Достижения Фейнмана. Психологическая стрела

Достижения Фейнмана

В 1945 году Ричард Фейнман, начинающий молодой ученый (даже еще без степени доктора наук), только закончил работу в Манхэттенском проекте. Он утверждал, что был единственным, кто нарушил данный всем приказ и открыл глаза в момент первого испытательного атомного взрыва в Нью‑ Мексико (разумеется, он смотрел через затемненный фильтр). Научный руководитель диссертации Фейнмана в Принстоне, Джон Уилер[159], предложил молодому ученому заняться изучением асимметрии в выводе уравнения излучения и выяснить, может ли излучение быть рассчитано с использованием опережающего потенциала с таким же успехом, как и потенциала запаздывающего. Тогда такое предложение было равносильно вопросу о том, может ли знание будущего быть использовано для предсказывания прошлого. Требуют ли уравнения классического излучения, чтобы время двигалось вперед, или излучение может быть даже обращено назад?

Фейнману удалось аргументировать, что уравнения работали как с опережающим, так и с запаздывающим потенциалами. Этот результат подтвердил позицию Эйнштейна. Он показал, что уравнения для излучения симметричны во времени, никакой первичной стрелы не существовало. И вывод, и доказательства стали блестящим достижением молодого докторанта и предвестником великих дел, которые Фейнман еще должен был совершить, – включая его пересмотр квантовой физики и интерпретацию антивещества как вещества, движущегося во времени в обратном направлении.

Уилер был очень доволен работой Фейнмана и попросил его выступить с сообщением на еженедельном семинаре, который организовал Юджин Вигнер[160] – физик, чей математический гений создал основание для большей части современной теоретической физики. Для Фейнмана это было первое подобное выступление, и он согласился, хотя перспектива читать лекцию самому Вигнеру пугала. Затем Уилер сказал молодому ученому, что пригласил также Генри Рассела[161], знаменитого своим вкладом в развитие теории звезд и теории атомов. Фейнман занервничал еще больше. Но это оказалось не все. Среди приглашенных был и Джон фон Нейман[162], один из выдающихся гениев науки своего времени, который внес огромный вклад в развитие не только физики и математики, но и статистики, цифровой информатики и экономики. И, что было уж совсем плохо, – Уилер пригласил также Вольфганга Паули[163], одного из основателей современной физики, великого ученого квантовой эры, создателя принципа запрета Паули, которым объяснялась стабильность атомов. Он был известен своей острой и уничижающей критикой научных работ, которые считал ошибочными, его иногда даже называли «совестью физики». Фейнман готовился к самому худшему.

И это произошло. Приглашение на семинар принял Эйнштейн.

Фейнман рассказывал, что находился в полном отчаянии. В своей книге Surely You’re Joking, Mr. Feynman[164] он вспоминал: «И вот передо мной сидят в ряд величайшие умы современности». Уилер пытался успокоить Фейнмана ободряющими словами: «Не волнуйся, я сам отвечу на все вопросы».

Позднее он говорил, что как только начал выступление, вся нервозность куда‑ то исчезла. Ученый погрузился в чистую физику и вдруг обнаружил, что авторитетом в проблеме, которую он излагал, были не Вигнер, не Нейман, не Паули и даже не Эйнштейн, а он – Ричард Фейнман. Он, а не Вигнер, отвечал на вопросы, и все прошло замечательно.

Фейнман показал, что классическая теория излучения не делает разницы между прошлым и будущим. Был прав Эйнштейн, а не Ритц (вас это удивляет? ). Электромагнитное время не задает направление стреле времени.

Психологическая стрела

Психологическая стрела во многих отношениях наиболее загадочная из всех предложенных стрел времени. Если мы будем исходить из представления о том, что физика полностью обратима во времени и показанное задом наперед кино не нарушает никаких законов, может ли все‑ таки существовать стрела, направление которой задается самой жизнью? Есть ли что‑ то, заставляющее нас помнить прошлое, а не будущее, хотя законы физики полностью симметричны?

Большинство физиков убеждены, что ничего духовного в направлении времени нет, оно не связано ни с каким особенным проявлением жизни, и ответ лежит исключительно в плоскости физики. Например, Стивен Хокинг утверждает, что психологическая стрела времени основывается на стреле энтропической. Но это скользкий вывод. Его обычно не доказывают, а просто постулируют как нечто само собой разумеющееся. Хокинг говорит: «Беспорядок и хаос увеличиваются со временем, потому что мы измеряем время в направлении увеличения этого беспорядка. Справедливее ответа нет! » Однако такое заявление само служит примером логической ошибки, известной под названием ipse dixit [165], то есть доказательства путем утверждения, достигаемого через авторитарность.

Что такое память? Дать определение и понять ее гораздо труднее, чем вы, вероятно, ожидали. У всех есть такое ощущение, что, обучаясь, мы уменьшаем степень беспорядка в мыслях, в нашем мозгу. Это снижение энтропии? Но подобный процесс можно рассматривать и как ее увеличение: если мозг представить в качестве хорошо организованных пустых ячеек (подобно памяти компьютера, которая заполнена нулями и в которой нет ни одной единицы). Учась, мы делаем эти ячейки более дезорганизованными в информационном смысле. Существует всеобщее понимание того, что если память – это сокращение беспорядка, то процесс обучения должен генерировать много тепла, наращивающего энтропию Вселенной. Так что, если даже локальная энтропия нашего мозга уменьшается, энтропия Вселенной в целом увеличивается. Но для нас наиболее значимо локальное уменьшение энтропии.

Некоторые полагают, что сама жизнь, а также сознание, выходит за пределы физики. Далее в книге я исследую эту возможность. До той степени, пока мы рассматриваем человека как сложное сочетание различных химических веществ и соединений, реагирующее на внешние импульсы, нет никакой необходимости в постулировании психологической стрелы времени. Компьютеры, работающие исключительно на физических формулах и уравнениях, прекрасно запоминают прошлое и не нуждаются в психологии сознания или жизни. Они могут рассчитать многие аспекты будущего. В парадоксе с тахионным убийством у Мэри не было выбора, кроме нажатия курка. Свобода ее воли оказалась иллюзией, а поведение полностью определялось физическими уравнениями.