← На головну

Що таке час з точки зору сучасної науки. Науково-популярна лекція.

Опубліковано: 2025-11-13

Що таке час з точки зору сучасної науки. Науково-популярна лекція.

Шановні слухачі, я вас вітаю. З того часу, як на моєму каналі було останнє відео, пройшло вже досить багато часу. Спочатку я просто думав: "Ну, треба якось знайти час і записати новий матеріал". Але потім спіймав себе на думці: "А що взагалі це означає? Знайти час? Чи можемо ми його мати, знаходити, втрачати або там зберігати, як річ у кишені?" От ми постійно говоримо про час. Ми живемо в ньому, ми вимірюємо його годинниками, ми відчуваємо його плин. Але чи справді ми розуміємо, що це таке? От чому час іноді летить, а іноді тягнеться? Це об'єктивно чи це нам лише так здається? Чи існує взагалі час незалежно від нас, чи тільки у нашому сприйнятті? Чи було колись таке, що часу взагалі не існувало? Це одне з найскладніших питань у науті і філософії і водночас одне з найрозумніших навіть дитині. Ми всі інтуїтивно відчуваємо, що час, ну, це якась така річка, що несе нас від минулого до майбутнього. Але що таке час з точки зору науки? Чи існує час насправді? Можливо, це лише якась там ілюзія нашого сприйняття? От давайте якраз і спробуємо розібратись, що таке час. Можливо, найзагадковіша взагалі річ у нашому всесвіті. І для початку я коротко позначу план нашої лекції. Ми почнемо з того, що дамо визначення часу. Ми скажемо, що говорить наука про час в найзагальніших рисах, як люди прийшли до цієї думки. Я коротко опишу, в чому проблема старих годинників, сонячних, водяних, пісочних та чому лише механіка дозволила робити точні виміри часу. Потім ми обговоримо історичні суперечки Ньютона і Лейдніца про абсолютність часу. І ми розглянемо про те, як час влаштований в теоріях відносності Ейнштейна. Ми поговоримо про той час, коли часу ще не існувало. та час, коли час вже зникне. Я спробую пояснити, чим минуле відрізняється від майбутнього. А у фізиці, до речі, між ними різниця майже відсутня. Я поясню, до чого тут хаос, та я розкажу, чому у квантовій механіці час зовсім не схожий на решту фізичних величин. Потім я трохи розкажу, що сучасна наука думає щодо подорожей у часі. Ми торкнемося філософських концепцій. Ну і на завершення ми обговоримо, чи існує взагалі час об'єктивно, чи можливо це суто наша вигадка. Для того, щоб описати певну річ, треба для початку дати її визначення. От давайте спробуємо для спочатку використати найбільш неавторитетне джерело, яке до появи штучних талектів займало перше почесне місце по неавторитетності, а саме Вікіпедію. Відкриваємо статтю українською мовою. Час і ми читаємо. Час. Це одне з основних понять фізики та філософії, одна з координат простору часу, вздовж якої протягнуті світові лінії фізичних матеріальних тіл. Як фізичну величину час здебільшого позначають літерою т, проміжок часу літерою та. Одиницею вимірювання часу в системі С є секунда. Перелік інших одиниць наведено нижче. Як філософська категорія, час вочевидь є невід'ємним атрибутом світу. Він почався із народженням світу і зникне, коли те світ добіжить до кінця. Ну і далі по тексту я не буду читати всю цю статтю. До речі, от останнє твердження, яке я тут навів, дуже сумнівне. І як я розкажу далі, воно не відповідає сучасним науковим уявленням. Час народився значно пізніше, ніж народився наш світ. Ну окей. Вікіпедія - це щось, мабуть, дуже застаріле. Давайте будемо сучасними людьми. Давайте запитаємо те ж саме у ще менш авторитетного, але надзвичайно популярного в останній час штучного інтелекту. От нещодавно студенти мені казали, першокурсники про себе та про своє покоління, вони казали, що штучний інтелект - це їх зовнішній розум. І вони, люди майбутнього, на відміну від нас, динозаврів минулого, вже не потребують напрушувати сіру речовину у себе в голові, а вони використовують замість цього значно більш просунуті, на їхню думку, інструменти зовнішні. Ну окей, чудово. Давайте звернемося до цього зовнішнього джерела, до цього зовнішнього розуму сучасних дітей. Отже, ее, шановні чат GPT, дай, будь ласка, визначення, що таке час, щоб я міг процитувати його. під час науково-популярної лекції про природу часу. Час - це фізична величина, що характеризує тривалість існування явищ і послідовність зміни станів у природі. Він є однією з основних координат фізичного опису світу, за допомогою якого визначають порядок подій і напрямок їх перебіку від минулого через теперішнє до майбутнього. У сучасній фізиці час розглядають не як абсолютно окрему сутність, а як компонент єдиного просторово-часового контину. Ее я не буду читати далі, що там властивості якого залежить від руху спостерігача, від гравітаційного поля. Ми про це все поговоримо далі. Дякую, чат GPT. Звичайно, що це гарне визначення. Можна і так визначати. Дякую його конкурентам, до речі, які зробили свою спробу визначити це поняття. Можна побачити, що принципово всі ці відповіді майже від визначення Вікіпедії не відрізняються. Якщо простіше, то час - це щось, що допомагає визначати послідовність подій, порівнювати їх тривалість та описувати взаємодію різних тіл. Ми описуємо поняття часу, коли ми хочемо сказати там скільки триває певне явище, там урок у школі, темназина ніч, там цікавий музичний концерт, повітряна тривога, скільки часу триватиме дана лекція і чому мені б не вистачило часу розказати все, що я хочу за час ролика на ТиТоці. Можна помітити, що визначення часу пов'язано з деякими подіями. І тут я би хотів дати визначення часу, яке мені особисто подобається найбільше. Час - це те, що показує годинник будь-який. Головне, щоб в цьому годиннику відбувалися певні періодичні події. Причому для виміру часу вкрай бажано, щоб ці події були максимально однакові. І в зв'язку з цим зрозуміло, що історія часу пов'язано безпосередньо з історією приладів для його вимірювання. Ще в давнину людина помітила, що все навколо підко підпорядковується певним змінам, ритмам. От сонце сходить, заходить, місяць росте, зменшується, змінює свої фази, сезони повторюються. Таким чином у нас виникли доба, місяць, рік. Якщо зараз в нас осінь, то після неї обов'язково буде зима. Так з'явився перший природній годинник. Наші звичні одиниці часу теж виросли з цих циклів: обертання землі навколо своєї осі, обертання місця навколо Землі, обертання землі навколо сонс. Це дійсно дуже стабільні події, але не ідеально. Ані доба, ані місяць, ані рік не є постійними величинами і на них впливає безліч різних факторів. Обертання Землі навколо осі та обертання навколо Землі Місяця поступово сповільнюється через припливну взаємодію. Наш супутник буквально гальмує планету і сам при цьому він теж гальмується та ще й віддаляється від землі. Ну там десь на 4 см за рік, якщо я не плутаю. Хоча, звичайно, що остаточно він від нас ніколи не втече, просто досягне певної максимальної відповіді, коли він буде у так званій приливній взаємодії. Тому доба, наприклад, раніше тривала значно менше часу. Якщо я не помиляюсь, там кожне тисячоліття доба збільшується приблизно там на 2 тисячні секунди. Ну, це приблизно. Вважається, що коли Земля тільки утворилася, це було 4,5 млрд років тому, доба була приблизно 6 годин. За мільярд років вона вже була 12 годин. півмільярда років тому, коли життя почало виходити на сушу, вже 22 години, в часинозаврів 23 години. І цей процес весь час продовжується. І те саме стосується кількості днів у місяці. Зараз місяць складається приблизно з 27 діб. Раніше було значно менше. І тривалість року також змінюється. Орбіта Землі не є ідеально стабільною. На неї впливають, звичайно, що і тяжіння інших планет. Існують там купу циклів. Вони називаються цикли Міланковича. Земля змінює свій напрямок обертання. Форма орбіти змінюється. Так, це мізерні частки секунди на рік, але це не абсолютна стабільність. Так що виходить, що доба і рік теж не бувають однакові за своєю тривалістю. Справжня тривалість доби постійно поливається. Є купа факторів, які на це впливають. рух атмосфери, океанічні течії, землетруси, навіть сезонний перерозподіл води між полярними шапками на півдні і на півночі і кватром. У різні дні Земля обертається трохи швидше або трохи повільніше, тому кількість секунд у добі весь час змінюється. Так само змінюється і тривалість року у секундах. Це не постійна величина. Так, ці зміни мікроскопічні, але вони накопичуються. І от щоб їх компенсувати, от спеціальна так звана міжнародна служба обертання землі час від часу вводила так звані високосні секунди. Це додаткові секунди, які додавали до року, ну, це здається було в грудні або в червні, в різні роки для того, щоб атомні годинники, які зараз визначають час, не утікали вперед від обертання нашої планети. Востаннє таке відбулося у 2016 році. Ну, зараз існують думки, що взагалі від такої практики треба відмовитися. Ну і нічого поганого немає в тому, що годинники будуть показувати один час, а планета рухатися за якимось іншим. Але поки що це лише пропозиція. Поки що ці секунди залишаються. Ну подивимось, як воно буде. Знає далі ніхто не знає. Отже, коли ми кажемо, що доба - це 24 години або рік - це там 365 чверть діб - це лише зручна умовність. У реальності кожна допа, кожен місяць, кожен рік трохи різні. Час, який ми вимірюємо, час, який ми жимо вла наша планета, це різні часи. Тому і час, який колись визначали через ті величини, зараз вже від них повністю відв'язали, бо науковцям потрібен більш стабільний еталон часу, ніж наша планета. Ну, але повернемося до годинників. Рік, місяць, доба. Це чудово, але цього недостатньо. І ще в давнину стало зрозуміло, що людині недостатньо просто знати, що там минув день або настала весна. Потрібно знати, наскільки саме минув день, скільки весни вже минуло, коли починати сіяти, коли починати збирати врожай, коли проводити релігійні обряди, коли чекати певні приливи там