Книга: Механика машины времени

Глава 7. Узлы и петли времени

Глава 7. Узлы и петли 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.

Двухмерный мир

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.

Изогнутый двухмерный мир

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.

Свернутая двухмерная вселенная

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.