Стало почти очевидной истиной выражение: «Самое простое — самое сложное». Если под простым понимать то, к чему мы привыкли и над чем не задумываемся, хотя и встречаемся почти непрерывно, то под это определение «простого» подходит и знакомое нам всем время.
О времени можно рассуждать без конца именно из-за его кажущейся простоты, обыденности, неизбежности, одним словом, потому, что око якобы не содержит в себе больше того, что людям нужно в их повседневной жизни.
«У меня не хватает времени…», «Время промчалось незаметно…», «Это было хорошее время…», «Наступит время…»
Мы произносим эти фразы по нескольку раз в день, будучи уверенными, что понимаем всю глубину их содержания, не задумываясь над тем, что мы в действительности имеем в виду.
Эта кажущаяся простота понятия времени объясняется тем интуитивно воспринимаемым ощущением, что мы сами постоянно находимся в его непрекращающемся потоке, что оно «все время» с нами, мы чувствуем его бег, мы умеем просто и удобно его измерять при помощи часов, и что вся наша жизнь «расписана» по времени так, что наше сознание привыкло к нему как к чему-то естественному и неизбежному.
Субъективному ощущению времени в немалой степени способствует то, что ученые называют «биологическими часами», — физиологические процессы, связанные с определенным периодом, которые совершаются внутри живых организмов, в том числе и внутри человеческого организма.
О времени, его сущности и его природе рассуждали и писали с незапамятных времен философы и ученые, и не следует думать, что и сейчас вопрос о том, что такое время, окончательно решен. Как и всякое фундаментальное свойство мира, время обладает качествами и особенностями, которые непрерывно познаются со все большей глубиной по мере развития науки вообще. В конце прошлого столетия понятие времени было подвергнуто глубокому анализу Фридрихом Энгельсом, который на основе новейших достижений естествознания дал классическое определение времени как формы существования материи и, следовательно, объективной реальности, существующей независимо от познающего время «Я».
С тех пор стало ясно, что время, как и пространство, неотделимо от материи и что вне материи понятие «время» не имеет смысла.
Вечное, непрерывное движение, совершаемое материей, происходит во времени, и если бы представить фантастический мир, где вдруг исчезла бы материя и, следовательно, всякое движение, то говорить о течении времени в таком мире было бы совершенно бессмысленно.
Теория относительности показала, что время не обладает «универсальной» скоростью течения и что ход времени тесно связан со скоростью движения материи. Этот некогда парадоксальный вывод в настоящее время подтвержден прямыми измерениями времени жизни некоторых ядерных частиц, для которых оказалось, что их «время жизни» тем большее, чем быстрее они двигаются.
Таким образом время приобрело свойство относительности и перестало быть тем «абсолютом», который ввел в точную науку Ньютон.
Именно эйнштейновские рассуждения об относительности времени вдохновили Герберта Уэллса написать свою «Машину времени».
Знаменитый путешественник по времени рассуждал так:
«Пространство, как понимают его наши математики, имеет три измерения, которые называют длиной, шириной и высотой… Однако некоторые философские умы задавали себе вопрос: почему же могут существовать только три измерения? Почему не может существовать еще одно направление под прямым углом к трем остальным?.. Ученые, — продолжал путешественник но времени, помолчав для того, чтобы мы, лучше усвоили сказанное, — отлично знают, что Время только особый вид Пространства».
Для удобства описания явлений природы ученые — математики и физики — привыкли объединять пространство и время в единый четырехмерный мир, и это объединение породило надежду осуществить путешествие во времени.
Если можно передвигаться в любом направлении в пространстве, то почему нельзя перемещаться во времени? Ведь оно не менее реально, чем и само пространство.
Со времен Уэллса почти все писатели, которые увлекаются жанром научной фантастики, в различных вариантах писали о путешествиях по времени. В этих путешествиях рассказывается и о перемещении в Прошлое, и о перелетах в Будущее, и о том, как время полностью остановилось.
Научная фантастика — это не тот жанр литературы, который правомерно подвергать строгому научному анализу. Очень часто фантастический элемент придумывается писателем вовсе не для доказательства или опровержения научной идеи. Эта литература часто смыкается с обыкновенной сказкой, и обвинять писателей в прегрешении против научной истины можно лишь в той степени, в какой их произведения претендуют на научность.
Фантастическая литература о путешествиях во времени столь обширна и многообразна, что вполне имеет смысл подумать о реальной природе времени и всех тех понятиях, которые с ним связаны.
Непреложной и понятной для любого человека является истина, что время течет из прошлого, через настоящее в будущее. В отличие от пространства, которое является симметричным относительно прямого и противоположного перемещения, время имеет лишь одно направление. Если стрелкой изобразить течение времени, то эта стрелка всегда устремлена в одну сторону в будущее. Это свойство времени ученые называют однонаправленностью.