чи схід по певної зірки, який використовується для того, щоб орієнтуватися у морі. Так виникло прагнення вимірювати час. А що в нас стабільно і постійно? Що в нас зі сталою швидкістю завжди рухається в землі? Ну, звичайно, що це сонце. Для будь-якої живої істоти на землі саме рух сонце є найприроднішим і найдоступнішим мірилом часу. Навіть рослини і тварини, вони теж мають свій сонячний цикл. Тому і не дивно, що першими приладами по вимірюванню часу стали сонячні годинники. Їх будова, ну, дуже проста і зрозуміла, мабуть, кожному, хто колись бачив, як тінь від сонця рухається. Є палиця. Ну, її більш коректно називати не палець, а гномон від грецького слова гномос, тобто вказівник, той, що вказує. І тінь від цієї палиці рухається по певних позначках, які ми намалювали або там десь там, не знаю, вибили у камені. Це перший і при цьому достатньо точний інструмент для вимірювання часу. Звичайно, що якщо ми кажемо про перші старовинні сонячні годинники, вони ще не мали звичних нам циферблатів. На них не було ані чисел, ані поділів на хвилини, секунди, години. тільки тінь, що ковзає по певній шкалі. І все ж таки це був величезний крок. Вперше плин часу можна було не тільки відчути, а саме побачити. Причому побачити очима. До речі, цікаво, що майже у всіх сферах людського життя світ давно перейшов вже на десяткову систему числення. Ми рахуємо там гроші, довжину, масу за степенями 10, 10 000 мільйон мільярд. Це зручно. Це природньо для наших 10ти пальців. І навіть деякі країни, які досі живуть за своїми власними системами, з мілями і фунтами, в науці вже давно перейшли до десяткової системи. Вона стала давно світовим стандартом. Існує інша популярна система, комп'ютерна система двійкова. Ми використовуємо її у цифровому світі, знов таки через зручність, бо всі числові дані - це сукупність велика одиниць і нулів. А от час залишився винятком. Звичний нам розподіл часу 60 секунд на хвилину, 60 хвилин на годину. 24 години на добу сягає кореням ще в часи античності в Месопотамії у Вавилоні. Ще шумер і вавилонці використовували шестидесяткову систему числення. І основна перевага цієї системи числення у тому, що число 60 дуже зручне. Це так зване висококомпозитне або надзвичайно надскладне число. Головна його особливість полягає у тому, що воно має дуже багато дільників, більше ніж будь-якого меншого числа. Від нього можна легко знайти половину, там 30, третину, 20, чверть, п'яту, шосту, 10ту, 12 і так далі. Це дуже зручно, як для там, наприклад, торгівлі, так і для вимірів. А от вимір, наприклад, на 24 години, він пішов не від шумерів, не від вілен, а від єгиптян, їх сусідів. І це теж зручно, бо число 24 теж має багато дільників. І хоча з того часу вже пройшло там понад 3 000 років, але в цих сферах ми продовжуємо використовувати шумерський, вавилонський, єгипетський потяг. Це мабуть один з найдавніших елементів людської культури, який все ще живе в нашому посяднні щоразу, коли ми дивимося на годинник, яка зараз година. Були спроби цей поділ оптимізувати. Як люди відмовилися від подів чи верств? були спроби відмовитися від звичної секунди, перейти до так званої десяткової секунди. Тобто вважати, що на добу 10 годин, в годині 100 хвилин, в хвилині 100 секунд. Причому така секунда була буде майже як звичайно. Вона буде там на 14% коротше, але ця система не прижилася. Ну а сучасна наука взагалі цього не потребує, бо всі виміри у нас базуються на секундах, а хвилина, година, місяць, рік, це все залишається більше для побуду, не для наукових теорій. Але знов таки, якщо ми повертаємося до годинників, то зрозуміло, що сонячником і годинником вимірювати секунди неможливо. І годинники, які з'явилися потім, теж не могли це робити. Але вони мали велику перевагу. Вони здатні були рахувати час вже без сонця. Це, в першу чергу водяні годинники або клепсидри, в яких рук тіні був замінений на потік води та пісочні годинники, де текли замість води пещінки. Яка головна їх вада, недолік? Так само, як і у сонячного годинника, рух їх неперервний. Потік води чи песку не ділився на окремі тік, так, тік, так, він спливав плавно. І от ця неперервність, плавність не дозволяла точно вимірювати короткі проміжки, що вкрай важливо для будь-якого наукового експерименту. Тому люди шукали способи створити механізм, який би зміг розкласти оцій неперервний плив часу на рівні кроки. Там ще в античності люди намагали конструювати певні механізми клепсидер, додаючі шкали, шестерні, там звукові сигнали, водяні годинники з певними фігурами, які рухалися в міру закінчення води. Ну, але це було все невдало. Потрібно було від води відмовитися, перейти до чистої механіки. Люди почали використовувати передачі, гірі, пружини і все стало значно зручніше. Це вже було не просто спостереження за часом, а, так би мовити, його, ну, в лабках, звичайно, створення всередині пристрою, який самостійно відраховував рівні проміжки часу. Такі годинники вже не залежали від погоди, від світла. І саме коли вони з'явилися, виникає ідея стандартизації часу. Виникає поняття точного часу, не просто приблизного відчуття, а величини, що вимірюється. Хоча, звичайно, що точність таких годинків була дуже невисока. Проблема в тому, що це був не маятник, це був так званий фоліод. Фоліот - це перший механізм, який дозволив створити оці механічні годинники. І він використовував нерівномірний ход, а отже, і годинник на його основі визначав час лише дуже приблизно. Але все ж таки це був переломний момент. Людина усвідомила, що час можна не лише відчувати, а й рахувати. Раз, два, 3, 4, 5. І одну з ключових ролей в цьому зіграв Калілео Галілей. Я багато розповідав про цього вченого на своїх лекціях. Це людина, яка несе відповідальність фактично за створення науки в сучасному сенсі, за створення наукового методу. Це він запропонував ідею, що лише точні числові значення можуть бути основою для будь-якого наукового дослідження. Існує легенда, правда це чи ні, ми не знаємо. Ну, в будь-якому разі, існує така легенда, що колись він перебував у кафедральному соборі Піззи та звернув увагу на світильник, які були підвішені до стелі. Він помітив, що час коливань світильника майже не залежить від того, як широко він розкойдується. І це спостереження стало основою для так званої ізохронності маятника, ідеї про те, що період маятника не залежить від амплітуди його коливання і що саме маятник може бути надзвичайно надійним, ну, так би мовити, ритмом природи, тобто тим, що задає час. На основі цього відкриття у 1656 році відомий голландський фізик-астроном Християн Гюнс створив та запатентував перший механічний маятниковий годинник. який дійсно створив справжню революцію у вимірі часу. І я особисто вважаю, що саме цей момент створення механічного годинника з маятниковим механізмом це був час, коли час перетворився з загального відчуття на точну фізичну величину. Точність годинників Гюгінса була просто неймовірною, особливо, якщо рахувати, що це було X століття. Тоді за добу їх точність складала там де до 10-15 секунд. А якщо ми кажемо про більш пізні моделі Югінса, то вони взагалі досягали точності біля однієї секунди на день. Це фантастичний результат. Але навіщо така точність потрібна? Е, насправді головною, ну, однією з головних причин це була навігація. Якщо ми знаходимося десь у кораблі, на кораблі в морі, в часи, коли ще немає GPS, в нас немає ніяких орієнтирів, крім сонця і зірок, щоб сказати, де ми знаходимося. І от якщо, наприклад, широту, тобто північ чи південь, ми можемо визначити по положенню сонце і зірки, то довготу ніяк. Довготу на морі можна було визначити лише за часом. Якщо ви знаєте, яка зараз година в порту відправлення і порівняєте положення сонця у вашому місті, ви зможете обчислити, як далеко на схід чи на захід ви знаходитеся. Тобто фактично лише з появою дуже точних морських хронометрів, причому вони повинні були достатньо стабільні бути, щоб зберігати хід у довгому плаванні, мореплавання стало по-справжньому безпечним. Але коли ми кажемо, що ми вимірюємо час, важливо поставити себе запитання: а що саме ми вимірюємо? Адже час сам по собі ми не можемо там взяти в руки, поставити на ваги або побачити під мікроскопом. На практиці ми просто рахуємо певну кількість однакових подій, що повторюються у природі з постійним ритмом. Ну, те ж саме коливання маятника. Тобто ми проводимо процедуру виміру, операцію виміру. І це називається операційний сенс часу. Ми не спостерігаємо час безпосередньо. Ми фіксуємо рівні інтервали між явищами, що повторюються. Якщо маятник робить 100 коливань, а тривалість одного періоду 1 секунда, то ми кажемо пройшло 100 секунд. І тут виникає одна величезна проблема. А як ми можемо бути впевнені, що період коливань маятника дійсно є стали? Щоб в цьому переконатись, нам потрібно його тривалість чимось виміряти. Тобто нам потрібен інший годинник. Але звідки ми знаємо, що той другий годинник теж вірний? Потрібен третій годинник для того, щоб перевірити другий і так до нескінченності. І це дійсно велика проблема. Вимір часу фактично перетворюється на нескінченний ланцюжок порівнянь з все більш і більш точними годинниками, але все одно в кінці ми дійдемо до останнього. І в його точність нам просто доведеться повірити, бо в нас не буде нічого більш точного. От візьмемо найпростіший приклад. Математичний маятник. Маятниковий годинник. Як всі мали проходити на уроках фізики в школі маятниковий годинник. Математичний маятник. Це довга нерозтяжна нитка, прикріплена до по підвісу. На кінці цієї нитки коливається невеликий, але достатньо важкий тягерець. Існує дуже проста формула, яка визначає період коливань математичного маятника.