны более основополагающие теории, для того чтобы все-таки понять эту область за пределами теории относительности, когда Вселенная такая маленькая, плотная и горячая, что все известные нам структуры отпадают. Одной из таких теорий  является так называемая каноническая квантовая гравитация. Другой — так называемая теория суперверевок, чей принцип еще глубже. Эти теории хотят привести к одному знаменателю не только квантовый эффект и гравитацию, но и все силы, в том числе электромагнитные, — сильные и слабые взаимодействия. В теории суперверевок мельчайшими строительными кирпичиками Вселенной считаются не элементарные частицы и кварки, а крошечные одномерные суперверевки, которые можно представить как струны гитары (хотя этот образ, естественно, слегка хромает). Частицы, как мы их знаем, понимаются там как состояние возбуждения этих струн и являются тогда обертонами.

Так, значит, нет никакого смысла спрашивать, что было до «первого Большого взрыва»?

В некотором отношении есть. Раньше Вселенная была вне времени, и повсюду царила одна волновая функция. И если говорить точно, то «Большой взрыв» состоялся во времени не в точке ноль, но на мельчайшую долю секунды позже — на 10 в минус 43-й степени секунд позже; это так называемая планка времени. Правда, это «позже» не обладает никаким значением в плане времени.

Теперь мы, к сожалению, ничего уже не понимаем.

Если бы вы заявили, что с одного маху все поняли, то я считал бы вас либо аферистами, либо гениями.

Вы говорите, что не было никакого времени до «большого взрыва», при этом  сами указываете в точности до долей секунды время, когда он произошел.

Это парадокс лишь на словах. Число 10 в -43 вы должны понимать как номер дома. Для физики имеет значение возникновение времени из вневременного кванта — Вселенной, и если отсчитывать время назад от сегодняшнего дня, то мы наткнемся на «планку времени».

Пожалуйста, еще раз: что делает столь допустимым предположение о том, что времени — нет? Имеет ли это чисто математические основания?

Математические основания и физические, которые объясняют эту математику.

Означает ли это, что время, так сказать, — всего лишь иллюзия?

Да.

И это общепринятая в физике теория?

Нет, это общепринятая модель. Для того, чтобы это было признано как теория и оказалось в учебниках, должна быть возможность доказать все то, что она подразумевает. Похоже, без этого никак не обойтись. Если когда-нибудь возникнет основополагающая теория, которая на самом деле последовательно соединит квантовую теорию и общую теорию относительности, то в ней никак не удастся обойти проблему времени. В этом  единодушны все, кто этим занимается.

А кто этим занимается?

Самый известный — это, конечно, Стивен Хокинг в Кембридже; также Стивен Уайнберг…

 …американский лауреат Нобелевской премии, который написал книгу о «Первых трех минутах» после «Большого взрыва».

Совершенно верно. В США есть несколько групп, занимающихся проблемой времени. Нас немного — где-то пятьдесят ученых во всем мире. Физики, специализирующиеся на мельчайших частицах, предпочитают заниматься чем-то более осязаемым. Ведь измеримые эффекты этой основополагающей теории слишком невелики.

А прославленные ученые, такие как вы или Хокинг, фактически считают, что времени вообще не существует?

Абсолютно.

Эта теория не оспаривается?

Потребовалось  время, чтобы многие люди прониклись этой идеей и поняли ее необходимость. Может быть, и до сих пор некоторые осознали это не до конца.

Эту модель, из которой время выпадает, возможно доказать экспериментально?

Экспериментальный физик работает с ускорителем, в котором сталкивает друг с другом частицы, и величина энергии влияет на то, что он наблюдает. Чем больше энергия, тем ближе он подходит к малым структурам. Для непосредственных измерений эффекта этой теории физикам, занимающимся мельчайшими частицами, потребовался бы ускоритель величиной с Млечный Путь. Любой физик здесь теряет к этому интерес; вряд ли кто-нибудь одобрил бы необходимый для этого бюджет. Энрико Ферми  размышлял над тем, чтобы соорудить ускоритель частиц вокруг Луны, но и он был бы слишком мал.

