Анизотропность времени и проблема обратимости механики

В отличие от пространства, время не изотропно: направления «по течению» времени и «против течения» не эквивалентны. Повседневный опыт убеждает нас, что многие процессы в мире необратимы. Каждому приходилось наблюдать, как стакан падает со стола, разбивается, а вода из него разливается по полу. Однако никто еще не видел, чтобы осколки стакана сами по себе срослись, и в него собралась разлитая по полу вода. Такое бывает только в кино, пущенном задом наперед. Однако если бы время было изотропно, то и падение стакана со всеми последствиями, и обратный процесс должны были бы случаться одинаково часто.

Если бы время было изотропно, то, по теореме Нётер, должен был бы иметь место закон сохранения соответствующей физической величины. Поскольку же такой симметрии нет, то эта величина сохраняться не должна. «За­кон несохранения», обусловленный анизотропностью времени, действительно существует (п. 4.4, рис. 2.2 на) и играет важную роль в современной эволюционной картине мира.

Одна из наиболее принципиальных проблем, с которой столкнулась механическая картина мира, заключалась в том, что уравнения механики инвариантны относительно обращения времени: если в них заменить t на –t, их вид не изменится. Другими словами, с точки зрения механики любой процесс может идти с равным успехом как в прямом, так и в обратном направлении. В чисто механических задачах это не вызывает возражений. Нетрудно представить, что если в один прекрасный момент изменить скорости всех планет Солнечной системы на противоположные, то планеты начнут двигаться по тем же орбитам, только в противоположном направлении.

Однако при попытке распространить механические закономерности на всё происходящее, возникает противоречие между обратимостью «механического мира» и необратимостью многих процессов в мире реальном. Можно согласиться, что обращение скоростей планет пустит их по собственным орбитам вспять, но гораздо труднее представить, как при этом из современных планет могла бы вновь образоваться газопылевая туманность, давшая когда-то начало Солнечной системе. Противоречащая опыту обратимость механики стала одним из наиболее весомых аргументов против механической картины мира.