Т період дорівнює 2 пі корінь із L на G, де L - це довжина нашої нитки, а G - це прискорення вільного падіння. Такий маятник може бути зроблений вдома з найпростіших матеріалів будь-ким. І будь-хто може переконатися, при тому, що ми будемо там виконувати певні обмеження, там невеликі кути відхилення, нитка нерозтяжна, невеликий розмір тягерця, нормальний підвіс, який не буде ковзати. Період коливань дійсно майже не буде залежати ані від маси ярців, ані від амплітуди коливання. Але тут прихований інший важливий ценс. Хід часу цього маятника залежить від прискорення вільного падіння G, тобто фактично від сили тяжіння в тому місці, де ми це вимірюємо. От в 2020-2021 роках, коли був ковід, коли студенти всі були переведені на дистанційне навчання, я проводив з першокурсниками цикл дистанційних лабораторних робіт з механіки. Я тоді написав спеціальну методичку, спеціально методичні вказівки. Е, і одна з робіт якраз і полягала в тому, що вони повинні були дома самостійно сконструювати найпростіший математичний маятник, провести вимірювання в залежності його періоду від довжини нитки, обробити ці дані методом найменших квадратів і таким чином визначити, чому дорівнює прискорення вільного падіння G у їх власній квартирі. Якщо робити цю роботу чесно, то навіть ідеально точна система навряд чи дасть нам те значення, яке можна знайти в підручнику, як еталон. Ну, не всі студенти люблять таке робити. Багато хто підганяє відповідь під той результат, який на їх думку чекає викладач. І це, до речі, відразу відрізняє того, хто робив роботу чесно, а хто написав лише красиві числа. При чесному виконанні роботи отримати табличне значення же майже неможливо. Але такий годинник залежить від G, тобто прискорення вільного падіння, а воно в різних місцях землі різне, то чи означає це, що, наприклад, десь на горі чи біля моря, десь на екваторі чи на полюсі, час йтиме має трохи по-різному? Адже якщо час, от я казав це тільки що на початку, час - це те, що показує годинник, то тоді виходить, що навіть в межах землі різні годинники відраховують час трохи по-різному. Ну, в даному випадку це не проблема. В даному випадку проблема не в темпі різному часу, а в тому, що сам цей прилад є досить недосконалим і спосібмірювання часу таким годинником є далеко не ідеальним. Маятниковий годинник занадто простий, неточний, і він демонструє не різницю швидкості часу, а різницю прискорень. Але на більш глибокому рівні саме так воно і є. І хоч звичайний маятник може бути замінений на щось більш таке просунути, кварцевий, наприклад, механізм, який базується на коливаннях кристала кварца під дію полів, або ще більш точний, найбільш точний зараз атокомпний годинник, де там взагалі використовуються внутрішні переходи в атомах. Як я розповім далі, проблема залишається завжди. І говорити час загалом, навіть на Землі немає сенсу. Він різний в кожній точці простору і в кожен момент часу. І жодні два годинники, навіть у всесвіті, ніколи не будуть йти абсолютно однаково. Отже, час не існує поза фізичними процесами. Час завжди пов'язаний з певним механізмом вимірювання. І ця думка, залежність часу і механізму вимірювання часу, вона дуже тісно перегукується з філософськими суперечками X-17 сторіччя. Тоді вчених, філософів, мислителів цікавило питання, що первинне: час чи взаємодія між певними подіями? Якщо ми подивимося, наприклад, на Ісаака Ньютона, це видатний фізик, це творець першої фізичної картини світу, це відкривач законів динаміки, закони всесвітнього тяжіння, філософ, то він стверджував, що існує певний абсолютний час, як він казав, справжній і математичний. І оцей час протікає рівномірно сам собою, без жодного відношення до чогось зовнішнього. Ну, якщо там порівнювати з театром, то для Ньютона це якась гігантська сцена. І от на цій сцені часу розігруються всі події нашого світу. Час всюди тече однакови. Ось тут у Києві, там десь на заході країни, там у Нетішині, десь на Далекому Марсі чи взагалі у порожнечі космосу. Я думаю, якби Ньютон знав про чорні діри, він би вважав, що і там, біля чорної діри, та ж сама сцена часу і той самий його перебік. Процеси за Ньютоном відбуваються у часі, але час при цьому не залежить від них. Якби світ раптом зупинився, от всі годинники перестали б цокати, але час за Ньютоном продовжував би йти сам собою. Це була не єдина думка, яка висловлювалася в той час. Інший, досить відомий, але значно менш відомий, ніж Ньютон, філософ-математик Готфріт Лейбніц висловив іншу думку. Він вважав, що час - це не самостійна субстанція, а це відношення між подіями. Він казав: "Час існує лише тоді, коли відбуваються зміни". Немає змін, немає часу. Ми говоримо раніше і пізніше, порівнюючи певні події, але ми не маємо жодного потоку часу окремо від цих подій. У цій логіці час - це вже не фон, це певна мережа зв'язків між явищами, спосіб упорядковувати наш досвід. Тобто, якщо це відносини, то від слова відносини relations цей підхід дістав назву релятивіським. Це ще не той релятивізм, який був потім розвинутий Ейнштейном. Це релятивізм саме Ледніца. Але обидва ці підходи визнають, що плин часу є незмінним. Тож можемо сказати, наприклад, що народні приказки, ну, наприклад, там час не кінь, не підженеш, не зупиниш, цілком узгоджуються з уявленнями про час 17-1, ну і мабуть навіть X століть, але не з сучасною фізикою, бо з появою спеціальної теорії відносності Ейнштейна у 1905 році стало зрозуміло, що все зовсім-зовсім не так. Фактично можна сказати, що на початку X сторіччя час, як окрема сутність, перестав існувати. Після відкриття теорії відносності стало зрозуміло, що простір і час утворюють єдине чотиривимірне тіле, яке так називається простір час. І це ідея, до речі, не Ейнштейна. Цю ідею запропонував його колишній викладач Герман Мінковський. Це була видатна людина, видатний німецький математик. Він саме він створив геометричне трактування теорії відносності. І йому прописують цитату, яка приблизно у перекладі звучить так: "Відтепер простір і час самі по собі повинні перетворитися на тінь. І лише своєрідний союз цих двох повинен зберегти будь-яку незалежність". Іншими словами, ми живемо не у просторі і не у часі. Ми живемо у просторі, часі. наші звичні там вчора, сьогодні, завтра завжди відносні. Те, що для нас було позавчора, для когось іншого буде післязавтра. Поняття одночасності не універсальне. Дві події, які для одного спостерігача відбуваються однієї миті, можуть виявитися рознесеними у часі для іншого. Це означає, що універсального зараз взагалі не існує. те, що для вас відбувається прямо зараз. Ну от, наприклад, ви дивитеся це відео, для когось іншого може бути далеким майбутнім. Іноді зустрічаються дуже популярні, але в той же час абсолютно невірні трактовки теорії відносності. Ну там типу все відносно. Ні, теорія відносності не про це. Вона саме про відносність простору часу. А от деякі події навпаки стверджуються як абсолютно сталі і незмінні. Головне, що залишається завжди незмінним у теорії відносності - це швидкість світла, а також пов'язаний тісно з нею причинно-наслідковий зв'язок. У яких би часових чи просторових лініях ми не жили, який би ми не розглядали процес, завжди будь-який наслідок буде після причини, яка його викликала. Це, мабуть, найбільш фундаментальне з обмеження, ну, навіть не теорії відносності, а взагалі розуміння людиною реальності. І воно безпосередньо призводить до математичного формулювання: ніщо не може передавати інформацію швидше за швидкість світла. Якби це було можливо, то причини виникали б після наслідків, а логіка все всесвіту взагалі, ну, втратила свій сенс. Часові події можуть бути одночасними чи неодночасними, довгими чи короткими, але вони ніколи не можуть помінятися місцями. Час може стикати, стискатися, розтягатися, але він не розвертається в інший бік. Колись один мій знайомий проводив у себе на Telegram-каналі опитування: "Як ви вважаєте, от який з нинішніх законів фізики має найменші шанси коли-небудь в майбутньому бути спростованим? Ну, там пропонували зовсім різні в коментарях варіанти і писали про закон збереження енергії, і про другий початок термодинаміки, і про багато чого іншого. А от я відповів: максимальність швидкості світла. Саме з тієї причини, про яку я сказав, ми можемо собі уявити будь-які найнаймовірніші світи, будь-які най немислівіші закони. Я можу собі легко уявити світ, де не буде працювати закон збереження енергії без проблем. Ну от ті ж самі квантові флуктуації. Співвідношення невизначеності каже, що у квантовому світі на невеликі проміжки часу енергія не зберігається. Або розширення всесвіту, воно теж доводить, що енергія не зберігається. Енергія збереження її - це не фундаментальна річ. І цей закон, до речі, напряму можна вивести з уявлень про час. Я не вважаю його фундаментальним. Закон збереження енергії - це наближення. Це наслідок того, що ми вважаємо, що минуле і майбутнє однакові між собою. Ну, так звана ізотропність часу, але вони не є однаковими. Минуле відрізняється від майбутнього, тому енергія не зберігається, енергія всесвіту не є сталою величиною. А от максимальність швидкості світла, так, ми не можемо уявити світ, де причини і наслідки змінилися б місцями. Ну, це було б щось занадто безглузде, бо наслідок за визначенням є результатом своєї причини, а не навпаки. Але давайте повернемося до часу. А ми звикли думати про час як про певний єдиний потік, яких є однаковим для всіх. Але насправді для кожного спостерігача час свій. І з цього випливає один з найбільш вражаючих наслідків теорії відносності. Уповільнення часу. Якщо годинник рухається з великою швидкістю, він починає йти повільніше. І чим більша швидкість руху, тим повільніше іде його час. І це не ілюзія, це не помилка сприйняття, це фізичний факт, який був багаторазово підтверджений експериментами. Я буду про них розповідати трохи далі, коли буду розповідати про продорожі у часі. Елементарні частинки, що летять майже зі швидкістю світла, ну, ті ж саміони в атмосфері Землі, живуть значно довше, ніж ті самі частинки в