Узлы и петли времени

В этом-то и заключается зерно моего великого открытия. Вы совершаете ошибку, говоря, что нельзя двигаться во Времени…
А теперь обратите внимание на следующее: если нажать на этот рычажок, машина начинает скользить в будущее, а второй рычажок вызывает обратное движение. Вот седло, в которое должен сесть Путешественник во Времени. Сейчас я нажму этот рычаг – и машина двинется…
Г. Уэллс. Машина времени


Мы уже знаем, что из формул теории гравитации следует, что время только кажется инертным и безучастным к проходящим в мире процессам, в самом же деле на него, как и на водяной поток, действуют силы тяготения. Чем они сильнее, тем более вялым, медленнее текущим становится время. Образно говоря, под действием тяготения река времени перестает быть прямолинейной. Она изгибается, растягивается, скручивается. И поскольку всякая кривая длиннее прямой, то временная дистанция между двумя событиями увеличивается – путь по петляющему темпоральному потоку оказывается намного длиннее прямолинейного временного канала.
Представить себе искривление времени весьма непросто, здесь может помочь симметрия между временной и пространственными координатами, которую установила теория относительности.
Время в ее формулах – всего лишь одна из четырех равноправных величин. Если представить себе, как искривляются пространственные координаты, то общий вид пространства Минковского будет напоминать спутанную ленту Мебиуса.
В научно-фантастической эпопее Василия Звягинцева «Одиссей покидает Итаку» рассказывается о враждебной космической сверхцивилизации аггров, которые, овладев законами пространства и времени, создали не только мощные генераторы гравитационных волн, но и сами существовали в потоке встречного нам времени. Для такой высокоразвитой цивилизации нетрудно было построить и компактную машину времени – что-то вроде универсального блока для мгновенной переброски через пространство и время размером с портсигар.
Правда, сама модель времени в романе выглядит достаточно противоречивой, напоминая дорогу с развилками – точками выбора, в которых мировая история может пойти по тому или иному пути. Особенно забавно читать о временных скафандрах землян – хроноскафах, в которых они воюют с агграми. Эти изделия являются продуктом уже третьей сверхцивилизации – форзейлей, и можно только сожалеть, что у автора не хватило фантазии для более детального описания их конструкции и принципа действия.
Рассказывая об удивительных парадоксах теории относительности, мы уже не раз отмечали, что открытие зависимости времени от скорости движения и полей тяготения является одним из самых важных научных достижений за всю историю человечества.
Это открытие впервые позволяет нам в определенных пределах строить схемы управления ходом времени и даже пытаться проектировать настоящие машины времени, с помощью которых можно было бы так искривить поток локального (местного) времени, что он вынесет нас в будущее или в прошлое.
Например, одна из наиболее известных конструкций внепространственного и вневременного перехода описана в очень солидном журнале «Успехи физических наук» видным астрофизиком Игорем Новиковым. Она представляет собой черную и белую (или две черных) дыры, соединенные топологической ручкой «кротовой норы» (пространственно-временным переходом). Длина ручки не определяется расстоянием между дырами во внешнем пространстве, и наблюдатели у входов А и В могут входить и выходить, и, возможно, проходить через ручку от дыры к дыре (горизонты событий отсутствуют). Дыры A и В могут двигаться друг относительно друга во внешнем пространстве при неизменной ручке.
В ином варианте машины дыра A неподвижна, а дыра В вращается вокруг нее на некотором расстоянии, причем все инерциальные силы, в том числе и в статической системе отсчета ручки, конечны. В ходе такого движения часы около В отстают от часов около A из-за релятивистского замедления, и по прошествии достаточного времени это отставание может стать сколь угодно большим. С другой стороны, если наблюдатель у входа В смотрит сквозь ручку на часы A, то ввиду пренебрежимо малой разделяющей дистанции он увидит часы А рядом. С этой точки зрения часы A все время идут, показывая то же время, что и В. Поэтому наблюдатель В, прошедший сквозь ручку, выныривает из отверстия A в то же время, что показывали часы В при его входе в отверстие В. Но с точки зрения наблюдателя A во внешнем пространстве часы В сильно отстали от часов A, поэтому наблюдатель В выныривает из A в далеком прошлом.
