Вероятно, из всех явлений нашей жизни время явля­ется самым загадочным. Никто не знает, чем оно, в сущности, является, но все живут им и пребывают в нем настолько органично, что не замечают его. С физиологической точки зрения ученые воспринимают его в качестве некоторой величины, за единицу которой мозг успевает обработать определенный объем информации. Чем дольше мозг осуществляет прос­тые вычисления, тем быстрее для человека летит время.

Ирландские ученые выяснили, что во сне и некоторое время после него активность мозга уменьшается в два раза, т. е. на обдумывание простых мыслей в сонном состоянии в отличие от бодрствования мозг тратит в 2 раза больше времени. Следовательно, именно по этой причине нам кажется, что время утром летит быстрее. Ранее в похожем эксперименте для человека создавали экстремальную ситуацию. Выяснилось, что, когда существует смертель­ная опасность, скорость работы мозга повышается во много раз, соответственно он успевает обработать намно­го больше информации за единицу времени, поэтому и кажется, что оно замедляется.

С физической точки зрения природа времени являет­ся полнейшей загадкой. О нем мало, что можно сказать конкретного. Без сомнения, у него есть направление. Также оно содержит в себе способность изменять все вокруг. Существует субъективное и объективное время, причем официально считается, что никому не удавалось осуществить перемещение во времени в прошлое, а самому, вернувшись в будущее, продолжать жить в своем личном времени. Впрочем, касательно перемещения во времени существует ряд свидетельств иного рода. Классическая реляционная концепция времени предполагает, что основным его признаком выступает изменчи­вость. При этом понятие «время» введено, чтобы служить мерой произошедших изменений. Люди «договорились» считать изменчивость какого-то явления эталоном хода времени и придумали часы. Существует концепция пер­вичности восприятия, согласно которой под временем понимается упорядоченность в сознании того, что вос­принимает человек, а социальное время — это феномен коллективного сознания.

Отношения эмпирических и логических наук с этим феноменом не складывались, поскольку для них важна повторяемость явления или, что еще лучше, воспроизводи­мость его в лабораторных условиях. Понятно, что именно это свойство у времени отсутствует. Платон утверждал, что времени подвластны лишь низшие формы духа, опустившиеся до уровня материи, а задача времени сводилась к разрушению мимолетной материи и освобожде­нию заточенной в ней чистой идеи. Мнение философа было весьма распространено в эпоху античности, что и вызвало наложение табу на использование понятия времени в мате­матических конструкциях, ведь они замахивались на веч­ность и не должны были подвергаться воздействию тления.

Показателен тот факт, что подобное отношение сохрани­лось в отдельных разделах математики до настоящего вре­мени. Правда, в связи с бурным развитием вычислительной техники программистов и логиков совершенно не устраива­ло такое положение вещей, и ситуация начала меняться.

Физика представляет собой специфическую область знаний, в которой игнорировать понятие времени невоз­можно. Еще Архимед стремился формализовать результа­ты познания, чтобы можно было использовать их в урав­нениях. Но как можно формализовать время?

Обычные люди, возможно, и не осознают всей зага­дочности времени. Часы есть в каждом доме. Однако вопрос состоит как раз в том, что именно они отмеряют, и как определить, правильно ли они измерили то, чего уже не существует после того, как измерение завершено. Один период времени нельзя определить несколько раз, поскольку каждый будет следовать за другим.

Ученые придумали, как можно выйти из этого положе­ния. Они измеряют определенный временной интервал разными часами и потом сравнивают результаты. В общем-то для определения точности замеров времени пользуются именно этим способом. Наиболее точными считаются атомные часы, в которых время отсчитывается огромным множеством маленьких часиков — атомов изотопа.

В настоящее время абсолютное большинство уче­ных, занимающихся изучением времени, уверены в его многоликости. В каждой области науки существуют свои, адекватные исследуемым явлениям модели вре­мени: физическая, биохимическая, биологическая, космологическая, психологическая, социальная и др. Однако такое многообразие не говорит о противоречи­ях. Просто в каждой отрасли свои способы наблюдения времени.

Основной математической моделью пространства-времени выступает теория относительности и геометрия немецкого математика Германа Минковского. В них время не служит параметром процессов, происходящих в природе, а приобретает полноценное право на сущест­вование в виде четвертого измерения, причем свободно изменять направление движения по этой оси нельзя. Поэтому Вселенная и мы вместе с ней вынуждены непрерывно двигаться только в будущее. Нельзя одно­моментно изменить направление большого количества частиц, поэтому те из них, у которых было иное направ­ление, изначально двигались в прошлое и улетают от нас во времени все дальше. Мы даже не знаем, существуют ли в нашем мире силы, способные перенаправить хотя бы одну частицу. Тема, связанная с изменениями направления во вре­мени, привлекает немало серьезных ученых. Огромное количество теорий перемещения во времени только подтверждает это. На самом деле возможность создания машины времени остается одной из самых интригующих в современной науке, хотя и самой спорной, посколь­ку нет даже универсального определения времени. Впрочем, Британское королевское Метапсихическое общество, хранит в своих архивах порядка двухсот фактов перемещения во времени.