лабораторії в стані спокою. Їх час сповільнюється. Атомний годинник, коли він піднятий на літак або запущений кудись там на орбіту на МКС, показує менший час, ніж абсолютно ідентичний годинник його близнюк на землі. Це все була спеціальна теорія відносності. Загальна теорія відносності, створена Ейнштейном у 1915 році, пішла ще далі. Там показано, що гравітація, тяжіння - це не сила взагалі. Це не сила в звичному нам сенсі. Це викривлення геометрії простору часу. маса нібито гне, вигинає тканину всесвіту, і тіла в цьому вигнутому чотиривимірному всесвіті рухаються по так званим геодезичним лініям, які там вважаються прямими. Наочно це демонструють, як правило, як певну таку тканину, яка вигинається під дію певної підвішеної ваги і все скочується в цю яму. Не тому, що там діє якась сила, а то тому, що сама геометрія просто розмінилася. І найголовніше, так як простір і час є єдиним тілем, то гравітація не тільки викривлює простір, а й уповільнює час. Чим ближче ми знаходимося до масивного тіла, тим повільніше тече наш час. Десь там на вершині гори одинник йде трохи швидше, ніж біля підніщаж. На поверхні масивної нейтронної зірки значно повільніше, ніж далеко від неї. Якби ми змогли там підійти до горизонту подій чорної діри, то час, наш час для решти всесвіту майже би зупинився. Для вас минає секунда, а зовнішньому спостерігачу здається, що пройшла вже вічність. І найяскравіший приклад, де це використовується - це супутникова навігація. Навігаційні супутники рухаються дуже швидко по орбіті, тому їх час при цьому трохи сповільнюється, але водночас вони знаходяться на більшій відстані між землі між між ніж ми. Тому гравітація у них слабша, тому їх час трохи навпаки пришвидшується. Тобто є дві протилежні події: уповільнення за рахунок швидкості, прискорення за рахунок меншої гравітації. І для того, щоб вірно визначити координати, ми зобов'язані враховувати обидва ці ефекти. Без них погиб досягла там, ну, кілометрів за кілька хвилин. Тож там кожного разу, коли ви відкриваєте карту на телефоні чи запускаєте геотрек там, не знаю, багатокілометрової прогулянки на велосипеді десь там по бездоріжжю Хмельницької області, ви використовуєте прямі наслідки обох теорій відносності та той факт, що час і простір є відносними. Із цієї картини випливає глибокий висновок: немає єдиного потоку часу, що тече з минулого в майбутнє для всіх однаково. Є безліч індивідуальних часів, які залежать від швидкості, від гравітаційного поля. Як сказав один відомий фізик, всесвіт Ейнштейна дуже демократичний. Кожен момент часу так само реальний, як і будь-який інший. От прямо зараз я читаю цю лекцію і час моїх ніг, які ближче до землі, іде повільніше, ніж час моєї голови. Тобто різні частини мого тіла існують у різних часових лініях, а час моїх рук, що швидко рухається, іде повільніше, ніж час моєго тулупа, який є нерухомим. Таким чином, ніякого там вічного годинника, як це уявляв собі Ньютон, не існує. Час у фізиці не є чимось універсальним. Він є локальний. Він у кожній точці простору часу свій. Він породжується матерією. Він залежить від матерії. Ну добре, а а що ж тоді бути, як тоді бути з точним часом? Як ми тоді взагалі вимірюємо точний час? А ніяк. Точний час виміряти неможливо, бо його не існує. Так, нам пощастило в тому плані, що всі ефекти, про які я раніше казав, вкрай незначні в масштабах землі. І коли ми кажемо про наші щоденні потреби, вони дуже рідко, коли вимагають величезної точності. Тому нам достатньо знати не точний час, а хоча б приблизний, але наскільки саме приблизний? От, ну там, якщо ми десь там гуляємо по по лісу, ну, достатньо з точністю до години, там, коли повертатися на вечерю. Якщо ми йдемо кудись на концерт, ну, мабуть, з точністю до хвилини. Якщо це спортивне змагання, ну, там вже, напевно, секунда, десята, сота доля секунди. Якщо ми кажемо про науку, то то там час вже йде про нано пікофемтосекунди. Тобто іноді навіть 1нат трильйонна доля секунди може бути недостатньо точною величиною. І зрозуміло, що для такого точного визначення часу нам потрібно точно визначити базову величину, тобто секунду. Як я вже казав, будь-який вимір часу завжди зводиться до операції виміру, до порівняння з еталоном. Це повинен бути певний процес, що повторюється. І для визначення базових фізичних одиниць ми маємо обрати такий процес, який повторюється максимально стабільно. Тому секунду, базову одиницю, декілька разів протягом історії людства перевизначали. По мірі того, як старе визначення, ну, переставало нас задовільняти своєю точністю. Спочатку як основу брали добу. Ще там, мабуть, там в XV сторіччі секунда вважалася одна 800 86400 від сонячного дня. Тому доба визначалася через обертання землі навколо своєї осі. Це побутове визначення. Воно просте, але воно вкрай неточне. Я вже згадував, що тривалість доби з часом трохи змінюється через там приливне тертя, через рухи в надратх землі, рухи повітря тощо, тощо, тощо. Тому така земна секунда була дуже нестійка і від неї врешті-решт відмовилась. У середині XX сторіччя вчені перейшли до більш стабільної основи, до орбітального руху Землі навколо Сонця. І у 1956 році час визначали як 131мільйонна частина від тропічного року, яких він був нульового січня 1900 року. І те, що тут стоїть нульове січня - це не помилка. Ну, це альтернативна назва 31 грудня. І, до речі, саме з нульового січня йде відлік багатьох подій, ну, наплі і не тільки. Це вже була так звана епоха ефемеридної секунди. Тобто вона визначалася на основі небесної механіки, але все-таки вона недосконала. Вона залежить від астрономічних спостережень і вона, ну, не дуже точна, не дуже зручна для лабораторних вимірів. Тому з розвитком атомної фізики стало зрозуміло, що в нас є ще одне, ще краще, дуже стабільне джерело періодичних явищ. Це переходи в атомах. І починаючи з 1967 році, для секунди діє визначення, яке взагалі не має відношення ані до руху Землі, ані до Сонця. І вона базується на спеціально обраного для цьому для цього атомі, а саме атомі Цезію. Ну, ее, з атомної фізики відомо, що атоми мають так звані внутрішні переходи. Тобто електрони, вони рухаються по певним орбітам і вони можуть з цих орбіт стрибати один на на одну. Причому вони при цьому випромінюють фотони, світло. І частота цих переходів - це фундаментальна властивість матерії. Для одного атома ці переходи завжди однакові в будь-якій точці всесвіту. Ну або принанні, ми так вважаємо, базуючись на нашому сучасному уявленні про фізику. Можливо, це і неправда, хто його знає. І саме так секунда визначається зараз. В основі сучасної секунди лежить частота випромінювання при переході між двома надтонкими рівнями атома Цезію 133. Просто вольовим рішенням було встановлено, що секунда - це час, який у 9 млрд 192 разів більше, ніж в період коливання хвилі, яка виникає при цьому переході в атомоцезія. І з цього моменту взагалі одиниця часу базується виключно на квантових властивостях матерії. Сучасні атомні годинники мають величезну точність, менш ніж 1 мльярдна частина секунди на рік. Але цілком можливо, що колись в майбутньому, якщо нас вони не будуть задовільняти, ми ще раз перевизначимо в секунду. Якщо відкриємо якесь ще більш незмінне у часі, щось, що гарно відтворюється, я не знаю, що ніхто не знає. Як я вже казав, точність часу - це піраміда, де кожність точного годинника визначається порівнянням з якимось ще більш точним. І от є знизу цієї піраміди базові годинники, точність яких вважається за абсолютло. У кожній країні вони свої існують спеціальні організації, які відповідають за точність часу. Є така організація в Україні, це Національний науковий центр, інститут метеорології, який знаходиться у Харкові. Саме цей інститут затверджених як національний інститут, який відповідає не тільки за зразки часу, а і за зразки маси і всіх інших фізичних величин. Існують міжнародні системи узгодження часу, які об'єднують подібні організації по всьому світу. І от саме час цієї системи організацій ми вважаємо максимально точним. Але зрозуміло, що навіть цей стандарт не є абсолютним. Ми знаємо, що частота атома залежить все-таки від зовнішніх умов. Ну, по-перше, там, звичайно, що певні магнітні поля, які можуть на це впливати, від швидкості руху цього атома, від гравітації. За теорією відносності Ейнштейна часто тече по-різному, в різних місцях, при різних швидкостях. Годинник на орбіті йде повільніше, ніж годинник на Землі. Тобто час є локальний. Ми вимірюємо навіть такими дуже точними атомними годинниками не всесвітню течю там якоїсь річки під назвою час, а інтервали, які залежать від конкретних умов, від обраного стандарту саме в цьому інституті в місті Харків. Тому зазвичай уточнюють, що цей годинник має бути на рівні моря. Він має бути поза зовнішніх полів. Він має перебувати за температури в 0° Кельвіна, хоча природньо це ідеальні умови. Вони не досяжні і взагалі температура в 0° Кервіна недосяжна. Тому знов таки ми можемо сказати, що точного часу не існує, що будь-яке вимірювання часу - це процес, це операція. Коли ми рахуємо рівні події і довіряємо природі, що ці події повторюються однаково, але ця однаковість завжди буде лише наближенням. З розвитком науки ми зрозуміли, що час - це не щось абсолютне, а це структура, яка залежить від процесів, в яких ми його вимірюємо. Отже, час - це те, що ми використовуємо для впорядкування подій. Коли ми кажемо: "Спочатку трапилася подія А, а потім Б", ми апелюємо до часу як до певної осі, вздовж якої ці події в різних місцях розташовані. Це відповідає визначенню. Час дозволяє впорядковувати події та порівнювати інтервали між ними. І все здається чудово. Але є певні проблеми, певні питання, які насправді і досі сучасна фізика, сучасна наука, сучасна філософія не може розкрити. І одне з таких питань: а чи був час завжди? Питання звучить абсурдно, але воно має глибокий