Из этого следует, что физик никогда не сможет доказать свою основополагающую формулу?

Еще Эйнштейн говорил: «Теория идет впереди». Мы, теоретические физики, не заботимся в первую очередь об экспериментах, — хотя, конечно, последнее слово за ними. Но если когда-нибудь эта теория будет доказана, то это произойдет, наверно, только в космологии — физике ранней Вселенной, последствия которой можно наблюдать и сегодня. Или при помощи таких экзотических объектов, как черные дыры.

Может быть, с помощью легендарных «червоточин» — тоннелей, сокращающих путь через искривленное пространство-время, наконец-то осуществится мечта о путешествиях  во времени?

В первую очередь это касается общей теории относительности, и возможность путешествий во времени волновала умы целого ряда прославленных физиков. Впрочем, похоже, что «парадокс дедушки» нашел свое разрешение…

 …речь идет о человеке, который отправляется в прошлое, застреливает там своего дедушку и тем самым делает невозможным свое собственное существование?

Именно так. По всей видимости, последовательный характер теории может исключить такие противоречивые случаи. То есть не допустить эту возможность чисто математически.

Почему?

Объясню на простом примере с бильярдными шарами. Это нужно представлять себе так. Если бильярдный шар падает через «червоточину» обратно в прошлое, то считается, будто он способен повлиять там на свое будущее: он может удариться сам об себя  и тем самым изменить свой прошлый путь, что затруднит его возвращение в прошлое,  называемое «червоточиной». Но (это уже доказано математически) вариант из будущего может только так стукнуть шар из прошлого, что он упадет в дыру. Таким образом, теория «червоточин» носит последовательный характер. Вы примерно понимаете, что я имею в виду?

Теперь да. Хотя нет. А квантовая гравитация тоже это утверждает?

Эта теория вытекает из общей теории относительности, и общая теория относительности в качестве пограничного случая полностью содержится и имеет силу в теории квантовой гравитации. Технически машины времени представляют собой пока, конечно, утопию.

Но, по крайней мере, в теоретической физике путешествия в прошлое возможны, не так ли?

Возможны. Но уравнения допускают путешествия только до того момента, когда была сконструирована машина времени. То есть нельзя отправиться в античность, а можно только сконструировать машину, подождать немного и затем вернуться в момент начала конструирования. Этим, может быть, объясняется тот факт, что мы пока не встречали туристов из будущего.

Вы вводите в оборот известный аргумент Хокинга, который, правда, пересмотрел свое мнение и считает теперь путешествия во времени возможными. Можно ли его доказать математически?

Это такой же последовательный аргумент, как пример с бильярдными шарами.  Однако попытки развернутого толкования для не физика покажутся немного странными.

Попробуем еще раз — с путешествием в будущее и так называемым парадоксом близнецов.

Один из близнецов остается на Земле и спокойно ожидает свое будущее, в то время как другой летит  в космосе и обратно. По возвращении он обнаруживает, что близнец, оставшийся дома, стал старше него. Это эффект специальной теории относительности, который уже часто наблюдался. Если не с близнецами, то например, с элементарными частицами.

Любому не физику понадобится пара световых лет, чтобы хоть немного приблизиться к пониманию всего того, что вы нам сейчас поведали. Может быть, нам потребуется сесть в космический корабль, чтобы быстрее прийти к результату. 

Клаус Кифер: Но будьте осторожны. Если будете лететь слишком быстро, то вернетесь к 2010 году  и опоздаете на закрытие своей редакции.

Доктор Клаус Кифер (40 лет) является доцентом по теоретической физике в университете Фрайбурга (Германия).

Поделиться:

 
Подписаться:
«Буддизм сегодня»
RSS
 
 
 

«Рай и ад совершаются между собственными ушами, ребрами или где-нибудь еще, в зависимости от того, где мы представляем себе сознание»

Лама Оле Нидал

Новости центров