На лужайке Эйнштейна. Что такое ничто, и где начинается всё - Гефтер Аманда

От: Майкл Бонд

Кому: Аманда Гефтер

Тема: New Scientist

Здравствуйте, Аманда,

Вам пишет редактор отдела комментариев и мнений журнала New Scientist. Майкл Брукс рекомендовал мне обратиться к Вам как к прекрасному специалисту. В конце апреля одна из сотрудниц отдела уходит в декретный отпуск на шесть месяцев, и я ищу, кто мог бы работать на ее месте в течение этого периода. Может ли Вас заинтересовать такое предложение? Работа обычная и предполагает редактирование, написание текстов и интервьюирование по различным темам отдела комментариев и мнений. Работа в лондонском офисе.

Вот как? Работа редактора в журнале New Scientist? Мы только что выработали стратегию охоты за реальностью, и теперь мне предлагают свою пресс-карту? Черт возьми, да, мне было интересно! Я начала сочинять ответ. Пока я набирала текст, я заметила что-то краем глаза. На прекрасном деревянном полу, между одноместным диваном и миниатюрной раковиной, была поставлена ловушка с клеем, и из этой ловушки торчал одинокий серебристый хвост.

Глава 7

Как разрезать мир на части

Как только моя рабочая виза была готова, началось мое полугодовое погружение в редакцию New Scientist. Момент для этого был идеальным: в конце апреля закончились мои занятия, и у меня оставалось несколько месяцев исключительно для работы над диссертацией.

В свой первый день на работе я обошла офис редакции, чтобы познакомиться со всеми редакторами и журналистами. С каждой новой встречей я чувствовала себя все более и более обескураженной. В свои двадцать пять лет я оказалась самым молодым редактором, причем с заметным отрывом. У всех был диплом по какой-либо научной специальности или по научной журналистике, не говоря уж о британском акценте, из-за которого все, что они говорили, звучало намного умнее. Все они прошли стажировку в редакциях ведущих газет и научных журналов и получили опыт общения с учеными либо в полевых, либо в лабораторных условиях. Заложив надежный фундамент, каждый из них начал свой путь наверх. Мне же пока удалось только побывать на паре конференций и написать несколько статей. Мне предстояло в кратчайшие сроки показать, на что я способна.

Казалось, все шло отлично, но каждое утро, когда я скромно входила в офис, дежурный неизменно поднимал на меня взгляд и спрашивал: «С вами все в порядке?» Он казался довольно доброжелательным, но причина его беспокойства была мне непонятна, поэтому я отвечала: «Да», – а затем добавляла: «Ну, возможно, я немного не выспалась сегодня», или «Было трудно добираться на работу сегодня», или «Меня преследовал целый отряд невидимых крыс». Он вежливо, но натянуто улыбался, а я проходила к своему рабочему столу, недоумевая, не цвет ли моей рубашки вызывал его беспокойство.

Лишь по прошествии многих недель работы одним прекрасным утром я оказалась в нескольких шагах позади другого редактора. «С вами все в порядке?» – услышала я вопрос дежурного, обращенный к ней. Она ответила: «А с вами все в порядке?»

Я прибавила шагу и, догнав ее, спросила:

– Извините, что это все значит?

– Что именно?

– Он спросил, все ли с вами в порядке, а вы в ответ спросили, все ли в порядке с ним самим.

Она рассмеялась.

– Это просто такое выражение. Приветствие. Это похоже на… – она постаралась подобрать американский аналог, – на «Как дела?» – «What's up?».

– О-ох.

– А что, в Америке это не одно и то же?

– Нет, – сказала я. – Вы спросите «С вами все в порядке?», увидев, как кто-то, споткнувшись на высоких каблуках, рассыпал по тротуару тампоны из сумочки. «С вами все в порядке?» означает: «Вы абсолютно не выглядите, как человек, у которого все в порядке».

Она снова рассмеялась, и мы продолжили наш путь к нашим рабочим столам. Я села за стол. Было приятно узнать, что со мной, оказывается, все было в полном порядке, но теперь меня стали немного беспокоить некоторые из моих предыдущих ответов.