фізичний сенс. Це питання існування часу в той час, коли часу ще не існувало. І це не філософськи розум. Це цілком конкретна фізична проблема. От ми кажемо на початку часів, але така фраза означає, що час мав початок, але сам цей вислів має парадокс. Якщо у часу є початок, отже, мав існувати момент до нього, до початку часів. А якщо часу тоді ще не існувало, то слово до просто не має сенсу. Тому ми опиняємось в ситуації, коли ми намагаємося мислити про час поза часом. І, на жаль, на превеликий жаль, остаточного вирішення цього парадаксу сучасна наука досі не знає. У мене є лекція на каналі про теорію Великого вибуху, де я розповідаю, що час і простір виникли приблизно одночасно, десь 13,8 млрд років тому, у події, яка дістала назву Великий вибух. У той момент весь наш всесвіт був зосереджений у край щільному і дуже гарячому стані. Це так звана космологічна сингулярність. І оця сингулярність, цей початковий стан нашого всесвіту, не може бути описаний сучасними законами фізики. І тут важливо розуміти, що великий вибух - це не вибух десь у просторі, отут чи ось тут, чи десь ще. Це вибух самого простору. Він всесвіт, простір був точковим. Він не мав розмірів по жодному з вимірів і він почав розширюватися. Але час і простір - це єдине тіле. Тому час, як одна з координат цього простору, теж почав і своє існування разом з ним. Тому, коли ми чуємо питання: "А що було до великого вибуху?" То ми повинні розуміти, це взагалі фізично некоректне питання. До великого вибуху не було слова до. Часу тоді не існувало, тому що не існувало простору, в якому цей час міг би текти, але навіть великий вибух не став початком часу в звичному нам розумінні. Коли я розповідав в лекції про сучасну квантову картину світу, то я казав, що у нашому всесвіті існують чотири фундаментальних взаємодії: сильна, слабка, електромагнітна та гравітаційна. Зараз вони абсолютно незалежні одна від одної. Але за великих енергій вони починають поступово об'єднуватися. І от по мірі свого об'єднання вони перетворюються на все більш екзотичні типи взаємодії, там електрослабку взаємодію, щось ще. І нарешті вони досягають точки, коли всі взаємодії були єдиним тілем. Якщо ми кажемо про часову шкалу, то ця точка була в першій миті після великого вибуху і вона називається Планківський час. Це приблизно 10 в міну43 секунд після початку існування нашого всесвіту після великого вибуху. Це межа, де відомі нам закони фізики перестають діяти. У нас поки що немає так званої теорії всього, яка б могла б описати подібні події. За таких щільностей і енергій квантові флуктуації гравітаційного поля стають настільки сильними, що саме поняття простір, час втрачає сенс. Можна, ну, звичайно, з певною неточністю сказати, що до Планківської епохи не існувало навіть звичної нам тканини простору часу. Це був час, ну, це був час, коли гравітація не знала, що вона є гравітація. У першій долі першої секунди всесвіт, який був за сучасними моделами єдиним тілем, єдиним полем, де всі поля були об'єднані. І в той час гравітація ще не відділилася від інших фундаментальних взаємодій. А отже, ну, не існувало певного гравітаційного каркаса, де можна було б вимірювати інтервали або говорити про послідовність подій. У нас немає часу і простору. То про які тоді ми можемо казати події в цьому просторі? Саме в цьому сенсі фізики іноді говорять про час, коли не було часу. Це фаза буття, де не існувало того, що ми називаємо тривалістю або порядком раніше-пізніше. Матерія тоді вже існувала, але форми цієї матерії були настільки незвичні, що ми не маємо ані слів, ані формул, які були б здатні їх описати. І от тільки після Планківської епохи, коли гравітація стала окремим типом взаємодії, коли вона відокремилась від інших сил, у нас з'явилося осмислене поняття простору часу. Можна сказати, що час, ну, так би мовити, кристалізувався із хаоса. Поки сили і поля не мали структури, порядок подій не був можливий. Не було раніше і пізніше. Причина-наслідок. Фізика набула своєї форми тільки тоді, коли світ став достатньо холодним і стало можливо говорити про послідовність, про те, що одна подія слідує за іншою. Тоді час ставмірюваним. Ну, а до того він був просто він не був просто він не був прихованим. Він не існував в принципі, бо було послідовності, як я вже казав. І це показує фундаментальний факт. Час не є універсальним або вічним. Час - це властивість конкретного стану нашого всесвіту. Час показує межі застосованості відомих нам законів фізики. От температура. Температура немає сенсу, якщо в нас немає безліч частинок, оскільки температура - це міра енергії її хаотичного руку. Так і час. Час не має сенсу без структури простору, у якого можуть відбуватися події. Ми не можемо казати про температуру порожнечі або про час, коли існує, коли не існує простору і гравітації. Тому питання, що було до великого вибуху без хлузде? Воно подібне до запитання там, не знаю, що знаходиться північнішне північніше північного полюса. Такі запитання ми можемо собі уявити в мові. Ну, наша мова, вона дозволяє складати безліч фраз. Такі певні фрази мають сенс, певні не мають, але от саме ця фраза відноситься до таких, які не мають жодного фізичного змісту. Наші рівняння просто перестають бути застосовними. Щоб описати цей дотемперальний етап розвитку Всесвіту, тобто дочасовий етап, коли часу ще не існує, потрібно як мінімум квантова теорія гравітації, яка поєднала б квантову механіку з загальною теорією відносності. А такої теорії у нас немає. Як я розповідав у лекції про сучасну квантову картину світу, вченим поки що не вдалося створити теорію всього. Не вдалося поєднати квантовий фі світ зі світом загальної відносності. А без мови цієї теорії описати сутність того, що тоді відбувалося, аналогом чого був тоді оцей псевдочас, неможливо. Хоча, звичайно, що є гіпотези, які намагаються навіть туди зазирнути, по той бік зазирнути до початку часу, коли часу ще не існувало. Наприклад, існують моделі, які говорять про циклічний всесвіт. Вони вважають, що Великий вибух - це був не перший, а один з так званих нескінченної кількості, ну, назвемо це вдихів і видихів космосу. Після періоду розширення буде йти великий стиск, а потім новий вибух. І тоді можна казати не про єдиний початок всього, а про вічне повторення часів. І от на кожному проміжку розширення і стискання буде свій власний час. Існують квантові моделі взагалі без початку. Ну от, наприклад, гіпотеза великого відскоку Big Bounce. В цій гіпотезі вважається, що космологічна сингулярність замінюється фазою певного фазового переходу. Тобто не було ніякого початку в точці нуль, а була зміна стани всесвіту. У таких теоріях час не виникає з нічого, а перетікає через певний момент мінімального мінімального розміру. Ну, але що б там вони не вважали, незалежно від деталей, більш частина космологічних моделей згідні в головному. Час - це не вічна субстанція, це властивість фізичної реальності, що з'явилася разом з нею. Можна сказати, що початок часу - це не момент, це межа. застосовності наших уявлень. За нею немає минулого, бо немає простору, немає подій, немає процесів. Це не час перед тим, як все почалося. Там немає самого поняття перед. Це дуже важлива ідея. І це дуже важка ідея, тому що наша мова і мислення побудовані на послідовності. Ми живемо всередині часу, але намагаємося при цьому описати те, що поза ним. Тут вже навіть важко визначити, де між межа між космологією і філософією. Ми розмірковуємо не просто про походження світу, ми розмірковуємо про народження самого поняття буття, що було. Але це все далеке минуле. Це час, коли всесвіт народився. Зараз час існує, все чудово. І тут нове запитання виникає: а чи буде у часа кінець? Чи можливо, як там, у книжці Дугласа Адамса, опинитися у точці, в який час закінчує своє існування? Якщо час колись почався, то цілком не виключено, що він колись закінчиться. Але що це взагалі означає? Кінець часу? Ми можемо уявити собі там, не знаю, кінець епохи, кінець цивілізації, кінець зірки, але кінець самого часу звучить як щось там логічне протиріччя. А для адже для того, щоб щось закінчити, потрібно, щоб продовжував існувати певний час, у якому цей кінець настає. І тим не менш космологія розглядає такі сценарії всерйоз: кінець часу - це не подія всередині часу. Це межа існування самого всесвіту. Момент, коли структура простору часу перестає мати сенс. Якщо ми кажемо про сучасну, найбільш поширену картину світу, то це лямда CDM модель, де лямбда тісно пов'язана з так званою темною енергією. Я трохи більш детально розповідаю про це в своїх лекціях, про матерію та її будову. Ну, темна матерія, темна енергія - це щось загадкове. Якщо ми кажемо про темну енергію - це щось, що розширює наш наш всесвіт. Причому, відповідно до спостережень, це розширення весь час прискорюється. Якщо цей процес буде тривати нескінченно, то простір буде ставати все більш і більш розрідженим. Спочатку галактики віддаляться одна від одної, потім розірвуться, згаснуть зірки, а потім взагалі будь-яка матерія розпадеться на елементарні частинки, які будуть нескінченно довго існувати в абсолютній порожнечі. І от таке майбутнє - це так званий сценарій теплової смерті всесвіту. Це сценарій, коли ентропія досягає свого максимуму, все стає однорідним і у нашому світі не відбувається жодних процесів. Формально час при цьому не закінчується, але він втрачає сенс. Якщо немає змін, якщо немає подій, то немає різниці між минулим і майбутнім, сьогоденням і тим, що були колись. Це час, коли час перестає бути часом. нескінченний, порожній, нерухомий, замерзлий всесвіт, де нічого не відбувається. Але це не єдиний можливий сценарій. Існують інші сценарії. Деякі фізики припускають, що темна енергія може чомусь, невідомо чому, змінити свій знак або можуть з'явитися якісь нові взаємодії. І розширення всесвіту зміниться стисканням. Тоді