В поисках кота Шредингера. Квантовая физика и реальность

Рис. 9.7. Ричард Фейнман установил математическую тождественность всех пространственно-временных диаграмм с двумя изломами.

Во-первых, я уже обмолвился, что фотон является своей же собственной античастицей, поэтому можно убрать стрелки с путей фотонов. Фотон, движущийся вперед во времени, ничем не отличается от фотона, который движется во времени назад, но антифотон - это фотон, поэтому фотон, который движется во времени вперед, является тем же фотоном, который движется во времени назад. Вы ошеломлены? Должно быть. Помимо всего прочего, это означает, что, когда мы видим, как атом в возбужденном состоянии испускает энергию и падает на основной уровень, мы вполне можем сказать, что движущаяся назад во времени электромагнитная энергия достигла атома и вызвала этот переход. Представить это не так-то легко, ведь теперь мы говорим уже не об отдельном фотоне, движущемся в пространстве по прямой линии, а о расширяющейся сферической оболочке электромагнитной энергии, о волновом фронте, который распространяется во всех направлениях от атома, искажается и рассеивается по мере продвижения. Обращение этой картины приводит к появлению Вселенной, в которой идеально сферический волновой фронт с центром в выбранном атоме должен быть создан самой Вселенной посредством множества процессов рассеяния, фокусирующихся и сходящихся на одном этом атоме.

Я не хочу вдаваться в связанные с этим детали, поскольку это отдаляет нас от квантовой теории и уводит в область космологии. Но это имеет глубокие следствия, затрагивающие наше понимание времени, и объясняет, почему мы видим, что время идет только в одном направлении. В очень простых терминах можно сказать, что излучение, испускаемое одним атомом сейчас, позже будет поглощено другими атомами. Это возможно только потому, что большинство других атомов находится на основном уровне, а это означает, что будущее Вселенной - это холод. Асимметрия, наблюдаемая нами в качестве стрелы времени, - это асимметрия между более холодными и более горячими эпохами Вселенной. Если Вселенная расширяется, холодному будущему легче осуществить необходимые поглощения, ведь само по себе расширение обладает охлаждающим эффектом, а мы действительно живем в расширяющейся Вселенной. Природу времени, как мы ее видим, таким образом, можно тесно связать с природой расширяющейся Вселенной50.

Время Эйнштейна

Но что в качестве стрелы времени «видит» сам фотон? Из теории относительности мы знаем, что движущиеся часы идут медленнее, и тем медленнее, чем их скорость ближе к скорости света. Действительно, на скорости света время перестает идти и часы останавливаются. Фотон естественным образом движется со скоростью света, и это значит, что для него время не имеет смысла. Фотон, покидающий далекую звезду и прилетающий на Землю, мог потратить на путь тысячи лет в единицах земного времени, но с его точки зрения времени для этого вообще не потребовалось. Фотон реликтового излучения, с нашей точки зрения, мог путешествовать по космосу 15 миллиардов лет со времен Большого взрыва, который, как мы знаем, зародил Вселенную, однако для самого фотона Большой взрыв и современность являются одним и тем же моментом времени. Путь фотона на диаграмме Фейнмана не имеет стрелки не только потому, что фотон является своей собственной античастицей, но и потому, что движение по времени для него не имеет смысла - и именно поэтому он и является своей собственной античастицей.

Мистики и популяризаторы науки, стремящиеся свести восточную философию с современной физикой, кажется, упустили этот факт, который показывает, что все во Вселенной - настоящее, прошлое и будущее - взаимосвязано со всем остальным сетью электромагнитного излучения, которое «видит» все одновременно. Конечно, фотоны могут рождаться и исчезать, поэтому сеть неполна. Однако реальностью является путь фотона в пространстве-времени, соединяющий мой взгляд, например, с Полярной звездой. Нет настоящего движения времени, которое свидетельствует о прохождении пути от звезды к моему глазу. Это всего лишь мое собственное восприятие. Другой настолько же верной точкой зрения будет считать этот путь внешним свойством, относительно которого

Эти идеи обсуждаются более подробно, но с использованием ясного математического языка в шестой главе книги Джаянта Нарликара «Структура Вселенной» (

Oxford University

Press, 1977). Пол Дэвис в своей книге «Пространство и время в современной Вселенной» погружается еще глубже в детали, также математику можно найти в книге Дж. Н. Ислама «Потрясающая природа Вселенной» (Cambridge

University Press, 1983).