В отличие от пространства время обладает еще одним важным свойством, которое называется л и н е й н о с т ь ю. Действительно, для того чтобы определить положение в пространстве, нужно знать три числа, три координаты, соответствующие расстояниям данной точки от трех выбранных плоскостей. Для определения «положения» какого-либо события во времени достаточно только одного числа: значит, в отличие от трехмерного пространства время одномерно.
Из этих очень понятных свойств времени следует один очень важный вывод. Путешествуя в пространстве, мы можем попасть из одной точки в другую бесконечным числом путей. Эти пути могут быть выбраны таким образом, что ни при каком путешествии мы не будем дважды перемещаться через одни и те же пункты. Или, наоборот, пути из одного пункта в другой могут сколь угодно большое число раз пересекаться.
Ничего подобного в «путешествиях» во времени не может быть. Все события, совершающиеся в мире, лежат «на одной линии», и эта линия и есть единственный маршрут из прошлого в будущее.
Мы употребляем слова «прошлое», «настоящее» и «будущее» в таком смысле, будто они полностью исчерпывают свое реальное содержание.
Однако для более глубокого понимания сущности времени нужно разобраться, что же эти слова в действительности означают.
Прошлое — это то, что было, что уже совершилось вчера, позавчера, год, десять лет, миллиард лет тому назад. Прошлое либо «хранится» в нашей памяти, либо «запротоколировано» в сочинениях летописцев и историков, либо зафиксировано на объектах археологических или палеонтологических находок.
Прошлое нельзя вернуть и изменить. Его можно лишь изучать с тем большей точностью, чем большими материалами мы располагаем для того, чтобы его «воспроизвести» в будущем.
Для воссоздания прошлого в кинокартинах или в произведениях литературы авторы вынуждены скрупулезно изучать «протоколы» прошлого: записи, фотографии, рисунки, реликвии.
Именно в этом смысле для человека в е г о реальности прошлое тоже реально, хотя не существует способа зафиксировать прошлое во всех его бесконечных деталях. Но мы знаем, что эти бесконечные детали прошлых событий существовали, хотя нам известно лишь о некоторых из них. Уверенность в этом утверждается еще и тем очевидным фактом, что наше настоящее — это результат прошлых событий, или, говоря языком науки, следствие прошлого развития, а само прошлое является причиной настоящего и будущего.
Мы знаем, что в мире не существует беспричинных явлений и, значит, всякое событие, с которым мы сталкиваемся сегодня или столкнемся в будущем, причинно обусловлено прошлым.
Если перенестись в фантастическую обстановку, где, скажем, время остановилось, то в таком мире не существовало бы никакой причинно-следственной связи между событиями.
В реальной жизни такого, конечно, не бывает и не может быть.
Итак, прошлое реально и неизменно, а в силу однонаправленности времени и его одномерности путешествие в прошлое лишено всякого научного смысла.
Будущее тоже обладает интересными свойствами. Оно нереально в том смысле, что то, что должно совершиться, еще не совершилось.
Однако, зная законы природы и законы развития человеческого общества, мы тем самым можем в меру наших знаний предсказывать будущее и в известной степени влиять на него. Скажем, я утверждаю, что 1 января 1967 года солнце в Москве взойдет в 9 утра, С той же уверенностью я могу предсказать и другие будущие события, связанные с астрономическими явлениями. Я могу предсказать, что если завтра, в двенадцать часов дня я солью вместе две жидкости — раствор азотнокислого серебра и раствор хлористого натрия, то выпадет осадок в виде хлористого серебра. Я могу утверждать, что если я поверну через час выключатель, то загорится электрическая лампочка.
Лучший пример предвидения исторических тенденций на основе изучения закономерностей развития общества являет нам марксистский анализ капиталистической формации. Основоположники теории марксизма-ленинизма предсказали неизбежную смену этой формации более прогрессивной коммунистической и ее начальной ступенью — социалистической формацией.
Но в мире наряду с закономерными явлениями существуют еще так называемые случайные явления, которые отражают также объективную необходимость. Случайные явления кажутся нам «случайными», то есть якобы «беспричинными», потому, что мы либо не раскрыли все законы природы, либо знаем их недостаточно точно, либо количество причин, обусловливающих «случайное» явление, столь велико, что мы их в настоящее бремя не можем учесть. Например, мы можем с уверенностью сказать, что в будущем году в атмосферу Земли из космического пространства ворвется несколько метеоритов, но мы не можем точно сказать, когда это будет. В большом городе пока что происходят автомобильные катастрофы, и мы уверены, что они произойдут через два месяца, но мы не знаем точно, когда и какой автомобиль попадет в аварию.