всесвіт знов згорнеться в ту ж саму сингулярність, з якої все почалося, і весь простір, час зникнуть в точці, яка подібна до великого вибуху на початку існування. Е, цей сценарій називається великим стисненням. І якщо так, то часова вісь просто завершиться. Тобто вона матиме межу в майбутньому, де перестануть діяти всі відомі нам фізичні закони. Але цілком можливо, що потім після тієї точки відбудеться новий відскок. І тоді ми можемо казати про циклічний всесвіт, де час не народжується, не вмирає, а перероджується. Тоді кінець часу перетворюється на перехід між епохами, а сам всесвіт стає чимось, ну, на кшталт космічного дихання. Розширення, стиск. Розширення, стиск. І кожна нова епоха - це нова стріла часу. Є іще більш екзотичні ідеї. Деякі квантові теорії припускають, що у далекому майбутньому, коли всесвіт стане майже порожнім, часова структура може взагалі розчинитися на фундаментальному рівні. В деяких теоріях квантової гравітації час взагалі не завжди постає як основна величина. У деяких підходах, ну, там так званій петльовій, квантовій гравітації, там теорії Хартля Хокінга, простір і час - це взагалі побічні певні явища, і вони виникають з більш глибокої, передчасової, дочасової реальності. І згідно з цими моделями час може не зникнути, а просто втратити своє фізичне значення. Коротше кажучи, можливо, так званий кінець часу - це не катастрофа, а це межа, коли наші знання, коли наша мова, коли наше мислення перестає бути застосовними. Ми здатні казати про початок і кінець тільки всередині часу. А якщо це саме так, якщо це властивіть всесвіту, то зникнення його означатиме зникнення всіх понять, якими ми можемо мислити. Тобто не буде просто ідей, слів для того, щоб описати, що це буде. І фактично тоді питання, чи буде кінець часу, перетворюється на інше. Чи існує щось поза часом, чи час - це єдина форма існування, яку ми взагалі здатні собі усвідомити. А от що буде насправді? Чи буде дійсно Всесвіт розширюватися нескінченно? Чи настане вічність без подій, вічність без течії, де все навіки назавжди завмерло, або навпаки час дійде до певної кінцевої точки і переродиться у щось нове? Ну, коротше, однозначної відповіді у науці немає. Це і сумно, і радісно, тому що ми розуміємо, куди нам рухатися вперед. Добре, давайте тепер повернемося від минулого, від часу, коли часу ще не існувало і майбутнього, від часу, коли час зникне до теперішнього. Імо поговоримо про те, чому ми взагалі рухаємося з минулого в майбутнє і чим вони відрізняються. Теорія відносності каже, що абсолютного часу не існує. Реальні всі моменти одночасно. А якщо так, то чому ми відчуваємо внутрішній час як певний односторонній перебіг від минулого до майбутнього і ніколи навпаки? Чому час нібито як якась стріла спрямований лише в один кінець? Це складне запитання. І якщо ми кажемо про звичні нам закони фізики, вони дуже довго не давали на нього жодної відповіді. Більшість фундаментальних законів абсолютно симетричні у часі. Якщо ми візьмемо, наприклад, там рівняння механіки Ньютона, рівняння електродинаміки Максвела, рівняння квантової фізики і замінимо в цих рівняннях Т на -Т, фізична картина світу абсолютно ніяк не зміниться. Планети так само обертатимуться навколо Сонця за тими самими орбітами, просто в інший бік. рух частинок, взаємодія зарядів, поширення хвиль. Все це підпорядковується рівнянням, які абсолютно однакові, як відносно прямого, так і відносно зворотнього ходу часу. Минуле нічим не відрізняється від майбутнього. Якщо показати вам відеозапис, на якому рухаються планети, там коливається маятник, летить супутник, ви не зможете визначити, чи цей ролик крутиться вперед або назад. Світ на рівні фундаментальних взаємодій не розрізняє ніяк минуле і майбутнє. Але є одне оле. Варто в кадрі з'явитися чомусь тендітнотому, що може зруйнуватися і симетрія відразу зникає. От скло, що розбивається, цукор, що розчиняється у каві, дим, що розсіюється в повітрі. Такі процеси завжди незворотні. Вони завжди йдуть тільки в один бік. І саме так ми дізнаємося, де саме майбутнє. Тобто в наших повсякденних спостереженнях реальність дуже чітко показує певна стріла, стріла часу. Ми живемо у світі, де чашки часто розбиваються, але ніколи не збираються самі собою. І ця спрямованість називається стрілою часу, а її фізична причина ентропія. Я вже згадував сьогодні те цей термін, але не зупинявся на ньому і на його поясненні. Ентрапія - це міра хаосу системи. От уявіть собі там чашку гарячої кави, в яку виливають холодне молоко. Цей процес не зворотній. Тепло завжди переходить від кави до молока, температура вирівнюється і ви більше не побачите, щоб молоко від'єдналося і віддало назад теплос в каві. Тобто система завжди переходить від більш упорядкованого стану низька ентропія до більш хаотичного висока ентропія. І це є випадок, окремий випадок так званого другого початку або другого закону, або другої основи термодинаміки. В замкненій системі ентропія завжди може або зростати з часом, або не змінюватися. Вона ніколи не може зменшитись. Іншими словами, якщо в нас є замкнена система, хаус ніколи не зменшується, поки хтось зовнішній не подіє на цю систему. Завжди бесплат тільки зростає. Один з творців сучасної термодинаміки Людвік Больцман показав, чому це так. Він це показав на прикладі певної статистичної ймовірності. Тобто наш світ складається з величезного простору різних варіантів. І от впорядкований стан, тобто низька ентрапія, трапляється вкрай рідко, а стани безладу дуже ймовірні. Тобто всесвіт воліє рухатися від рідкісних упорядкованих станів до численних безладних. І це і задає нам напрямок часу. Е, сам термін стріла часу ввів відомий фізик Артур Етін для того, щоб описати цей напрямок. Його сенс у тому, що багато явищ від тієї ж самої чашки, що розбивається, і від всесвіту, що розширюється, вони мають виразне туди зростання ентрапії. Іншими словами, ми завжди сприймаємо час як стрілу. що вказує з минулого, тобто порядку у майбутнє, тобто хаос. Звісно, до кінця історія з стрілою часу ще не вирішена. Як я вже казав, закони мікро-макросвіту фактично симетричні за часом. У них немає переважного напрямку. Ви можете замінити т на мінут в рівняннях і вони як і раніше будуть мати той самий сенс. Тим не менш, от всі наші виміри показують, що на початку існування Всесвіту, от відразу після великого вибуху, ентропія була надзвичайно низькою. Тобто всесвіт був гранично впорядкований і з того часу він вже 13,5 млрд років стає все більш і більш хаотичним. І от саме цей великий перепад, тобто від хаотич, від порядку до хаосу, він і задає спрямований хід часу. Ми не знаємо, чому це так. Ми не знаємо, яка яке походження оцієї початкової надзвичайно низької ентропії. Це таємниця. Ми не знаємо, чому початковий стан Всесвіту був настільки впорядкований. Ну, на жаль, так. Не всі загадки космології поки що вирішені фізиками. Але ми бачимо, що напрямок вперед задає ентрапія. Це не дає нам відповіді на запитання, чому саме вперед. Деякі фізики вважають, що причина цієї спрямованості криється десь глибоко в квантовій структурі часу. Проте, ну, достовірного рішення цієї проблеми ми не маємо досі. Це не єдина асиметрія про минулого і майбутнього. У своїй книжці Коротка історія часу відомий фізик Стівен Хокінг писав, що наукові закони власними силами не виділяють вперед і назад у часі, але він навів приклад трьох стріл, які чітко відрізняють майбутнє від минулого. Це термодинамічна стріла, ентрапія або хаос завжди зростає. Минуле - це завжди порядок, майбутнє - це завжди хаос. Це психологічна шкала. Ми пам'ятаємо минуле, але ми не пам'ятаємо майбутнього. Так, космологічна школа. Всесвіт завжди розширюється і не стискається. Причому Хокінг пояснив, що наша психологічна шпкала невипадково збігається з термодинамічною. Наш мозок - це складна фізична система, і вона працює за рахунок певних термодинамічних процесів. Кожен акт мислення, спогаду, думки, він завжди супроводжується зростанням хаосу, зростанням ентропії. Наші думки виділяють тепло, вони витрачають енергію, вони переходять до більш невпорядкованого стану. Ми пам'ятаємо минуле, тому що сліди подій у минулому, ну, от, наприклад, там зміни, які відбулися в наших нейронних зв'язках, вони утворюються саме тоді, коли ентрапія зростає. А майбутнє ми не пам'ятаємо, бо таких слідів у нашій голові ще немає. Інакше кажучи, напрямок нашої пам'яті визначається тим самим напрямком, у якому у всесвіті зростає ентропія від порядку до хаосу. Тому психологічна і термодинамічна шкали часу збігаються і ми відчуваємо час саме в той бік, у якому світ наш природньо старіє. А от космологічна, як буде з нею? Що буде, якщо, наприклад, космологічна стріла якось у майбутньому звінить смій напрямок? Тобто, якщо праві ті, хто стверджує, що всесвіт колись припинить розширятися і почне стискатися. Ее, можливо, хоча це важко собі уявити, у такому варіанті ентрапія теж перестане зростати і всі процеси підуть у зворотньому напрямку. Ну, теоретично це означало б, що майбутнє перетворилося на минуле і напрямок часу, ну, нібито там перевернувся. Ну, ми б, напевно, це не відчули як певний хід зворотнього часу, але сам космічний порядок подій, народження, старіння, руйнування, він би, напевно, що розвернувся. Е-е, такий варіант за сучасними уявленнями малоймовірний, але цілком можливий. Тобто навіть стріла часу, вона не є абсолютно незмінною. Так, зараз вона вказує з минулого в майбутнє, а в майбутньому, можливо, вона змінить свій напрямок. Воно теж підкорюється космічній еволюції. Ну ладно, досі. Достатньо вже про космологію. Давайте трохи поговоримо про час у іншій галузі знань, а саме у квантовій механіці. У мене серед моїх лекцій є лекція про фізичні картини світу, де я в тому числі розповідаю от що сучасна картина світу, вона базується на квантових принципах, на корпускулярно-хвильовому