С помощью рисунков замечательного шведского графика Мориса Эшера представим себе двухмерный мир в виде бесконечно тонкого листа бумаги, у которого две стороны слились в одну. В таком мире, так же как и в нашем, любые две отстоящие друг от друга точки соединяет множество тропинок, но среди них всегда есть самая короткая, и если мы хотим попасть в другую точку как можно скорее, нам следует воспользоваться именно этой дорожкой.
Для плоского листа непрямой путь не дает никакого выигрыша. Но если лист перегнуть пополам, то соединяющий начальную и конечную точки канал станет очень коротким и по сравнению с обычным путем переход сквозь него будет практически мгновенным.
Жители двухмерной вселенной нигде не выходят за ее пределы, поскольку все точки – и на листе, и в канале, и на склонах воронок – принадлежат одной и той же двухмерной поверхности. Такой лист с переходными мостиками существует сам по себе, независимо от того, есть обнимающее его трехмерное пространство или же его вообще нет в природе.

Например, в фантастическом романе С. Снегова «Люди как боги» то и дело речь идет о том, как звездолеты землян и расы инопланетных «разрушителей» уходят в подпространство и неожиданно выныривают оттуда на расстоянии миллионов километров от места входа в подпространство. Как утки на поверхности пруда – нырнули у одного берега, сделались невидимыми и выскочили у другого берега.
Конечно, все эти разговоры о всякого рода поди гиперпространствах – всего лишь способ побудить нашу фантазию создать образ чего-то таинственно глубинного, почти мистического. И тем не менее писатели-фантасты не так уж далеки от истины, и вот в каком смысле.
Оказывается, в начале и в конце пути можно изогнуть, продавить пространство, образовав воронки и соединив их трубкой-каналом. Получится нечто похожее на ручку чемодана. Теперь из одной точки в другую можно попасть двумя способами – по поверхности листа и воспользовавшись каналом.
Почти мгновенный переход между двумя удаленными точками жители двухмерного мира вправе назвать проколом пространства, нуль-транспортировкой или каким-то другим термином из придуманных писателями-фантастами.
Вообще говоря, от двухмерного варианта вселенной легко перейти к нашему миру. И так же, как в двухмерной вселенной, в нашем мире для «проколов пространства» не нужно ни особого подпространства, ни окружающего мира большей размерности. Просто наш мир приобретает удивительное свойство – теперь далеко не всякий замкнутый контур можно стянуть в точку, тем более нельзя распутать петли и узлы обычным образом.
Согласитесь, свойство весьма удивительное – стоит представить себе, как были бы мы поражены, обнаружив вдруг, что нельзя распутать завязанные «бантиком» шнурки ботинок или скомкать и спрятать в карман лист бумаги!
Вообще говоря, существование машины времени означает наличие замкнутых линий времени. При этом коренным образом меняется проблема и само понятие глобальной причинности. Все дело в том, что при сохранении локальной причинности разделение событий в глобальном смысле на будущие и прошлые вдоль замкнутых линий времени невозможно.
Здесь еще раз можно вспомнить известные американские фильмы «Назад в будущее» и «Терминатор». Любопытно, но с точки зрения реляционного времени в последнем художественном произведении нет особо парадоксальных ситуаций. Терминаторы и Кайл Риз прибыли из мира, где действительно происходит война, но в конце второй серии создается мир, где главные герои живут без глобальной термоядерной войны. Исходные временные пространства все еще есть, хотя и в параллельном измерении. Во втором фильме подразумевается, что существуют лишь одно измерение и одно временное пространство.
