Этот подход совершенно отличен от несколько заурядной роли, которая отводится времени в квантовой механике, где оно не более чем один из параметров – число, которое подставляется в уравнение. Если мы знаем, каково было состояние системы в некий момент времени t>1, то можем рассчитать ее состояние в любой другой момент времени t>2 и так далее. Можно двигаться и в обратном направлении; зная состояние системы в более поздний момент времени t>2, мы можем вычислить ее состояние в более ранний момент времени t>1. Стрела времени в квантовой механике имеет обратимый характер.
В термодинамике у времени появляется еще один смысл. Здесь оно не является ни параметром, ни измерением – оно становится необратимой стрелой, направленной из прошлого в будущее, в сторону увеличения энтропии.
Многие физики считают, что в один прекрасный день нам удастся свести воедино все три понимания времени. Ведь мы еще не услышали последнего слова в области квантовой механики, поскольку до сих пор полностью не понимаем, каким образом детерминированные уравнения, которые описывают динамику квантового состояния (притом что время может течь в обоих направлениях), соотносятся с необратимым, однонаправленным процессом измерения. Стремительно развивающаяся квантовая информационная теория подсказывает нам, что то, каким образом развивается и взаимодействует с окружением квантовая система, очень похоже на то, как нагретый предмет передает свое тепло в более прохладную окружающую среду. Это, возможно, сблизит квантовую механику и термодинамику.
Один эксперимент, проведенный в 2018 году в Австралии, в Университете Квинсленда, ярко продемонстрировал, насколько загадочно все это выглядит на квантовом уровне, – ведь события там происходят не в причинно-следственном порядке. По сути, в физике причинно-следственные отношения означают, что если событие А происходит до события В (в определенных временных рамках), то А, возможно, повлияло или даже вызвало событие В. Однако событие В никак не могло повлиять или вызвать событие А. На квантовом же уровне, как было показано, эта логическая цепочка оказывается нарушенной. Это привело некоторых физиков к выводу, что на квантовом уровне стрела времени на самом деле не существует; она представляет собой подвижную характеристику, которая проявляется, только когда мы уменьшаем масштаб до макроуровня.
Однако именно поиск решения, как же согласовать два первых основных закона физики, целый век занимал умы многих ученых. Некоторые посвящали всю жизнь тому, чтобы попытаться свести квантовую механику и общую теорию относительности к одной всеобъемлющей теории квантового притяжения. Этому единению двух важнейших идей в физике ХХ века и посвящена следующая глава.