дуалізмі, на поняттях ймовірності, на хвильовій функції тощо, тощо, тощо. А от що саме ця квантова картина світу думає про час? Основа квантової картини світу - це певні математичні рівняння. Ці рівняння неможливо вивести. Ми їх приймаємо як факт. Вони вірні, тому що експерименти, які ми проводимо, підтверджують, що вони вірні. Найвідомо з цих рівнянь - це рівняння Шрольгера, але воно не єдине. Існують інші. Існують рівняння там Клейна, Гордона, існує рівняння Дірака, тощо, тощо, тощо. Їх дуже і дуже багато. Так от, як я вже казав, оці рівняння, ну, наприклад, рівняння Шльотінкера, ну, і інші фундаментальні рівняння квантової механіки, вони є абсолютно симетричні за часом. Тобто форми цих рівнянь ніяк не зміняться, якщо ми замінимо t на -Т. Це означає, що в квантовому описі світу немає стріли часу. Процеси можуть відбуватися, якщо ми йдемо за формулами, і вперед, і назад, абсолютно однаково. Але реальний світ нам здається таким, що рухається тільки в один бік. Як це уходжується? Тут багато є думок. Існує, наприклад, думка, що важливу роль в цьому грає акт виміру. Поки ми не працювали системою, поки ця система була в багатьох станах, от як той самий кіт Шрдінгера, яких і живий, і мертвий одночасно, часу там не було, але при вимірі квантової системи їх вольова функція, як то кажуть, колапсує. Тобто система обирає один конкретний стан з безлічі можливих. І цей процес є незворотнім і він супроводжується втратою інформації. Тобто було багато варіантів, був обраний один. І таким чином ентрапія зростає, хаос стає більшим. І деякі фізики, ну там Джон Нейман, Річард Феймон тощо, вони вважали, що саме взаємодія з макроскопічним світом, тобто акт вимірювання або декогеренція, або руйнування суперпозиції, вони створюють ілюзію стріли часу. Тобто, коли ми вимірюємо квантову систему, вона вже не квантова, вона, так би мовити, вбудовується в класичний світ. А в класичному світі минуле вже визначено, а майбутнього ще немає. В результаті ми можемо сказати так: поки ми перебуваємо на рівні мікроскопічних тіл, на рівні квантової механіки, час ніяк не прив'язаний до конкретного напрямку в рівняннях. Майбутнє і минуле абсолютно рівностачить. Але як тільки відбувається взаємодія з макрорівням, виникає ситуація, коли, так би мовити, минуле фіксується, а мину а майбутнє розходиться на різні ймовірності. Тобто в квантовому світі немає вбудованої стріли часу, але природа спостереження накладає її зовні. Звичайно, це дуже спрощений підхід. Насправді все набагато складніше. Деякі рівняння квантової фізики, особливо у деяких підходах до квантової гравітації, взагалі не мають часу. Час в них зникає. Ну, от я приклад можна навести рівняння Віллера Девіта. Вони описують стан без часу, але це не доводить, що часу немає. Це лише, ну, певним чином натякає, що на базовому рівні природа може бути понадчасовою, а наші відчуття, що події відбуваються, є щось зовнішнє. Оці події, вони пов'язані з ентропією, вони пов'язані з її спостерігачем, али вони не є внутрішньою властивостю матерії. Це дуже спрощений погляд. Існують способи, коли ефективний час можна відродити в ці рівняння без часу. І навіть серед фізиків немає єдиної думки, як саме це працює. І те, що в квантовому світі немає минулого чи майбутнього - це не єдина відмінність часу від інших величин. Наприклад, майже всі фізичні величини: координата, швидкість, енергія, імпульс, момент руху, магнітний момент. Всі вони розглядаються як певні вимірювані величини. Вони мають певні ймовірності, більші, менші. Вони можуть бути невизначеними. Їх можна описати спеціальними математичними об'єктами, так званими операторами. В певних системах вони можуть квантуватися, тобто набувати певного набору дискретних значень, там дискретні рівні енергії чи дискретні напрямки моменту імпульсу чи дискретні значення самого імпульсу. А от час таким об'єктом не є. У квантовій механіці час - це просто фон. Це зовнішня шкала, де відбуваються події. Тобто це називається параметр. Ми задаємо момент часу ззовні, а сама система лише змінюється відповідно до нього. Квантова механіка показує, як стан частинки еволюціонує з часом. Але сам час - це не частина квантового світу, це годинника спостерігача. Тобто ми своїм годинником, так би мовити, втручаємося в квантовий світ і задаємо там напрямок минулого і майбутнього. Вчені намагалися ввести якось в теорію певну змінну, спеціальну змінну часу, як це зроблено до інших величин, але зіштовхнулися з математичною забороненою. Це так званий аргумент паулі. Це не дуже поширена річ і далеко не в кожному курсі квантової механіки про нього розповідають. Ну, якщо казати такими науковими термінами, цей аргумент каже, що якщо у нас в системі енергія не може мати певне значення менше за конкретне, а це так завжди для будь-яких реальних об'єктів, то неможливо створити так званий оператор часу, який би діяв в квантному світі на рівні з операторами координати імпульсу тощо. Ну, простіше кажучи, неможливо побудувати квантовий годинник усередині самої системи. Час не живе всередині мікросвіту. Час приходить в мікросвіт ззовні. Він приходить як певний параметр. І за тим параметром все розвивається. Час не вимірюється всередині системи, він лише параметризує її еволюцію. Тобто квантовий світ мікрооб'єктів не містить свого часу. І на відміну від інших величин, він бере час з класичного освіту, з нормальної, звичної нам класичної фізики. Це не зупиняє пошуки. Сучасні підходи намагаються повернути час як певну квантову змінну, хоча б в певних обмежених контекстах. Існує, наприклад, модель Дона Пейджа і Вільяма Вутерса, яка розглядає час як відношення між підсистемами, тобто як певний годинник всередині замкненого всесвіту, який вимірює зміни інших об'єктів. Є теорія термального часу, яка була запрована Алоном Коном і Карло Равеллі. Там час пов'язують не з зовнішнім параметром, а з самим станом системи, з тим, як ентропія задає напрямок еволюції. є інші підходи, де час розглядається як там оператор в спеціалізованих просторах чи релятивістських моделях, але поки що жодна з цих ідей не стала загальноприйнятою і навіть сама кількість спроб вквантизувати час показує наскільки глибока ця загадка. У квантовому світі майже все може бути дискретним, але от час залишається тим, що вислизає від нашого виміру. Ну, фізики досі з цим не до кінця змирилися. Продовжуємо пошук. Окей, добре. Є така загадкова субстанція, загадкове поняття час, але чи можемо ми подорожувати в ньому? Мабуть, ще від часів машини часу Герберта Велса - це одне з найпопулярніших, одна з найпопулярніших ідей сюжетів у фантастиці. А що про це каже наука? Е, і тут варто уточнити, а що саме означає подорож у часі? У певному сенсі, ми всі постійно подорожуємо в ньому. І кожен, хто дослухав чи додивився моє відео до цього моменту, не вимкнувши його десь там на квантовій механіці, вже здійснив маленьку подорож у майбутнє. Але є одна деталь. Ми рухаємося лише в один бік, вперед, від порядку до хаосу, від малого всесвіту до великого, від того, що ми пам'ятаємо до того, що ні. Навіть якщо ми не можемо змінити напрямок часу, ми можемо змінити швидкість його руху. Фізика доводить, що в певних умовах він може сповільнюватися або пришвидшуватися. У звичайному сенсі, звичайно, що машини часу, як у фільмах, не існує. Ти не можеш сісти всередину, натиснути кнопку і зникнути десь там в минулому чи майбутньому. Проте фізика дозволяє схожі ефекти, які наближено можна назвати подорожю у майбутнє. Ну і по-перше, це, звичайно, що вже згадані ефекти спеціальної теорії відносності, коли час для рухомих об'єктів тече повільніше. Це відомий і парадокс близнюків. Цей ефект було підтверджено експериментально. У 1971 році два вчені Гафеле і Кітіннг здійснили польоти з атомним годинником на борту літака навколо Землі. І після повернення вони всі побачили, що час на літаку показав менші проміжки, ніж той час самих на годиннику такому ж самому, що залишився на землі. Тобто фактично для пілотів час йшов повільніше і вони зробили маленьку подорож у майбутнє або те ж саме гравітаційне сповільнення часу. Я вже казав, біля масивних тіл, біля чорних дір, біля нейтронних зірок гравітація настільки сильна, що час сповільнюється. Для стороннього спостерігача людина, яка падає кудись в чорну тіру, нібито завмирає біля горизонту подій. Це ефект теж цілком реальний. І він був, ну, певною мірою точно науково відтворений у відомому фільмі Інтерстеллер під керівництвом фізика Кілатор Кіпаторна. Там герої, які провели кілька годин на планеті біля чорної діри, повернулися у світ, де минуле вже декілька десятків років. Це науково і це фактично і була подорож у майбутнє. Під час лекцій студенти іноді задають мені досить такі наївні запитання. От, наприклад, вони кажуть: "Так що, якщо біля чорних дір час майже зупиняється, то ми можемо там жити вічно?" Ну, по відношенню до нашого всесвіту, так, бо поруч з вами будуть народжуватися, вибухати зірки, зіштовхуватися галактики, поглинати одна одну чорні діри. Ви будете бачити, як навколо все пришвидшується і більше і більше, і швидше, і швидше. Але ваш власний годинник внутрішній, який базується на біологічних процесах в нашому організмі, цієї вічності не відчує. Для нього час буде йти, як зазвичай. Просто нібито весь всесвіт навколо прискорився. Тобто, коротше кажучи, подорож в майбутнє - це доведений фізикою факт. Причому швидкості цієї подорожі можуть бути нами контрольовані. Ми прямо зараз це робимо. А якщо ми навчимося робити більш ефективні космічні двигуни, якщо ми будемо подорожувати зі швидкістю, що наближається до швидкості світла, то подорожувати у майбутнє нам стане значно легше і ми будемо це робити значно швидше. А от подорожі у минуле залишаються поки що лише гіпотезою. Сучасна фізика не дає остаточної відповіді, чи можливі вони взагалі. К одній теорії допускають