Механика машины времени

Это красивая, хоть и не во всем доказанная теория. И тем не менее модель Стивена Хокинга не получила широкого распространения. Возможно, это связано с тем, что она не дает прямых ответов на вопросы о сущности времени и его связи с физическими законами. Время в модели Хокинга, как и в других геометрических моделях, присутствует изначально в виде линейной упорядоченности значений аргумента тех функций, которыми описываются эти законы. Однако вопрос о связи законов физики и геометрии с линейным порядком цепи событий и распределением состояний в ней не рассматривается. Если даже удастся доказать, что раздувание Вселенной, увеличение энтропии и характерная асимметрия нашей памяти взаимно согласованы, этот ансамбль будет свидетельствовать лишь о существовании в уже заданном времени взаимосвязанных необратимых процессов.

В свою очередь друг и коллега Хокинга Роджер Пенроуз считает, что необратимость времени объясняется временной асимметрией процедуры редукции волновой функции. При этом он относится к числу тех теоретиков, которых не удовлетворяет копенгагенская трактовка квантовой механики, предложенная Бором. С его точки зрения редукция волновой функции происходит по объективным причинам, не зависящим от сознания наблюдателя. Модель квантового времени Пенроуза базируется на следующих основных положениях: редукция волновой функции применима только в направлении от прошлого к будущему. Эта процедура пригодна только для расчета вероятностей будущих событий, исходя из прошлых. Процедура редукции не зависит от присутствия наблюдателя и его сознания. Редукция волновой функции происходит вследствие такого искривления пространства – времени, при котором неизбежно нарушаются правила квантовой линейной суперпозиции. Пенроуз считает, что именно в этом случае суперпозиция комплексных амплитуд в принципе допустимых альтернатив заменяется набором вероятностно-взвешенных реальных, из которых одна фактически имеет место.

Свою модель Пенроуз иллюстрирует на примере простого квантового эксперимента: вероятность регистрации фотона фотоэлементом при условии излучения фотона источником равна в точности одной второй, но вероятность излучения фотона источником при условии, что фотоэлемент зарегистрировал фотон, заведомо не равна половине.

Как считает Пенроуз, его схема действия квантового времени проявляется при сближении квантового объекта с измерительным прибором или иным объектом до масштаба кванта тяготения – гравитона. Таким образом, для описания квантовых процессов в искривленном пространстве – времени Общей теории относительности математический аппарат квантовой механики просто не подходит.

Выдающийся бельгийский физик и философ Илья Пригожин считал, что все парадоксы времени связаны с наличием на макро– и микроуровнях динамического хаоса, определяемого потоками энтропии как меры упорядочения окружающих нас явлений и процессов. Его темпоральная модель реальности сводится к тому, что все динамические системы, населяющие наш мир, делятся на два больших класса. Одни из них являются обратимыми, которые могут быть описаны в терминах траекторий, а другие – необратимыми, или хаотическими, которым соответствует несводимое описание. Несводимость описания хаотических систем означает невозможность перехода от вероятностного описания их поведения к детерминированному описанию в терминах траекторий.

Для космологических представлений времени Пригожин использовал образную феноменологическую модель переохлажденной жидкости на границе кристаллизации. В подобной метастабильной среде могут наблюдаться флуктуации температуры и плотности, приводящие к образованию микроскопических кристалликов. Такие кристаллики крайне неустойчивы и то появляются, то снова растворяются. Но вот несколько метастабильных микрокристалликов случайным образом сливаются вместе, запуская процесс агрегатного перехода. Так образуется крупный кристалл, и система теряет устойчивость, переходя в твердое агрегатное состояние. Согласно Пригожину, в состоянии агрегатного квазиравновесия «стрелы времени», управляющей макроскопическими эффектами, просто не существует. Она возникает только вместе с процессом фазового перехода, который приводит к необратимому образованию кристаллической среды. По словам Пригожина: «Аналогично, очень малая вероятность критической флуктуации в вакууме Минковского указывает на то, что стрела времени уже существует в нем в латентной, потенциальной форме, но проявляется только когда неустойчивость приводит к рождению новой Вселенной. В этом смысле время предшествует существованию Вселенной».