Паду ли я, стрелой пронзённый,
Иль мимо пролетит она,
Все благо: бдения и сна
Приходит час определенный!
Ария Ленского из оперы «Евгений Онегин»
СТРЕЛА НОМЕР 1
Первую стрелу времени запустил много-много веков назад Зенон Элейский (не путать с Зеноном из Китиона). В широко известной апории «Летящая стрела» он поставил вопрос о сути движения, вопрос, на который по сей день нет однозначного ответа. Напомним вкратце суть этой апории (по-гречески – «безвыходное положение»).
Допустим, некий лучник запускает стрелу в некую цель. Стрела вылетает из лука, летит, подлетает, наконец, поражает цель или пролетает мимо. Точно в цель или мимо цели – это для нас, прозаиков, а не лучников, не столь важно. Для нас важно понять суть движения. Каждый момент времени, рассуждал Зенон, стрела покоится. Что же тогда движется?
Можно ответить, как это делал сам Зенон, что ничто и не движется. Элейская школа, к которой и принадлежал Зенон, как раз это и утверждала. Утверждала вопреки очевидному. Помните «наше всё»? Помните Александра Сергеевича Пушкина?
Движения нет, сказал мудрец брадатый.
Другой смолчал и стал пред ним ходить.
Сильнее бы не смог он возразить.
И это всё о нём – об основателе элейской школе Пармениде, которому принадлежат широко известные слова «быть или вовсе не быть – вот в чём разрешение вопроса», и о его ученике Зеноне.
Если воспринимать утверждение об отсутствии движения буквально, то ничего, кроме смеха, оно не вызывает. Опровергнуть это утверждение «мудреца брадатого» проще простого – встал и пошёл. Если же воспринимать его фигурально, как отсутствие мыслимости движения в мире Целого, то есть над чем призадуматься. Вот Зенон и призадумался: ну да, стрела-то движется, но в то же время она и покоится. Точнее, она покоится каждый элементарный миг времени. А движется – только в потоке времени. Вывод?
Вывод, который делаем мы, холисты (от греческого «Холос») и хронисты (от греческого «Хронос»), – движется само время! А стрела и все остальные материальные предметы, действительно, покоятся в этом потоке Времени как Целого. Все они – не более чем щепки на волне Времени. Единого, глобального, фундаментального Времени, основы мироздания, с которого мы и начинали это исследование. Не было бы Времени – не было бы движения. Само Время – Вечный Двигатель Вселенной!
Этот парадоксальный вывод очень хорошо и весьма наглядно демонстрирует световая реклама из зажигающихся и гаснущих лампочек. Для того чтобы запустить стрелу на этом абсолютно неподвижном табло, необходимо и достаточно просто зажигать лампочки в определённом порядке, которые и создают иллюзию движения: хоть стрелы, хоть лучника, хоть мудреца. Сами лампочки на табло покоятся. Движутся (во времени и пространстве) вспышки света по ним, создавая иллюзию движения. (Вспышка слева, вспышка справа!) Всё гениальное – просто!
Подобный принцип движения используется и на покрытых люминофором экранах кинескопов* древних, аж прошлого, ХХ-го, века, телевизоров. Он же используется и в пикселях современных, XXI века, компьютерных мониторов и телевизоров с плоским экраном и без электронно-лучевой трубки.
*Кинескоп – от др.-греч. «двигаю» и «смотрю».
Вспыхивают и гаснут пиксели, создавая цветную, расписную, прекрасно детализированную иллюзию движения. Сами экраны телевизоров, жидкокристаллических дисплеев и плазменных панелей покоятся, а изображение на них движется. Движется за счёт перегруппировки, рекомбинации электрических сигналов. ДВИЖЕТСЯ ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО ЗА СЧЁТ ПЕРЕГРУППИРОВКИ, РЕКОМБИНАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ! Движется, заметьте, только в потоке времени. В каждый отдельный, элементарный момент времени никакого движения нет. Есть неподвижное изображение, если угодно – цветная фотография. Простой эффект анимации. С тем же успехом простейший мультик можно состряпать самому на маленьком блокноте.
А теперь представим, что весь наш Мир, весь Космос, вся Вселенная – некое гипотетическое Hi-Tech подобие этого светового табло. Роль лампочек играют биты и кубиты информации, наш хорошо знакомый «строительный материал Вселенной»: включено – выключено, 0 или 1. А роль включателя-выключателя этих лампочек играет Время – единое, глобальное, фундаментальное Время.
Время пошло! И начало включать-выключать кубиты Целого, материализуя информацию в ходе своего движения. И на пространственно-информационном экране Вселенной возникает иллюзия материи и иллюзия её движения.
