Ћюбомир ќнишкевич

«агадки „асу

„ас - це пон¤тт¤, з ¤ким кожна людина ознайомлюЇтьс¤ вже в≥д народженн¤. ¬се, що д≥Їтьс¤, д≥Їтьс¤ в час≥ ≥ в простор≥. “а його три вим≥ри можна легко зрозум≥ти: вправо-вл≥во, вперед-назад, вгору-вниз. ћи можемо контролювати (до великоњ м≥ри), де ми Ї, ≥ куди йдемо. ћи Ї, так би мовити, Дмайстрами простору".

јле час йде нестримно в одному напр¤мку: в≥д минулого до майбутнього, даючи нам лише безконечно короткий момент Дтепер", ¤кого не можна вловити, не можна повернути назад... ћи звемо це ¤вище Дстр≥лою часу". ≤ ц¤ Дстр≥ла" часу Ї нам в ц≥лому незрозум≥ла: чому вона звернена в одному напр¤м≥? „ому ми не маЇмо н≥¤коњ контрол≥ над нею? „ому причина завжди йде перед насл≥дком? „ому, чому, чому? Ќад цими питанн¤ми застановл¤лис¤ ф≥лософи, теологи, науковц≥, а то й прост≥ люди, в≥д початку людськоњ ≥стор≥њ. ≤, на превеликий жаль, в≥дпов≥дей покищо не знайшли.

«давалос¤ б, що модерна наука може в≥дпов≥сти, що це таке -стр≥ла часу. јле покищо наука маЇ лиш загальников≥, не¤сн≥ в≥дпов≥д≥ на це все.

ћайже вс≥ наш≥ п≥дставов≥ теор≥њ ф≥зики оминають ц≥ питанн¤. ¬≥зьмемо, наприклад, закони механ≥ки Ќютона. ¬они взагал≥ ≥гнорують пон¤тт¤ часу: кожна д≥¤ може в≥дбуватись так само добре вперед, ¤к ≥ назад в час≥.  оли ми заф≥льмуЇмо, наприклад, м'¤ча, ¤кий летить вгору, а тод≥ повертаЇтьс¤ вниз, то не можемо сказати, чи ф≥льм у час≥ ≥де вперед, чи назад. «акони Ќютона не показують стр≥ли часу.

ѕод≥бно Ї ≥ з ≥ншими основними законами ф≥зики - законами ірав≥тац≥њ јйнштайна, електро-маінетизму ћаксвела, квантум-механ≥ки Ўред≥ніера ≥ т. д. ¬с≥ ц≥ закони тлумачать час, ¤к четвертий вим≥р, р≥внор¤дний трьом вим≥рам простору. ƒл¤ тих закон≥в стр≥ли часу не ≥снуЇ. ѕравда, в квантум-механ≥ц≥ знайдено де¤к≥ ефекти (¤к≥ стосуютьс¤ так званих частинок Дкайон≥в"), де Ї певний брак симетр≥њ в час≥. јле це експериментальн≥ факти, ¤ких теоретична наука не розум≥Ї ще вповн≥.

ќтже, в ус≥х головних законах теоретичноњ ф≥зики стр≥ла часу не ≥снуЇ. як же це так? ћи ж вс≥ знаЇмо, що час пливе!

™диний закон ф≥зики, ¤кий маЇ в соб≥ Дстр≥лу часу", - це так званий другий закон термодинам≥ки, ¤кий каже, що певне абстрактне пон¤тт¤, знане ¤к Дантроп≥¤" (з грецькоњ мови: Ден"= у, Дтроп≥¤" = зм≥на, Ду зм≥н≥") завжди мусить зб≥льшуватись з б≥гом часу, а не зменшуватись.

ўо ж таке ентроп≥¤? ÷е просто закон, що Дн≥коли не можна д≥стати щось за н≥що".  оли ми перем≥нюЇмо один р≥д енерг≥њ в ≥нший (скаж≥мо, р≥зницю температури - в механ≥чний рух), то завжди щось втрачаЇмо. ћи вже не можемо повернутис¤ назад до перв≥сного стану ≥ в≥дновити всю енерг≥ю. “ому то не можна винайти Дperpetuo mobile" - машину, ¤ка творить енерг≥ю з н≥чого.

јле це статистичний закон. …ого ми бачимо в практиц≥ навколо себе кожноњ хвилини.  оли ув≥ллЇмо до гар¤чоњ кави холодне молоко ≥ зм≥шаЇмо ц≥ обидв≥ р≥дини разом, то маЇмо б≥лу каву.

јле назад розд≥лити каву в≥д молока майже неможливо. ÷е можна було б зробити, ¤кщо б ми могли в≥дд≥лити молекулу в≥д молекули, але на це треба було б витратити дуже багато енерг≥њ.

