На сегодняшний день теория относительности достаточно убедительно продемонстрировала свои возможности в изучении времени. Квантовая теория тоже помогла существенно продвинуться в изучении этого вопроса. Но в отличие от теории относительности, выводы квантовой теории, затрагивающие свойства времени, имеют пока в большей степени ориентировочный качественный характер.

Энтропия

Необратимое движение времени от прошлого к будущему, его однонаправленность называется «стрела времени». В пространстве мы можем двигаться в разных направлениях: мы можем поехать из Москвы в Барселону, а потом вернуться. Но время всегда движется только в одном направлении. Почему это так, нам не известно. А что нам известно о «стреле времени»?

Почему события не разворачиваются задом наперед? Как это ни странно, законы физики ничего не говорят о том, что события должны разворачиваться только в одном направлении. В соответствии с этими законами, все вполне может происходить в обратном порядке. Большая часть законов, используемых для описания явлений в окружающем нас мире, не учитывает концепцию «стрелы времени». Все эти законы могут действовать столь же успешно, если события начнут происходить в обратном порядке. Возникает противоречие между физикой, утверждающей, что процессы обратимы, и нашей жизнью, мгновения которой уносятся безвозвратно. И тем не менее физики утверждают, что подобные необычные явления теоретически возможны. Каким же образом?

Если, скажем, разбить кофейник, образуется беспорядок. Мысль о том, что возникший хаос способен возвратиться в упорядоченное состояние и вновь стать кофейником, видится нереалистичной. Однако законы физики такую возможность допускают. Необходимо всего-то навсего поменять направление движения всех осколков и капель, каждой молекулы стекла, жидкости, пола и воздуха на противоположное. И готово.

Отчего же мы не наблюдаем, как разбитые кофейники собираются сами по себе? Как увязать наш повседневный опыт с законами физики? В чем причина возникновения «стрелы времени»?

На венском кладбище, где покоятся Бетховен, Брамс, Шуберт и Штраус, похоронен Людвиг Больцман – австрийский физик, живший в девятнадцатом веке. На могильном камне высечена элегантная математическая формула: S = k · ln W, описывающая мощный процесс, известный как энтропия.

Больцман полагал, что время течет в том направлении, в котором происходят необратимые физические явления. Эти необратимые явления затрагивают все тела физического мира и всю Вселенную в целом; они вносят во Вселенную развитие, создавая тем самым время, задавая его ход и темп, определяя, в какую сторону ему течь. Так возникает непрерывное течение времени, уносящее события в прошлое, влекущее нас в будущее. По мнению Больцмана, стремление всей Вселенной как целого к тепловому равновесию (к тепловой смерти, как об этом говорили позже) есть единственное направление ее развития. И то, что мы называем временем, в действительности просто проявление этого неудержимого «старения» Вселенной, ее стремления к своему естественному концу.