Призрак обратимости
Мы привыкли, что яйцо разбивается, а не собирается обратно. Мы привыкли, что молодость уходит безвозвратно. Мы возвели Второе начало термодинамики в абсолют, назвали его "стрелой времени" и смирились. Но что, если наше смирение - это просто капитуляция перед сложностью? Что, если необратимость - это всего лишь иллюзия, порожденная нашей неспособностью уследить за танцем миллиардов миллиардов частиц?
Давайте совершим интеллектуальную провокацию. Давайте допустим, что в основе всего лежит механика. Самая настоящая, классическая, ньютоновская механика, где для каждого движения есть симметричный обратный ход. Только механика эта скрыта от нас за семью печатями масштабов.
Глава 1. Лестница в бесконечность: Мир как матрешка
Идея о том, что материя организована иерархически, стара как мир. Ещё Анаксагор в V веке до нашей эры утверждал, что в каждой частице, какой бы малой она ни была, "есть города, населённые людьми, обработанные поля, и светит солнце, луна и другие звёзды, как у нас". Это не просто поэтический образ. Это - принцип бесконечной вложенности.
Вспомним историю науки. В начале XX века ирландский учёный Фурнье Д'Альб предположил, что иерархическая лестница уходит не только в космос (супрамир), но и внутрь материи (инфрамир). Он вычислил удивительное число - 10²². Именно во столько раз звезда больше атома. И точно в такое же количество раз, по его мнению, звезда супрамира больше нашей звезды. Получается бесконечная череда самоподобных миров.
Чуть позже Карл Шарлье развил эту мысль, пытаясь спасти классическую космологию от фотометрического парадокса. Он показал, что если Вселенная устроена иерархически (звёзды образуют галактики первого порядка, те - второго и так до бесконечности), то парадоксы исчезают. И хотя современная космология пошла другим путём (путем Общей теории относительности), сама идея фрактальной Вселенной, развитая затем Бенуа Мандельбротом, никуда не делась. Она ждала своего часа.
А теперь зададим крамольный вопрос: а что, если квантовый уровень - это не дно? Что, если электрон, кварк или преон - это всего лишь "атомы" для следующего, неизвестного нам уровня материи?
Глава 2. Термодинамическая иллюзия или как мы приняли сложность за закон
Больцман гениально догадался: необратимость - это статистика. Когда мы бросаем монетку, мы не знаем траектории её полёта. Когда мы нагреваем газ, мы не следим за каждой молекулой. Энтропия растёт не потому, что так велят законы движения, а потому что беспорядочных состояний просто намного больше, чем упорядоченных.
Это работает на молекулярном уровне. А почему это не может работать на уровнях более глубоких?
Представьте себе океан. Мы видим волны (это наш макромир). Мы не видим каждую молекулу воды (микромир). Но если мы углубимся внутрь молекулы, там тоже бушуют свои страсти - свои "волны" и "океаны".
Если наша реальность - это матрёшка миров, то каждый уровень иерархии подчиняется своей статистике. То, что для нас является фундаментальным нарушением T-симметрии (необратимости) в слабых взаимодействиях, для гипотетического наблюдателя с более глубокого уровня может быть обычным термодинамическим процессом, просто "шумом" сложной механической среды.
Современная наука уже нашла намёки на это. В 1992 году физики показали, что в квантовых теориях возможно нарушение четности и обратимости времени. Сам вакуум, эта "пустота", может оказаться сложнейшей механической конструкцией, которая на нашем уровне проявляется как нарушение симметрии времени.
Глава 3. Т-симметрия: Крошка, которая держит небо
Физики обнаружили, что в некоторых процессах время ведёт себя несимметрично. Прямой процесс идёт чуть-чуть иначе, чем обратный. Этот эффект микроскопически мал, но он есть. Это называют "фундаментальным нарушением".
Но давайте мыслить в рамках эфиродинамики. Что, если так называемое "фундаментальное" нарушение - это на самом деле статистический выброс? Если наша "квантовая реальность" - это лишь проекция процессов, происходящих в более глубокой и сложной механической среде (эфире), то любые нарушения симметрии - это просто "память" о тех колоссальных степенях свободы, которые мы не учитываем.