На следующее утро я открыла большую стеклянную дверь и, направившись к стойке дежурного, сделала глубокий вдох. Я чувствовала себя во всеоружии.

Дежурный поднял голову и улыбнулся:

– С вами все в порядке?

Я открыла рот, чтобы повторить эту фразу в ответ на его вопрос, но просто не смогла этого сделать. Отвечать на вопрос таким же вопросом было слишком необычно для моего небольшого разговорного опыта. Вместо этого я, немного приподняв вверх подбородок, ответила:

– Да. А как дела?

Он улыбнулся, но по-прежнему во всем этом было что-то не то.

Между тем, мне пора было выбирать тему дипломной работы. Я знала, что для меня это хорошая возможность глубоко вникнуть в какой-нибудь конкретный вопрос. Это было как раз то, за чем я приехала в Лондон. Мне нужно было сделать выбор.

Отсеивая различные идеи, я все время возвращалась к теме стрелы времени. Мы много обсуждали загадку стрелы времени на занятиях по философии статистической механики. В теории Эйнштейна время и пространство присутствуют на равных условиях, сшитые вместе в одну большую модель блочной Вселенной. Почему же тогда мы можем двигаться назад в пространстве, но не можем во времени? Теория относительности не дает ответа на этот вопрос, и физика элементарных частиц также здесь беспомощна. Законы физики, которые описывают взаимодействие частиц, работают одинаково вперед и назад во времени. Если частицы не видят стрелу времени, почему мы должны ее видеть?

Необходимо иметь какую-то глобальную асимметрию, на которую можно было бы прикрепить стрелу времени. К счастью, такая имеется: энтропия никогда не уменьшается. Как энтропия, так и стрела времени существует только на макро-уровне в нашем мире, а не в микромире элементарных частиц. Часто говорят, что энтропия описывает меру беспорядка, но в принципе, как я узнала, это мера скрытой информации. Если вы хотите описать физическую систему, скажем газ в объеме, то у вас есть два варианта. Вы можете проследить постоянно изменяющееся положение и импульс каждой из отдельных молекул газа, или же вы можете просто взять средние значения. Среднюю скорость перемещения молекул газа называют его температурой, среднюю скорость изменения импульса – давлением. Температура и давление – эти два числа, как значок на посылке, указывающий на ее содержание, кодируют информацию о постоянно меняющемся микросостоянии системы.

Существует огромное число различных возможных микроскопических состояний, которые, усредняясь, дают одни и те же макроскопические величины. Чем больше количество микроскопических возможностей, тем труднее нам угадать, какая из них была реализована, а значит, менее точны наши знания о микросостоянии и выше энтропия системы. В этом месте в игру вступает беспорядок – существует гораздо больше микроскопических конфигураций, совместимых с «неупорядоченным» состоянием, чем с «упорядоченным». Бесчисленные конфигурации молекул H2O соответствуют луже воды; гораздо меньшее их количество соответствуют сложно устроенным кристаллам льда. Лужа – это что-то более беспорядочное: мы имеем меньше информации о ее скрытом внутреннем устройстве, поэтому в ней больше энтропия. А энтропия подразумевает тепло.

На первый взгляд это кажется странным. Почему недостаток информации проявляет себя как нечто физическое, как тепло? «Может ли собственное невежество сжечь нас в буквальном смысле слова?» – записала я в своем блокноте. Такое вполне возможно – не будем забывать, о каких масштабах идет речь! Температура не относится к краеугольным характеристикам реальности – она возникает как коллективное свойство большого количества частиц на макроскопическом уровне. У отдельной молекулы нет температуры. Так что если вы выберете для исследования системы, состоящие из отдельных молекул, о температуре можно не думать. Усредните микроскопическую информацию, полученную в результате наблюдения за кишащим роем молекул, и вы получите тепло. Все дело в размерах – выберете побольше, и сможете выменивать информацию на температуру.