Случайные события в будущем, непредсказуемость которых отражает меру нашего незнания объективного мира, создают у людей впечатление «неизбежной судьбы», «рока», хотя при этом забывают, что было время, когда «судьба» руководила и солнечными затмениями.
Из приведенных рассуждений следует, что будущее «создавалось» в прошлом и «создается» в настоящем, но его пока что нет.
Таким образом, путешествие в будущее так же фантастично, как, например, вселение в дом, который еще не построен и существует только в чертежах.
Любопытными свойствами обладает настоящее, то есть момент времени, в котором мы живем. Во всем потоке времени это единственный момент, в реальности которого никто не сомневается. Однако эта реальность особого рода. Она мгновенна, и то, что есть теперь, через мгновение оказывается в прошлом, а то, что секунду тому назад было в будущем, оказалось «теперь»… Реальный момент времени подобен мчащемуся по рельсам поезду, который находится возле данного светофора и одновременно проносится мимо него.
Настоящее можно зафиксировать в мгновенной фотографии или зарисовать, и тогда оно представится неподвижным и застывшим.
В настоящем мы наблюдаем вечное движение и изменение мира, и именно оно дает нам представление об объективном характере времени как формы существования материи.
Как говорят физики, настоящее — это «сечение» четырехмерного мира в фиксированный момент времени.
Поскольку поток времени линейный, сечение линии представляет одну точку, а точка, как известно, не имеет измерений. Поэтому настоящее не имеет никакой протяженности во времени.
Любопытно, что некоторые законы природы совершенно «безразличны» к тому, в каком направлении течет время. Например, все законы механики были бы справедливы, если бы время потекло вспять — из будущего через настоящее в прошлое.
Однако это касается только «простейших» законов. Можно на киноленте сфотографировать движение автомобиля, а после прокрутить эту ленту в обратном направлении. То, что автомобиль при этом поедет задом наперед, никого не удивит, потому что машина снабжена обратным ходом. Однако прокрученные наоборот кадры, изображающие, как упавшее на асфальт разбитое яйцо превращается в целое, заставят зрителя смеяться. Такого в реальном мире никогда не бывает.
В чем здесь дело?
Физика знает два вида процессов. Одни называются обратимыми, другие — необратимыми. Обратимые процессы таковы, что они могут с успехом совершаться в прямом и обратном направлениях. Обращение таких процессов допускается законами природы, оно им не противоречит.
Что касается необратимых процессов, то они однонаправленны, и их обращение не наблюдается.
Самым понятным для человека необратимым процессом является процесс старения.
Еще никто никогда не наблюдал, чтобы организм из старого превращался в молодой. Сам человек, рождаясь, непрерывно стареет, и как это ни печально, этот процесс всегда заканчивается смертью и полной деградацией вещества, из которого построен организм. Кстати, эта необратимость и неизбежность «судьбы» живого организма особенно остро заставляет чувствовать однонаправленность течения времени из прошлого в будущее.
Однонаправленность времени тесно связана с необратимостью некоторых физических процессов, а определение направления времени осуществляется путем его сравнения с необратимыми процессами.
Подводя итоги, нельзя не вспомнить об одной научно обоснованной (во всяком случае, еще не опровергнутой) «возможности» совершить путешествие в будущее, которая предсказывается теорией относительности. Эта «возможность» также используется писателями-фантастами.
Сейчас ученые довольно часто дискутируют так называемый эйнштейновский «парадокс близнецов». Если один из братьев-близнецов совершит путешествие на ракете, которая будет лететь со скоростью, близкой к скорости света, то, вернувшись домой, он окажется значительно моложе того, кто остался на Земле. Да и вообще согласно теоретическим выкладкам между двумя близнецами возникнут серьезные разногласия относительно времени и календаря. Тот, который летал на ракете, якобы окажется в будущем.
Отвлекаясь от серьезных затруднений, которые возникают при объяснении этого парадокса, нужно отметить, что речь идет не о путешествии в несуществующее будущее, а о возвращении в мир, где время текло быстрее, чем время в космическом аппарате. Пример аналогичного «путешествия» в будущее представил тот же Герберт Уэллс в романе «Когда спящий проснется».
Правда, субсветовой космонавт не будет все время спать, но, если верить теории, все физические и химические процессы на корабле, а также и в его организме будут столь замедленными, что аналогия если не со спящим, то с дремлющим человеком здесь вполне допустима.
Степень наших научных знаний о времени дает нам уверенность утверждать, что, совершаемые героями фантастических произведений путешествия во времени действительно фантастика. Машина времени, по-видимому, относится к таким «изобретениям» человеческого ума, которые никогда не будут реализованы.