подібні сценарії, інші суворо забороняють, тому що тут виникають логічні або фізичні суперечності, причинно-наслідковий зв'язок. Одна з найвідоміших ідей - це так звані чревоточини або warmhols. Це, ну, такі гіпотетичні тунелі, які з'єднують різні ділянки простору часу. Рівняння загальної теорії відносність Ейнштейна дозволяють існування таких, ну, коротких шляхів, назвемо їх так, між віддалними точками всесвіту. Теоретично, якщо обидва виходи певної черевоточини рухаються один відносно одного з значною швидкістю або перебувають в різних гравітаційних полях, то можливий, ну, назмо це суф у часі. Тобто мандрівник, який пройде через такий тунель, якщо це взагалі можливо через нього пройти, опиниться не лише в іншому місті, а й в минулому. Причому існують навіть реальні наукові публікації, як створити машину часу. та як порушити причино-нанослідковий зв'язок. От американський фізик Фрэнк Типлер навіть запропонував модель машини часу у вигляді величезного обертового циліндра. Оце його стаття rotating cylinders and the possibility of globality violation. Як обертовий циліндр може порушити причину наслідковий зв'язок? Такий об'єкт, ну, за його розрахунками, міг би створити замкнені траєкторії в часі, так звані замкнені часові лінії. де подія може стати власною причиною. Є лише, ну, дуже невеличкі проблеми. По-перше, для реалізації цієї ідеї потрібно енергії більше, ніж будь-яка енергія, яка доступна в нашому всесвіті. І по-друге, сама конструкція такої системи потребує екзотичної матерії з негативною енергією, а можливість існування такої матерії ще під величезним сумнівом. Тобто це гарна ідея, але реалізація цієї ідеї абсолютно нереальна. Але деякі фізики пішли навіть далі, і вони припустили, що подорожі в минуле вже відбуваються просто на мікрорівні. От існує така гіпотеза, ее, що в той час, як більша частина матерії рухається у часі вперед, деякі частинки рухаються назад. У 1940х роках, ну, схожу ідею висловив відомий фізик Джон Віллер, а згодом розвинув Річард Фейнман. Вони, наприклад, припустили, що всі електронни і позитрони нашого всесвіту - це насправді одни і той самий електрон, одна і та сама частинка, яка просто рухається весь час у різних напрямках у часі. Коли цей електрон рухається вперед, ми його сприймаємо як електрон. Потім він повертається назад, ми його бачимо як позитрон. Потім він знов рухається вперед, ми його бачимо як інший електрон. Назад- інший позитрон. Тобто всі електрони і всі позитрони нашого всесвіту - це одна і та ж сама частинка. Така теорія називається теорією одноелектронного всесвіту, але звичайно, що це не машина часу в фантастичному сенсі. Хоча на рівні квантової фізики вона показує, що час може бути двонаправленим і що руху минуле не суперечить фундаментальним рівнянням природи, але вона нам не дозволяє самим туди подорожувати. Тож на сьогодні фізика наука не забороняє подорожі в часі, але й не дає жодного експериментального підтвердження того, що як вони можливі. Якщо майбутнє для нас відкрите, то минуле поки що, на жаль, це лише поле для роздумів фантазій. Ну ладно, я думаю, що я всіх дуже втомив фізикою. Давайте тепер трохи відійдемо від фізики і поговоримо про філософію часу. Адже якщо фізики вимірюють, як саме час працює, то філософи ставть ще більш глибоке питання: а чи існує він взагалі? Чи можливо таке, що час - це щось просто абстрактне, вигадане людиною, як мені казала нещодавно одна моя знайома. Ну або можливо, як це казав майстер Гвей з мультфільму Кункфу Панда: >> "Що було, загуло, що буде, те й буде. [музика] Ти цінуй те, що є, бо лиш сьогодні життя твоє. >> Ну або мовою оригіналу. Yesterday is history. Tomorrow is a mystery, but today the gift. That is why it is called the present. Можливо, моя знайома та майстер праві. Ніякого часу не існує. Існує лише тепер і зараз. Ми щойно бачили, що жодна з головних фізичних теорій, ані ньютонівська механіка, ані квантова механіка, ані навіть теорія відносності не задають напрямку вперед у часі. Їхні рівняння симетричні. Якщо змінити напрямок часу на протилежних, фізика формально не зміниться. І все ж таки ми відчуваємо, що час має певну стрілу. Минуле ми пам'ятаємо, майбутнє ще не настало. Філософи досить давно намагаються пояснити цю загадку. І тут існує дві головні концепції. Це презентизм та етерналізм. Ну і, звичайно, що деякі варіанти між ними. Презентизм походить від слова present, тобто теперішнє. І він каже: "Реальним є лише теперішній момент. Минулого вже немає, минуло вже зникло, майбутнього ще немає, майбутнє ще не настало, є лише зараз. У тій картині всесвіт, ну, нібито щоми оновлюється, кожен момент народжується, зникає і на його місце приходить наступний. Це досить близьке до нашого щоденного досвіду. Тобто ми пам'ятаємо минуле, ми живемо теперішнє, ми плануємо майбутнє, але презентизм стикається з проблемою. У теорії відносності немає єдиного тепер. Для різних спостерігачів однаковий момент може бути різним. Отже, навіть наше теперішнє не є універсальним. Існує інша точка зору. Вона називається етерналізм від слова eternity, вічність. Вона каже: "Всі моменти часу, минулій, теперішній, майбутній, існують однаково реально. Просто ми сприймаємо їх послідовно". Ну от уявіть собі, що ви прийшли в кінотеатр на фільм. Всі кадри цього фільма вже відзняті, але коли ми його дивимось, нам здається, що картинка колись рухається. Так само і з часом. Вся, ну, назвемо це плівка всесвіту вже записана, а ми лише рухаємося по ній, сприймаючи це як подій потік подій. Ця модель трохи краще узгоджується з рівнянням Ейнштейна, яка які не містять поняття теперішнього моменту, але все ж таки недосконала. Існує і третій підхід до природи часу. Це так звана теорія зростаючого блоку. Це якесь проміжне місце між презентизмом і етерналізмом. Ідея така: минуле і теперішнє реальні. Вони існують у структурі всесвіту, а от майбутнього ще немає. Простір, час відповідно до цієї концепції ніби поступово ростуть по мірі того, як майбутнє перетворюється на теперішнє, а теперішнє на минуле. Тобто наше вчора для когось може бути його сьогодні, а от наше завтра ні для кого не є минулим, тому що воно ще не існує. Е, це спроба, ну, примирити два протилежні світогляди. Минуле вже зафіксовано, його не змінити. Теперішнє - це передній край всесвіту. Він різний в різних місцях, а майбутнє - це лише набір ймовірностей і набір можливостей потенційний, але які ще не стали реальністю. Але і тут виникають непрості питання: то який саме момент є теперішнім і чому ми всі відчуваємо його одночасно? І чи існує цей край, який росте об'єктивно, чи він існує лише, ну, у свідомості спостерігача? жодна з цих філософських концепцій, ані презентизм, ані інтерналізм, ані зростаючий блок, не мають експериментального підтвердження. Це не фізика. Це скоріше, ну, назвемо це різні спроби осмислення реальності, але ті спроби, тим не менш, важливі. Вони допомагають нам ставити глибші запитання: що таке взагалі тепер? Чи рухається воно вперед? Чи воно з'являється? Ну, і ще один, до речі, досить цікавий аргумент. Ее, вже не з фізики, з нейробіології. Мозок не сприймає реальність у реальному часі. Сигнали від органів чуття доходять до мозку з невеличкою затримкою. Так, це кілька десят мілесекунд, ну, або іноді більше. Тому все, що ми вважаємо теперішнім зараз, насправді, це вже минуле. Мозок реконструює його і подає його нам, як зараз. Тобто виходить, ми постійно живемо в ціні минулого, навіть цього не усвідомлюючи. Окей, я думаю, що я всіх вже втомив своєю історією про час і наприкінці нашої лекції спробуємо якось узагальнити. То чи існує час насправді об'єктивно, чи можливо це лише ілюзія? Наука пропонує простий, але суворий критерій. Якщо певна величина фігурує в рівняннях фізики, то вона є частиною реальності, яку ці рівняння описують. Крапка. І справді, майже у всіх відомих теоріях час присутній. Тобто у сучасній науковій картини часу час є невід'ємним елементом нашої реальності. Навіть якщо колись в майбутньому з'явиться нова теорія, яка виключить час, запропонує якийсь кращий спосіб описати реальність, всі попередні матмоделі залишаться справедливими у межах своїх застосувань. От як динаміка Ньютона. Ейнштейн відкрив теорію відносності, але динаміка Ньютона залишилася справедливою. Ну, але, звичайно, що для невеликих швидкостей і для невеликих гравітаційних полів. Отже, і поняття часу ніколи не зникне, час з нами залишиться назавжди. У філософії часто звучать думки, що час - це ілюзія або існує лише теперішня. Ну, так, такі ідеї важливі для осмислення людського досвіду. Вони там нам, вони нас спонукають цінути тут і зараз. Це чудово, але з точки зору фізики все абсолютно не так. Час прямо присутній у фізичних рівняннях, а отже, він існує реально. Численні експерименти підтверджують відносність, доводять, що минуле і теперішнє не є абсолютним, що вони одночасно існують просто в різних просторових часових лініях. Отже, час - це надзвичайно багатогранне явище. Це і міра змін, які відбуваються в нашому просторі часі. Цей четвертий вимір. Це і те, що показують наші годинники. Це і стріла ентропії. Це і напрямок розширення всесвіту. Це властивість нашої свідомості. У кожній галузі науки час грає свою особливу роль. З наукового погляду час - це координата подій, що встановлює послідовність і причинно-нанослідкові зв'язки. Але напрямок стріли часу не задається законами фізики. Закони фізики абсолютно симетричні. Напрямок часу задається зростанням ентропії. Отже, попри те, що остаточної відповіді на запитання, що таке час людства ще немає, можна сказати впевнено: час - це фундаментальна частина нашої реальності, що впорядковує і формує усе, що ми знаємо. Ну і на цій думці я буду, напевно, завершувати вже свою лекцію. Сподіваюсь, що час, який ви витратили на її перегляд, минув недаремно. На цьому все. Дякую за увагу.