Точно так же, как в термодинамике мы не знаем импульса каждой молекулы, в квантовой теории мы не знаем состояния каждой частицы эфира. Мы усредняем, мы сглаживаем. И в этом усреднении рождается кажущаяся необратимость.
Этот подход обладает колоссальной объяснительной силой. Он объединяет разрозненные области науки:
- Термодинамика (работает на молекулярном уровне)
- Квантовая механика (работает на атомном и субатомном уровне, но является статистикой эфира)
- Космология (работает на галактическом уровне)
Три кита, стоящие на одной плите - механике бесконечно вложенной материи.
Глава 4. Техника будущего: Энергия без границ
А теперь самое сладкое. Если наша гипотеза верна, если все природные процессы в своей глубине обратимы, то мы получаем ключ к двери, за которой нет недостатка энергии.
Второе начало термодинамики запрещает вечный двигатель второго рода - машину, которая могла бы полностью преобразовывать теплоту в работу, не отдавая часть "холодильнику". Этот запрет основан на том, что энтропия замкнутой системы не убывает.
Но!
Во-первых, как мы выяснили, энтропия - понятие статистическое. А статистика, как известно, допускает флуктуации. Чем сложнее система, тем флуктуации меньше, но они есть. В бесконечно вложенной иерархии миров вероятность такой флуктуации, которая обратит время вспять локально, пусть и исчезающе мала, но не равна нулю.
Во-вторых, и это самое главное: если мы научимся "нырять" между уровнями материи, мы сможем обходить термодинамические запреты так же, как обходит их природа в квантовых фокусах.
Пример из сегодняшнего дня.
В 2017 году ученые из МФТИ под руководством Гордея Лесовика сделали то, что ещё недавно считалось ересью. Они создали теоретическую модель устройства, которое формально нарушает второе начало термодинамики. Используя квантовые эффекты, они показали, как можно "телепортировать" энтропию за пределы рабочей системы. То есть увеличить упорядоченность рабочего тела.
Да, критики справедливо заметили, что для работы такого двигателя нужно охлаждать установку извне, то есть система не является полностью замкнутой. Но это лишь подчёркивает главное: границы системы условны. То, что нельзя сделать внутри одного уровня иерархии, можно сделать, подключив следующий уровень.
Представьте:
Мы стоим на пороге эпохи, когда человечество научится не сжигать уголь или делить ядра, а извлекать энергию из самого порядка, из структуры вакуума. Если T-симметрия нарушается статистически, значит, существуют условия, при которых она восстанавливается. Значит, можно построить машину, которая будет "перематывать" энтропию назад локально, черпая энергию из гигантского резервуара обратимых процессов.
Это не просто утопия. Это - логическое следствие принятия иерархической модели мира. Если время обратимо в фундаменте, значит, нет принципиальных препятствий для создания устройств с КПД, стремящимся к 100%, а в перспективе и к вечным двигателям второго рода.
Заключение. Надежда как физическая величина
Мы стоим перед выбором.
Первый путь - признать необратимость фундаментальной, смириться с тепловой смертью Вселенной, с исчерпанием ресурсов, с конечностью всего сущего. Это путь отчаяния, замаскированный под науку.
Второй путь - признать, что наше знание неполно. Что за квантовой завесой скрывается бесконечный механический театр, где время течёт вспять так же легко, как вперёд. Что статистика - это всего лишь статистика, а закон - это всего лишь наше сегодняшнее невежество.
История учит нас: эфир отвергли не потому, что доказали его отсутствие. Эфир отвергли, потому что не смогли вписать его в прокрустово ложе теорий начала XX века. Но идея иерархической материи выжила. Она ждала.
Если материя бесконечно вложена, если каждый уровень - это лишь новый виток статистики, если обратимость - это истина, а необратимость - иллюзия, то перед человечеством открываются горизонты, о которых мы даже не мечтали.
И в этом смысле надежда - это не просто эмоция. Это физическая величина. Она равна вероятности того, что мы сможем однажды заглянуть за горизонт нашего уровня и увидеть там вечное движение, вечную жизнь и вечную энергию.