Несомненно, бесполезно отправлять кого-то назад для изменения прошлого в многовариантном мире. К примеру, во второй серии изменяется прошлое, так что Судный день не наступает, но все зависит от того, как структурировано временное пространство. В результате, если путешественник изменяет событие в 1995 году (например, уничтожает процессор), то происходит переход в измерение (B). Заметьте, что ядерная война все равно произойдет в измерении (А), даже если событие будет изменено в прошлом! Вот так мы получаем: хорошую физику, но неудачную историю – или уйму парадоксов и хорошую историю. Что же требуется для того, чтобы осуществить такое путешествие?
Хотя мы привыкли, что многие предвидения фантастов постепенно сбываются и то, что раньше казалось совершенно нереальным, сегодня становится обыденностью, трудно ожидать постройки машины времени в обозримой перспективе. Ведь пока остается нерешенным главный вопрос о сущности самого времени, весьма трудно предложить приборы и методы для его управления, впрочем, и здесь свой след оставили некоторые «научные еретики».
В середине прошлого века ленинградский астроном Н. А. Козырев высказал оригинальную гипотезу о возможности превращения времени в энергию, из которой следовало, что время может буквально испускаться и поглощаться материальными телами. Кроме того, он же предложил серию подтверждающих опытов и даже попытался некоторые из них провести самостоятельно. Надо сразу же сказать, что идеи Козырева о существовании особого поля времени полностью противоречат всей современной науке! Конечно, Козырев прекрасно видел узкие места своей теории и все силы направлял на проверочные опыты. Естественно, что его прижизненные эксперименты всегда вызывали массу возражений и критики со стороны физиков, хотя их можно было бы и повторить. Всегда находились энтузиасты постановки «опытов Козырева», но объяснение их результатов до сих пор вызывает бурные споры среди специалистов.
В теории Козырева время действительно напоминает поток и даже обладает плотностью, при этом, омывая материальные тела, река времени оказывает на них действие как обычная струя жидкости. Более того, подобно тому, как водяная струя изменяется при столкновении с камнем, плотность времени тоже меняется при взаимодействии с веществом. По Козыреву, если в природе происходят необратимые процессы, которые невозможно «развернуть во времени» в обратном направлении, то вот тут и происходит изменение плотности времени. Если она увеличивается, то время истекает, а если уменьшается, то поглощается. Получается, что таяние снега, испарение жидкости или растворение сахара в чашке чая являются источниками времени. Тогда в веществах, расположенных рядом с такими источниками, временной поток будет поглощаться. Это может проявиться как упорядочение кристаллов, исчезновение в них дефектов, изменение электросопротивления и намагниченности разных материалов, и даже излечение живых организмов.
Действительно, эксперимент и квантовая теория доказали, что если бы окружающее нас пространство можно было рассмотреть в сверхсильный микроскоп, увеличивающий в триллионы триллионов раз, то мы увидели бы его заполненным «смогом» рождающихся и тут же исчезающих частиц. Другими словами, вакуум – это не чистая бестелесная протяженность, а особое состояние материи. Если это так, то похожими свойствами «особой субстанции» должно обладать и время, ведь теория относительности говорит, что пространство и время словно две проекции единого целого – расстояния в четырехмерном пространстве. Правда, такое пространство – не трехмерное, обычное, но это детали. Если одна проекция имеет материальные свойства, то они могут быть и у другой. Мысли о материальности времени высказывались задолго до квантовой механики и теории относительности. В древнейших философиях упоминалось о двух сущностях, составляющих основу мира, – аморфной вещественной, образующей тела, и бестелесной, невидимой и неощутимой, порождающей движение, переход от одного состояния к другому. На современном языке первая называется материей, вторая – временем.
Но в большинстве философий и физических теорий время нематериально. С точки зрения Козырева, метафора «река времени» имеет прямой смысл. В его теории время имеет плотность, а может, и другие свойства, которые надо еще открыть. Омывая материальные тела, река времени оказывает на них силовое воздействие. Встреться на пути «мельничное колесо», и поток времени приведет его в движение, т. е. время – активный участник событий. Оно ускоряет их или замедляет. Можно сказать, что у времени два типа свойств: пассивные, связанные с геометрией нашего мира (их изучает теория относительности), и активные, зависящие от его внутреннего «устройства». Это и есть предмет теории Козырева.