Камера! Мотор! Снято! На экранах мироздания – суперблокбастер под названием «Жизнь»! Спешите посетить HIT сезона! Show must go on!
СТРЕЛА НОМЕР 2
Спустя много веков после Парменида и его ученика Зенона ученик Эйнштейна сэр Артур Эддингтон запустил иную, вторую стрелу времени. Она получила название «термодинамическая стрела времени». Эта стрела неразрывно связана с самым фундаментальным законом физики – вторым законом термодинамики, он же – закон неубывания энтропии. Альберт Эйнштейн назвал его «первым законом всех наук».
«Термодинамика – это единственная физическая теория общего содержания, относительно которой я убеждён, что в рамках применимости её основных понятий она никогда не будет опровергнута» [1], – таково мнение Альберта Эйнштейна о термодинамике.
Верный сподвижник Эйнштейна сэр Артур Эддингтон, который и изобрёл в 1928 году термин «термодинамическая стрела времени», считал второй закон термодинамики высшим метафизическим законом природы. То есть этот закон – закон всех законов.
Формально этот закон устанавливает железное правило для теплоты:
«теплота сама собой переходит лишь от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой
и не может самопроизвольно переходить в обратном направлении» [2].
Проще говоря, «всех “тёпленьких” впускать, никого не выпускать». Система ниппель: работает в одном направлении. Попался в лапы этого закона – назад не выберешься. Будешь отдавать тепло и деградировать до конца, пока не превратишься в ледяной тлен.
По свой сути второй закон термодинамики выражает бренность всего живого и мёртвого, обречённость на гибель и разрушение любых организованных форм материи. Ничто не вечно в этом подлунном мире. Любое рождение живого или неживого, естественным или искусственным путём означает неминуемую смерть. Не важно, «Паду ли я, стрелой пронзенный, Иль мимо пролетит она…», важно, что раньше или позже от термодинамической стрелы времени никуда не денешься. Эта стрела мимо цели не пролетает.
И эта стрела времени, как оказалось, исполнена парадоксов. Куда уже без них? Об этом парадоксе упоминает в одном из своих интервью во время недавнего пребывания в стольном граде Москве знаменитый физик сэр Роджер Пенроуз:
«Меня давно занимал парадокс, о котором космологи почему-то говорить не любят. Есть второй закон термодинамики: со временем всё в мире становится менее упорядоченным, более случайным, то есть энтропия – мера беспорядка – увеличивается. И если вы станете смотреть всё дальше в прошлое, вы должны видеть всё больше порядка. То есть во время Большого взрыва и вскоре после него Вселенная должна была быть очень хорошо структурирована. Но так называемое реликтовое излучение – картина ранней Вселенной, которую мы можем наблюдать и даже фотографировать, – говорит об обратном. Оно почти совершенно беспорядочно, его энтропия очень велика» [3].
То есть там, в глубоком прошлом, по идее, должен быть Золотой век. Смертоносная термодинамическая стрела времени летит из точки Альфа, из мира в тот момент времени, в котором нет ни хаоса, ни беспорядка, ни смерти, в точку Омега, в тот мир того времени, в котором царят хаос, энтропия и смерть. Отмотал плёнку назад – увидел Золотой век. Это по идее.
А по теории Большого взрыва и модели горячей Вселенной, в начале времён была абсолютно непонятная космологическая сингулярность, в которой сочетается несочетаемое: с одной стороны, бесконечно большая плотность вещества, при которой энтропия стремится к нулю, и одновременно, с другой стороны, бесконечно высокая температура, которой соответствует бесконечная энтропия [4]. Эта бесконечно большая энтропия характерна уже не для Золотого века и райских кущ, а, скорее, для адского пламени!?
И тем не менее наша Вселенная в горниле этого адского пламени предпочла почему-то родиться антропной, то есть удивительно организованной и «заточенной» под появление Антропоса, человека. Да не просто человека из рода Homo, а человека разумного из вида Homo sapiens, то есть нас с вами. Это уже не говоря про всяких иных живых существ, начиная с мельчайших и простейших, процветающих по сей день одноклеточных бактерий, и заканчивая огромными и сложноорганизованными, многоклеточными, но уже давно вымершими динозаврами. Все эти формы жизни были как минимум «разрешены» в самый первый момент Большого взрыва. А как максимум – они были изначально запрограммированы на появление. Наше родное мироздание очень приспособлено для возникновения и развития жизни. Приспособлено вопреки действию смертоносной «термодинамической стрелы времени» и рокового второго закона термодинамики. Почему?
СТРЕЛА НОМЕР 3
Почти одновременно со второй – термодинамической – стрелой времени появилась третья – космологическая – стрела времени. Эта стрела времени утверждает, что направление хода времени, из прошлого в будущее, совпадает с расширением Вселенной. Наше мироздание надувается подобно гигантскому шару.