Пока не появился Альберт Эйнштейн со своей теорией относительности, о путешествиях во времени рассуждали в основном лишь писатели. При этом данную идею первым, насколько нам известно, высказал не Герберт Уэллс, а Эдвард Пейдж Митчелл в рассказе «Часы, которые шли назад». Мода на размышления о перемещениях во времени среди физи­ков распространилась именно вслед за Эйнштейном. До настоящего времени все более-менее серьезные теории по этому вопросу связаны с его пространственно-временным континуумом. Считается, что именно Эйнштейн — револю­ционер в представлениях о пространстве и времени — в свое время произнес сакраментальную фразу: «Ньютон, прости меня!» Напомним, что согласно теории относительности при достижении скорости, близкой к скорости света, время замедляется. С практической точки зрения этот постулат служит препятствием, поскольку скорость света практи­чески недостижима. Теория утверждает, что при подобной скорости ко всему прочему вес объекта повышается и на максимуме почти бесконечен.

Существует общепринятый среди большинства ученых постулат: если путешествию во времени суждено сбыться, то не благодаря изобретению какого-либо транспорта, а связано это будет с открытием специфической среды, в которой любой транспорт разовьет требуемую скорость. Конечно, временной коридор может появиться сам по себе благодаря естественным факторам. Считается, что это могут быть черные дыры, пространственные тоннели, космические струны и т. п. Следует отметить, что черные дыры лучше подходят на роль предполагаемых коридоров времени. На данный момент об этом явлении природы известно очень мало. Вокруг черной дыры образуется гра­витационное поле (горизонт событий), в котором объекты достигают скорости света. Есть предположения, что внут­ри черных дыр, в так называемой точке сингуляра, время и пространство перестают функционировать и меняются местами, в результате чего путешествие в пространстве становится перемещением во времени.

По мнению физиков, черные дыры, засасы­вающие все, что оказывается в зоне их действия, на другом конце тоннеля должны иметь так называемую белую дыру, которая не менее яростно выталкивает материю. Соответственно в центре черной дыры находится тон­нель, в котором пространство и время меняются харак­теристиками. Впрочем, не все так просто. Объекту еще надо будет добраться до области, где пространственно-временной континуум не работает. Задолго до этого события объект будет уничтожен — так считает физик Калифорнийского института технологии Кип Торн. Он придумал иной способ достижения необходимой для путешествий во времени скорости. В соответствии с тео­рией относительности Эйнштейна пространство и время всюду неизменно, однако Торн задался целью поиска других «прорех» в континууме. Он предположил, что между далеко расположенными друг от друга объектами из-за казуальной скрученности пространства могут образовываться норы-тоннели.

Такие коридоры способны соединять отдаленные в пространстве точки, существующие в принципиально различных временных плоскостях. Ученый, предполагая скорое открытие этих тоннелей, совершенно серьезно рассуждал о том, что для поддержания открытого состояния их поверхность можно покрывать спе­цифическим веществом с отрицательной плотностью энер­гии. Это необходимо, чтобы противодействовать гравитаци­онным силам, которые постараются уничтожить тоннели.

Другую интересную концепцию о путешествиях во вре­мени высказал физик из Принстона Ричард Гот. По его предположениям, во Вселенной должны существовать так называемые космические струны, появившиеся на ран­ней стадии формирования Вселенной. Все многообразие микрочастиц образовалось благодаря замкнутым в петли мельчайшим струнам, находящимся в условиях колоссаль­ного натяжения в сотни миллионов тонн. При этом тол­щина струн намного меньше размеров атома, но огромная гравитационная сила их воздействия на объекты, захва­ченные зоной влияния, разгоняет их до невообразимой скорости. Струны так ориентируются относительно черной дыры, что в результате может образо­вываться закрытый тоннель с искаженным пространствен­но-временным континуумом. Его-то ученый и предлагает использовать для перемещений во времени.

Есть в научной среде и более прагматические идеи. В частности, о возможности путешествий во времени для современного космонавта. Например, если он пробудет на Меркурии лет 30, то при возвращении будет моложе, чем, если бы оставался на Земле, поскольку скорость обраще­ния Меркурия вокруг Солнца больше земной. Однако в этом случае линейность времени не нарушается и в принципе перемещения во времени не произойдет.

Парадокс дедушки — человек попадает в прошлое, отправляет на тот свет своего дедушку еще до его знакомства с бабушкой. В итоге горе-путешест­венник не появится на свет и вполне закономерно не сможет ликвидировать своего дедушку — и так до бесконечности. Парадокс предопределения — попав­ший в прошлое счастливчик вступает в интимные отношения со своей прабабушкой и зачинает дедушку. В результате рождаются ряд потомков, в том числе родитель путешественника и он сам. Получается, что, не окажись он в прошлом, не родился бы.

