"Стрела времени" Артура Эддингтона

Немногие места на нашей планете сравнятся по зрелищности с ледником Перито-Морено в Патагонии на юге Аргентины. Эта плотная синяя стена замерзшей воды в Лос-Гласиаресе — часть системы сотен ледников, развернувшихся вниз по континенту от южных патагонских ледяных полей. Вместе они образуют третий по величине ледниковый покров на нашей планете. Весь ледник Перито-Морено занимает площадь в 250 квадратных километров (96 квадратных миль) и местами достигает в глубину 170 метров (560 футов). Лед заканчивается там, где твердое вещество  встречается с жидким веществом: в озере Аргентино.

На первый взгляд, кажется, что ледник неподвижен. Если стоять на берегу озера, создается впечатление, что это то место, где течение времени идет настолько незаметно, насколько позволяют законы физики. Когда мы приблизились к леднику, я не только увидел ход времени — я почувствовал его. Этот ледник находится в постоянном движении. С каждым годом в озеро каскадами сползает более четверти миллиарда тонн льда. Темпы изменений ледника в этом месте почти неощутимы. Он настолько обширен и сложен, что кажется живым: стараясь удержаться на берегу, он неизбежно и неуклонно сползает в воду. Это все части высоко упорядоченной последовательности.

Проходит время, падает снег, образуется лед, ледник постепенно нарастает дюйм за дюймом, расползается вниз по долине, и, когда лед встречается с водой, кусочки его откалываются и падают в озеро, создавая волны. Во многих отношениях этот порядок событий в последовательности — самый простой способ попытаться понять течение времени.

Тот факт, что последовательность событий всегда происходит в определенном порядке — фундаментальная часть нашего опыта исследования мира, в котором мы живем. И все же здесь возникает законный вопрос: что мы подразумеваем под событиями, происходящими «в определенном порядке»? Как бы долго мы ни стояли на краю этого красивого озера, мы никогда не ожидали бы увидеть эту драматическую последовательность событий в обратном порядке, даже если бы не было такого закона природы, который не позволял бы этому произойти.

Нет никаких физических причин, почему все молекулы воды, перемещающиеся по озеру, не могут собираться на поверхности; их уменьшающаяся общая температура такова, что они связываются вместе, образуя лед, выпирающий из воды и склеивающийся на поверхности ледника. У нас, однако, есть научное объяснение того, почему никогда не происходит такого редкого изменения.

Мы называем его «стрела времени». Это выражение было впервые использовано британским физиком сэром Артуром Эддингтоном в начале XX века для описания этого обманчиво простого, но глубокого свойства нашей Вселенной: нам всегда кажется, что она движется в определенном направлении.

Эддингтон был одним из первых ученых, подтвердивших выводы теории относительности, когда возглавил экспедицию для наблюдения полного солнечного затмения 29 мая 1919 года. В 1928 году он опубликовал работу «Природа физического мира», в которой представил две великие идеи. Первая — это образ бесконечной «теоремы обезьяны»: при учете бесконечного количества времени может произойти все, что соответствует законам физики. «Если армия обезьян будет беспорядочно стучать на пишущих машинках, они смогут написать все книги Британского музея».

Это связано с глубоким пониманием пути следования «стрелы времени»: «Нарисуем произвольную стрелу.

Если по мере того, как мы следуем за стрелой, мы находим все больше и больше случайных элементов в состоянии мира, то стрела указывает в будущее, если количество случайных элементов уменьшается, стрела указывает в прошлое.

Это единственное различие в направлении движения времени, известное физике. Из этого сразу следует, что если наши фундаментальные разногласия заключаются в признании введения понятия случайности, то эта случайность — единственное, чего нельзя отменить.

Я буду использовать выражение “стрела времени”, чтобы выразить это одностороннее свойство времени, которое не имеет аналогов в пространстве».

«Стрела времени» Эддингтона ярко и экономично выражает основное свойство времени: оно идет только в одном направлении. Время — это то, что, как нам кажется, мы все понимаем, и, тем не менее, до конца XIX века не было предложено ни одной правдоподобной научной причины, почему время идет неумолимо только вперед; решение пришло примерно так же, как приходит любое решение практических проблем на Земле.