Пространства-времени не существует, но это полезная структура для понимания нашей реальности

Вопрос о том, существует ли пространство-время, не кажется ни спорным, ни концептуально сложным, учитывая определения «пространства-времени», «событий» и «моментов». Идея о существовании пространства-времени не более состоятельна, чем устаревшее представление о небесной сфере ^[1]: обе эти идеи являются ориентированными на наблюдателя моделями, которые мощны и удобны для описания мира, но ни одна из них не представляет саму реальность.

Тем не менее, с точки зрения современной физики ^[2], философии ^[3], популярной науки ^[4] и распространённых тем в научной фантастике ^[5], утверждение, что пространства-времени не существует, является спорным.

Но что это был бы за мир, если бы в нём всё, что когда-либо происходило или произойдёт, каким-то образом «существовало» в виде ткани пространства-времени?

События — это не места

Легко представить, что прошлые события — например, потеря зуба или получение хороших новостей — где-то существуют. Художественные изображения путешествий во времени подчёркивают это ^[6]: путешественники во времени изменяют события и нарушают временную линию, как если бы прошлые и будущие события были местами, которые можно посетить с помощью нужных технологий.

Философы тоже часто говорят подобным образом. Этернализм ^[7] утверждает, что все события во все времена существуют. Теория растущего блока предполагает, что прошлое и настоящее существуют, а будущее возникнет. Презентизм ^[8] гласит, что существует только настоящее, тогда как прошлое существовало, а будущее будет существовать, когда наступит. А общая теория относительности ^[9] представляет четырёхмерный континуум, который изгибается и искривляется — и мы склонны представлять этот континуум событий как реально существующий.

Путаница возникает из-за определения слова «существовать». Применительно к пространству-времени его некритически применяют к математическому описанию происшествий — превращая модель в онтологическую теорию о природе бытия.

Тотальность

В физике пространство-время ^[10] — это непрерывное множество событий, происходящих во всём пространстве и времени — отсюда до самой далёкой галактики, от Большого взрыва до далёкого будущего. Это четырёхмерная карта, которая фиксирует и измеряет, где и когда всё происходит. В физике событие — это моментальное происшествие в определённом месте и в определённое время.

Момент — это трёхмерная совокупность пространственно разделённых событий, которые происходят «одновременно» (с обычной оговоркой относительности, что одновременность зависит от относительного состояния покоя наблюдателя).

Пространство-время — это совокупность всех событий, которые когда-либо происходят.

Это также наш самый мощный способ каталогизировать мировые события. Эта каталогизация незаменима, но слова и концепции, которые мы для этого используем, имеют значение.

В трёх измерениях пространства существует бесконечно много точек, и в каждый момент времени, с течением времени, в каждом месте происходит уникальное событие.

Расположение во времени

Физики описывают автомобиль, движущийся прямо с постоянной скоростью, с помощью простой диаграммы пространства-времени ^[11]: положение по одной оси, время — по другой. Моменты складываются вместе, образуя двумерное пространство-время. Положение автомобиля — это точка внутри каждого момента, и эти точки соединяются, образуя мировую линию — полную запись положения автомобиля на протяжении временного интервала, наклон которой является скоростью автомобиля.

Реальное движение гораздо сложнее. Автомобиль едет по вращающейся Земле, которая обращается вокруг Солнца, которое, в свою очередь, обращается вокруг центра Млечного Пути, дрейфующего через локальную Вселенную. Для построения положения автомобиля в каждый момент в конечном счёте требуется четырёхмерное пространство-время.

Пространство-время — это карта, показывающая, где и когда происходят события. Мировая линия — это запись каждого события, которое происходит на протяжении всей жизни человека. Ключевой вопрос заключается в том, следует ли говорить, что карта — или все события, которые она объединяет разом — «существует» в том же смысле, в каком существуют автомобили, люди и места, в которые они направляются.

Объекты существуют

Подумайте о том, что означает «существовать ^[12]». Объекты, здания, люди, города, планеты, галактики существуют — они либо являются местами, либо занимают места, сохраняясь там в течение промежутков времени. Они продолжают существовать, несмотря на изменения, и с ними можно сталкиваться повторно.

Обращение с происшествиями как с вещами, которые существуют, привносит путаницу в наш язык и концепции. При анализе пространства-времени, существуют ли события, моменты, мировые линии или даже само пространство-время в том же смысле, что и места или люди? Или будет точнее сказать, что события «происходят» в существующем мире?

С этой точки зрения, пространство-время — это карта, которая фиксирует эти события, позволяя нам описывать пространственные и временные отношения между ними.

Пространства-времени не существует

События не существуют, они «происходят». Следовательно, пространства-времени не существует. События происходят повсюду на протяжении всей жизни Вселенной, и возникновение события категориально отличается от существования чего бы то ни было — будь то объект, место или концепция.

Во-первых, нет никаких эмпирических доказательств того, что какое-либо прошлое, настоящее или будущее событие «существует» так же, как вещи в окружающем нас мире существуют. Для проверки существования события как текущего объекта потребовалось бы нечто вроде машины времени, чтобы отправиться и наблюдать его сейчас. Даже события в настоящем нельзя назвать некими существующими вещами.

В отличие от них, материальные объекты существуют. Парадоксы путешествий во времени основаны на ложной предпосылке, что события существуют как места, которые можно посетить снова. Признание категориальной разницы между событием и существующим объектом разрешает эти парадоксы.

Во-вторых, это признание переосмысливает философию времени ^[13]. Многие дискуссии последнего столетия трактовали события как вещи, которые существуют ^[14]. Философы затем сосредотачиваются на их временных свойствах: является ли событие прошлым, настоящим или будущим? Произошло ли это событие раньше или позже того?

Эти обсуждения опираются на предположение, что события — это существующие вещи, которые обладают этими свойствами. Отсюда всего один шаг до вывода, что время нереально или что течение времени — это иллюзия, на основании того, что одно и то же событие можно обозначать по-разному с разных точек зрения. Но онтологическое различие было утеряно ^[15] уже в самом начале: события не существуют, они происходят. Время (прошедшее, настоящее, будущее) и порядок следования — это описание того, как происшествия соотносятся внутри существующего мира, а не свойства неких реально существующих объектов.

Наконец, рассмотрим относительность. Это математическая теория ^[16], которая описывает четырёхмерный пространственно-временной континуум, а не теория о четырёхмерной вещи, которая «существует» — и которая, в ходе своего собственного существования, искривляется и изгибается под действием гравитации.

Концептуальная ясность

Физика не может фактически описать само пространство-время как нечто, реально существующее, равно как и объяснить любые изменения, которые оно может испытывать как существующая вещь.

Пространство-время даёт мощное описание того, как события происходят: как они упорядочены друг относительно друга, как измеряется развёртывание последовательностей событий и как измеряются длины в разных системах отсчёта. Если мы перестанем говорить, что события — и пространство-время — существуют, мы вернём концептуальную ясность, не пожертвовав ни одним предсказанием.