Интересно, что даже космонавты, летающие в настоящее время на МКС, немного опережают планетное время на несколько наносекунд, несмотря на то, что до достижения ими скорости света еще далеко.

Кроме потенциальных проблем технического плана, ученые рассматривают возможные конфликты времени. В частности, так называемые парадоксы времени вполне могут стать реальной проблемой. Их будет немало, и все они будут иметь отношение к воздействию на ход случив­шихся событий.

Основная масса физиков-теоретиков достигли согласия в вопросе о том, что любое воздействие на ход совершен­ного формирует параллельную реальность либо отдельную «мировую линию», не противоречащую существованию исходной. Причем общее количество этих новых реаль­ностей будет составлять столько, сколько необходимо для непротиворечивого существования каждой из них.

Сейчас, как и раньше, рассуждения, диспуты и лек­ции, посвященные парадоксальным вопросам сущности времени и возможности перемещения в этой невероятной среде, — любимое занятие серьезных физиков, своего рода их интеллектуальная забава. Довольно любопытно подслушать подобную дискуссию.

Как-то раз знаменитый английский астрофизик Стивен Хокинг сказал астрофизику НАСА Карлу Сагану, что если бы возможность перемещения во времени существовала, то среди людей находилось бы много ребят из будущего, на что тот заметил о наличии множества способов опро­вергнуть данное заявление. Он посоветовал почитать Льюиса Кэрролла и уподобил нору, в которую падает Алиса, «червоточине» Торна. Может быть, машина вре­мени способна переносить лишь в будущее или недалекое прошлое, а наше время «расположено» слишком давно. Или, возможно, обитатели будущего способны переме­щаться только к тем, у кого тоже есть машина времени.

Критиков у идеи перемещения во времени хватает, но опровергнуть саму концепцию никто так и не смог, поэто­му гипотетическая возможность в любом случае сохраняется. Кроме того, пока спорщики обсуждают теории, практи­ческие разработки идут полным ходом. Так, в июле 2010 г. в прессе появилось сообщение, что физики описали закон природы, который позволяет преодолеть парадокс дедуш­ки. Причем это вполне практические эксперименты, прав­да, лишь на квантовых частицах, но главное здесь — сам принцип. Суть гипотезы в следующем: странник во време­ни не сможет умертвить собственного дедушку, поскольку у природы есть некий защитный механизм, в результате чего что-нибудь изменит траекторию пули, ножа или кирпича или что-то случится при подготовке убийства и т. д.

Занимательную идею высказал и специалист по кван­товым вычислениям Сет Ллойд из Массачусетского тех­нологического института вместе с другими учеными из США, Италии и Японии. Они предположили, что маши­ну времени можно сконструировать с учетом квантовой механики замкнутых временных кривых, представляю­щих собой мировые линии, влекущие материальную час­тицу в исходную точку.

В некоторой ситуации кривые могут служить свое­го рода образцом путешествия во времени. Пока это верно лишь по отношению к квантовым частицам. Чтобы такая машина времени работала правильно, ученый при­менил очень любопытный аспект квантовой механики под названием «последующий» выбор. Понятие, пришедшее из теории вероятности, означает средство воздействия на вероятностное пространство, которое определяет вероятность какого-то события, если другое событие уже произошло. Другими словами — это автоматический выбор верного варианта из массы возможных. Совместив это явление с кривыми, ученые выве­ли постселективные временные кривые с любопытными характеристиками. Далее то, что получилось, скрестили с принципом квантовой телепортации (свойством сцепленности квантовых частиц) — машина времени готова. При этом постселекция вызывает такой эффект, при котором телепортироваться способна лишь частица, из-за перемещения которой никаких противоречий в «потоке истории» не произойдет. Данный принцип операции над квантовыми состояниями исследователи подробно опи­сали в своей статье. Здесь же мы не будем приводить их довольно трудную для понимания аргументацию.

Ученые утверждают, что квантовые путешествия во времени не требуют классического пути из будущего в прошлое. К тому же их теория базируется на «последую­щем выборе», поэтому обеспечивает самопроизвольное разрешение парадоксов — в ходе такого путешествия во времени может случиться только то, что может произойти в обычной квантовой механике, т. е. все происходящее после включения машины времени вполне может слу­читься и без нее. Соответственно, когда машина будет включена, то не произойдет ничего, что может повлечь за собой парадокс. Теорию о том, что Вселенная защищается от парадок­сов, ученые проверили на фотонах. Конечно, в прошлое их не отправляли, но, комбинируя соответствующим образом квантовые состояния, создавали для частиц ситу­ацию, близкую к парадоксу дедушки. В результате выяс­нилось, что, чем ближе к парадоксальному состоянию находились фотоны, тем реже опыт завершался успехом. Физики естественно предположили, что у путешествий во времени имеется такой же природный «предохранитель».