„ому це так? ўоб зрозум≥ти антроп≥ю, треба вдатис¤ до закон≥в правдопод≥бности.  оротко кажучи, стан, де молекули пом≥шан≥, Ї дуже правдопод≥бним (бо таких Дстан≥в" Ї майже безконечно багато). јле стан, де вс≥ молекули молока в≥дсортован≥ окремо в≥д молекул кави, Ї р≥дк≥сним, неправдопод≥бним, майже ун≥кальним.

≤ншими словами: молоко окремо в≥д кави - це стан низькоњ ентроп≥њ (малоњ правдопод≥бности), а стан пом≥шаноњ б≥лоњ кави - це стан високоњ ентроп≥њ (високоњ правдопод≥бности). ƒругий закон термодинам≥ки каже, що природа завжди йде в≥д малоњ правдопод≥бности (низькоњ етроп≥њ) до високоњ правдопод≥бности (високоњ ентроп≥њ).

≈нтроп≥ю тепер прир≥внюють до Д≥нформац≥њ". ¬ стан≥ низькоњ ентроп≥њ все гарно упор¤дковане, просте, ≥ треба знати дуже мало ≥нформац≥њ, щоб цей стан описати. јле в стан≥ високоњ ентроп≥њ треба знати точне розташуванн¤ кожноњ молекули, кожного атому, щоб цей стан могти описати квантитативно.

¬се в природ≥ йде в≥д низькоњ ентроп≥њ до високоњ. ќдним словом, ¬сесв≥т колись був упор¤дкованим, одностайним, високо симетричним. “реба було лише м≥н≥мум ≥нформац≥њ, щоб його комплексно описати. “а ц≥ симетр≥њ поступово зникли, чи, ¤к кажуть ф≥зики - Дрозломилис¤" (Дbrosken symmetries"). ¬сесв≥т почав ставати щоразу хаотичн≥шим, неупор¤дкован≥шим. ≈нтроп≥¤ зростаЇ скорим темпом.

«г≥дно з ц≥Їю теор≥Їю, це саме й визначаЇ час ¤к процес зростанн¤ ентроп≥њ. Ќ≥хто вповн≥ не розум≥Ї механ≥зму цього процесу, але це найкраще по¤сненн¤ Дстр≥ли часу", ¤ке ми сьогодн≥ маЇмо в науц≥. „ас - це загальна к≥льк≥сть ентроп≥њ у ¬сесв≥т≥, ¤ка показуЇ стан ¬сесв≥тнього хаосу.

ћожна спитати: чому? Ќа це ≥снуЇ певна в≥дпов≥дь: зг≥дно з найнов≥шими космолог≥чними теор≥¤ми, ¬сесв≥т створивс¤ приблизно 14 б≥льйон≥в рок≥в тому у висл≥д≥ Д¬еликого вибуху" (ДBig Bang"). “од≥ певн≥ симетр≥њ ¬сесв≥ту Дрозломилис¤" ≥ настала так звана Д≥нфл¤ц≥¤", коли ¬сесв≥т з малоњ кульки, завб≥льшки в гор≥шок, блискавично розр≥сс¤ у цей колосальний ун≥версум, космос, ¤кий ми маЇмо сьогодн≥. ѕ≥сл¤ ≥нфл¤ц≥њ ¬сесв≥т був у стан≥ низькоњ етроп≥њ. јле природа ¬сесв≥ту пост≥йно змагаЇ до стану максимальноњ ентроп≥њ, до стану ¤кнайб≥льшого хаосу.

≤ тому ми маЇмо „ас, ¤кий представл¤Ї м≥ру хаосу, м≥ру ентроп≥њ.  оли вже настане стан, де все буде пом≥шане, хаотичне, „асу б≥льше не буде, тод≥ „ас зупинитьс¤.

ќчевидно, в ц≥й теор≥њ Ї дуже багато деталей, ¤к≥ неможливо передати в коротк≥й статт≥. јле нав≥ть прочитавши велик≥ науков≥ книги, написан≥ з застосуванн¤м вищоњ математики, цього всього не можна зрозум≥ти людським розумом. Ќайвище, що можна - це повторити безсмертне: Дƒивн≥ д≥ла √осподн≥".

ѕро автора: Ћюбомир-—тепан ќнишкевич, досл≥дник в галуз≥ електрон≥ки, автор понад 100 техн≥чних статтей ≥ 36 патент≥в. ѕрацював понад 40 рок≥в ¤к науковий досл≥дник у лаборатор≥¤х MIT, RCA та ƒ. —арнова. «а своњ усп≥хи ≥ винаходи в≥дзначений к≥лькома американськими та м≥жнародними нагородами ≥ медал¤ми. ƒ≥йсний член Ќ“Ў-ј ≥ член старшого р≥вн¤ м≥жнародноњ асоц≥ац≥њ IEEE.