И вот тут пришла пора вспомнить про термодинамику чёрных дыр и про две энтропии, о которых говорилось в предыдущей главе. Вопрос на засыпку: какова была информационная ёмкость той гипотетической чёрной дыры, из которой, как уверяют релятивисты, и родилась наша Вселенная примерно 13,8 млрд лет назад благодаря Большому Бабацу (Big Bang)?
Напомним, что пишет хотя бы Википедия по этому поводу в статье «Планковская эпоха»:
«Планковская эпоха — в физической космологии, самая ранняя эпоха в истории наблюдаемой нами Вселенной, о которой существуют какие-либо теоретические предположения. Она продолжалась в течение планковского времени от нуля до 10^-43 секунд. В эту эпоху, примерно 13,8 млрд лет назад, вещество Вселенной имело планковскую энергию (10^19 ГэВ), планковский радиус (10^-35 м), планковскую температуру (10^32 К)[1] и планковскую плотность (~10^97 кг/м;)».
Про информационную ёмкость этой «чёрной» Протовселенной нет ни слова. Но мы не привыкли отступать! Ваше слово, товарищ Проза.Ру! Black holes matter!
Всё очень просто: если считать радиус этой гипотетической «чёрной дыры» (Black hole) равным длине Планка (1,616•10^-35 метра), как приблизительно и указано в Википедии, то площадь её поверхности вычисляется по простейшей формуле, известной из школьного курса геометрии.
Площадь сферы равна 4 пи, умноженное на квадрат радиуса (R^2). Подставляем в эту формулу значение числа «пи» (3,14) и радиуса, равного планковской длине (1,616•10^-35 метра). Получаем 32,8166•10^-70 кв. метра. Делим на планковскую площадь (2,61•10^-70 кв. метра). Имеем в итоге примерно 12,5.
Это число показывает, сколько планковских площадей умещается на площади поверхности сферы с планковским радиусом. Их 12,5. Согласно голографическому принципу Герарда ’т Хоофта, который «учитывает информацию на всех уровнях структуры», 4 единицы элементарной площади, площади Планка, на «горизонте событий» чёрной дыры несут в себе 1 элементарный бит информации. И... последний патрон, отец-философ!
12,5/4=3,125
То есть в сухом остатке мы имеем всего-навсего 3 бита информации! Вся наша Протовселенная содержала в себе 3 (!) бита информации. Достаточно всего-навсего для написания слова из трёх букв (желательно, конечно же, не заборного, а возвышенного, например, библейского, которое было «в начале». Помните? «В начале было Слово...» Ну, или можно по-прозаически наваять HIT...)
Для сравнения:
«Энтропия чёрной дыры диаметром 1 см будет примерно 10^66 бит, что приблизительно равно
термодинамической энтропии куба воды со стороной 10 миллиардов километров» [5].
А какова энтропия нашей современной Вселенной?
«Видимая Вселенная содержит по крайней мере 10^100 бит энтропии,
которую в принципе можно поместить в сфере радиусом в одну десятую светового года*» [5].
(*«Одна десятая светового года» составляет около 946 млрд км. Это примерно в 210 раз больше, чем радиус Солнечной системы. Если расстояние от Земли до Нептуна увеличить в 210 раз, то получим как раз сферу радиусом в одну десятую светового года.)
Вот и сравните 3 бита информации в «начале начал» на гипотетической «чёрной дыре» с радиусом, равным длине Планка, и 10^100 бит энтропии в современной Вселенной. За 13,8 млрд лет рост – в 33 000 триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов раз!
Или сравните радиус первоначальной «чёрной дыры», из которой якобы и произошёл Большой Бабац (Big Bang), равный длине Планка (1,616•10^-35 метра), с радиусом гипотетической «чёрной дыры», в которую можно упаковать всё вещество нашей Вселенной, если хорошенько поднапрячься силам гравитации – одна десятая светового года, то есть около 946 млрд км, или 946 триллионов метров. Разница радиусов уже составит около 50 порядков, то есть число с 50 нулями!
Откуда всё берётся: вещество, пространство, энтропия, наконец, энергия?
Продолжение следует
Примечания:
1. Альберт Эйнштейн «Мир и физика» (сборник), стр. 24, Автобиографические заметки
2. Рудольф Клаузиус
3. Роджер Пенроуз «Вселенная не в своем уме. Нормальный человек понять ее не способен»
4. «При бесконечно высокой температуре энтропия тоже будет бесконечно высокой» Элементы термодинамики. § 94. Отрицательные температуры https://scask.ru/j_book_mph.php?id=97
5. Якоб Бекенштайн «Информация в голографической Вселенной». Scientific American, август 2003