Плотность времени характеризует степень его активности. Плотность времени изменяется при взаимодействии с веществом (как водяная струя при столкновении с камнем). В некоторых случаях, например, при столкновении упругих шаров, которое происходит почти без потери энергии, процесс может идти как в прямом, так и в обратном направлении. Никаких качественных изменений тут не происходит, изменяется лишь кинематика. Можно считать, что плотность времени при этом тоже остается неизменной.
Иное дело – необратимые процессы, скажем, торможение тела силами трения или испарение жидкости. Точно провести их в обратном направлении, след в след повторяя все их промежуточные этапы, невозможно. По Козыреву – тут происходит изменение плотности времени.
Если она увеличится, это эквивалентно испусканию временной субстанции, т. е. творению времени. Если же его плотность снизилась, и процессы стали протекать менее энергично, значит, произошло поглощение времени. Вселенная в теории Козырева оказывается похожей на бескрайнее море-океан, в каких-то точках которого бьют большие и малые ключи, извергающие потоки времени, в других открыты канализационные стоки, втягивающие время. Там оно становится небытием.
Поскольку поток времени активно взаимодействует с веществом, следует ожидать, что на нем останутся отпечатки свойств и структуры тел, с которыми он «сталкивается». Унося с собой часть информации, время разупорядочивает тела, нарушает их внутреннюю организацию.
По Козыреву, любой процесс, связанный с потерей информации и увеличением хаоса, обязательно испускает поток испещренного информацией времени. Поглощаясь в окружающих телах, он увеличивает количество содержащейся в них информации и тем самым несколько упорядочит их структуру. Получается, любой деструктивный процесс связан со спусканием времени, а всякое упорядочивание сопровождается его поглощением. Тогда в веществах, расположенных по соседству с ними и поглощающих часть испущенного ими временного потока, должны устраняться дефекты кристаллических решеток, а у живых организмов восстанавливаться поврежденные генные структуры. Вблизи неравновесных процессов будет изменяться электрическое сопротивление металлов, которое сильно зависит от упорядоченности их структуры, там должны изменяться также теплоемкость, магнитные свойства и др. Как воды точат камни, текущая сквозь Вселенную река времени ежеминутно влияет на происходящие события в ней, перераспределяет содержащиеся в ней энергию и информацию.
Если бы астроном ограничился только теоретическими рассуждениями о сущности времени, то скорее всего о них сейчас помнили бы только несколько узких специалистов. Однако профессор Козырев смело рискнул дать точные указания, как следует проверять предсказания его теории. Считая, что любое движение можно разбить на линии и повороты как винтовое, напоминающее кружащийся в штопоре самолет, он предположил, что воздействие временного потока при переходе причины в следствие тоже связано с винтовым усилием. Иначе говоря, всякое вращающееся тело, будучи включенным в причинно-следственную связь, обязательно деформируется и, кроме того, создает пару сил, одна из которых приложена в точке расположения причины, а вторая – в точке следствия. Для быстро вращающегося волчка-гироскопа это будет означать необъяснимое смещение центра тяжести. Удивительно, но уже первые опыты дали положительные результаты!
В другом эксперименте взвешивался вращающийся гироскоп на аналитических весах, используемых химиками и фармацевтами. По теории Козырева, в зависимости от направления вращения вес гироскопа должен был изменяться. И снова эксперимент вроде бы дал подтверждение, правда, всего лишь на грани чувствительности в несколько тысячных процента.
Прошло много лет, и уже на пороге нашего столетия сотрудник Харьковского политехнического университета В. А. Голубев поставил целую серию оригинальных опытов, заменив механические гороскопы Козырева электрическими катушками индуктивности. Эксперименты с «индукторами Голубева» в очередной раз показали наличие труднообъяснимых эффектов, которые можно было бы в принципе сопоставить с выводами теории Козырева. Если допустить, что в этих опытах нет каких-либо скрытых ошибок, то их результаты трудно объяснить с помощью известных нам физических законов, и впереди можно ждать удивительные научные открытия.
Поток времен неумолимо стремится из прошлого в будущее, но давайте задумаемся: а что же направляет «стрелу времени»? По Козыреву, это глубинная генетическая связь матери – причины и дитя – следствия. Переход причины в следствие определяет направление процесса, а следовательно, и направление потока времени различает прошлое и будущее. Время втекает в систему через причину к следствию. Оно втягивается причиной и уплотняется там, где расположено следствие.
Большинство ученых склоняется к мысли, что дело тут – в неисчислимом количестве каналов, которыми всякий предмет и каждое явление связаны с окружением.
Даже те, которые выглядят полностью изолированными, непрерывно испускают и поглощают кванты различных полей, взаимодействуют с вакуумным «смогом». Можно без преувеличения сказать, что всякое явление в нашем мире прямо или косвенно связано со всеми другими. Это приводит к тому, что энергия и информация в процессах взаимодействия «растекаются» по многочисленным ручейкам-каналам, и собрать их обратно невозможно. Сделать это можно лишь приблизительно, сохранив самые широкие потоки и отсекая все остальное. Точнее всего это удается в «обратимых» процессах, хотя полная обратимость и абсолютная симметрия существуют лишь в абстракции. Необратимые процессы как раз и задают направление «стрелы времени». Мы приходим к мрачному выводу о постепенном, но неизбежном вырождении Вселенной, превращении ее в газ самых простейших, элементарных частиц, которым уже не на что распадаться и не во что переходить. К тому же космологическое расширение Вселенной («разбегание» галактик) делает его чрезвычайно разряженным. Все это следствие безудержного ускоряющегося разлета нашего мира, происходящего уже почти четырнадцать миллиардов лет с начала катаклизма Большого взрыва.
Выходит, нас ждет довольно унылое будущее, практически пустой, холодный и мертвый мир. Правда, расчеты говорят, что такое состояние наступит не скоро, через биллионы биллионов лет, по сравнению с чем сегодняшний возраст нашей Вселенной – просто мгновение.
Тем не менее Козырев не принимал идею тепловой смерти мира. По его мнению, неограниченному «растеканию» энергии и информации препятствуют процессы поглощения времени, играющие роль автоматического стабилизатора. Поглощая время, материальные системы восстанавливают уровень своей организации, и это обеспечивает бесконечный круговорот природы.
Подтверждение своей гипотезе Козырев видел в феномене многомиллиардного горения звезд. Подсчет количества нейтрино, освобождающихся в ходе реакций на звездах, указывает, что мощность ядерной топки, по-видимому, недостаточна для поддержания звездной энергетики на стабильном уровне, поэтому должны быть какие-то другие источники.
Объяснение механизму испускания и поглощения времени Козырев пытался найти в связи причины и следствия. Переход причины в следствие определяет направление процесса, а, значит, и направление потока времени различает прошлое и будущее.
Время втекает в систему через причину к следствию. Оно втягивается причиной и уплотняется там, где расположено следствие. Возникает логический круг: время определяется через причинность, а она зависит от времени. Породить можно лишь то, чего сначала не было, а потом стало. Как в поговорке: где начало того конца, которым кончается это начало? Правда, по причинным цепочкам событий всегда передается движение. Например, в механических явлениях – импульс и момент вращения. Казалось бы, этим обстоятельством можно воспользоваться для установления порядка. К сожалению, приобретение или потеря движения само по себе еще ничего не говорит о направлении процесса. Тело, с которым связана причина, может как потерять импульс – вспомним останавливающиеся при лобовом ударе бильярдные шары, – так и приобрести его (ружье, из которого сделан выстрел, испытывает отдачу). Козырев и другие ученые считают, что причинность имеет более глубокий и фундаментальный смысл, чем время. Но создать «вневременную» теорию причинности еще никому не удалось. Новая теория всегда выглядит противоречивой. Главное, чтобы все используемые ею величины и их связи можно было однозначно реализовать на опыте и проверить следствия. Теория Козырева этому требованию удовлетворяет.