Исчезнувшее время

Елена Конева

Исчезнувшее время

Служба времени

Станислав Борисович вел по коридору института Егора, с интересом заглядывавшего во все открытые двери. Он не торопил юношу, но слегка недоумевал:

– Никогда такого раньше не было, чтобы к нам на практику отправляли школьников.

Егор улыбнулся:

– Мы же будущие студенты. Нас стимулируют к поступлению в высшие учебные заведения.

– Так институт времени обучением не занимается.

– А вдруг кто-нибудь из старшеклассников заинтересуется вашей тематикой и определит свой жизненный путь.

Егор внезапно остановился около одной из дверей.

– Ого, какая махина! Неужели сейчас делают такие огромные приборы?

– Это почитаемая реликвия – самый первый генератор колебаний. Он, конечно, не мал, но сейчас его аналог умещается на ладони.

– А что за колебания он генерировал? – полюбопытствовал юноша. – Как они связаны со временем?

Станислав Борисович взглянул на него с некоторым удивлением.

– А у тебе есть какое-то представление о способах измерения времени? – спросил он.

– Надо сказать – очень смутное.

– Тогда давай сначала поговорим о тумане твоих представлений, а потом я отвечу на вопрос.

– Давайте. Туман в голове надо рассеивать. Насколько я понимаю, измерение времени – это задача астрономическая.

– Допустим. И как же астрономы его измеряют?

– Они основываются на вращении нашей планеты вокруг собственной оси. Земля вращается, а нам кажется, что вокруг нас движется небесный свод. Астрономы выбирают на нем какую-нибудь звезду с известными характеристиками и наблюдают за ее полным оборотом.

– И что они получают в результате?

– Длительность секунды.

– Почему именно секунды?

– Через нее же все остальные единицы времени определяются. Минута – это 60 секунд, час – 3600 секунд, сутки – 86400 секунд.

– Хорошо, пусть будет так. А тебе известно, что Земля вращается вокруг своей оси неравномерно?

– Неужели? Вы хотите сказать, что она то ускоряется, то замедляется?

– Да – из-за разных процессов, которые происходят в ее раскаленных глубинах.

– Но тогда получается, что и реальная секунда становится то длиннее, то короче?

– Именно. И ты дал весьма удачное определение – «реальная секунда».

– Значит, есть еще секунда идеальная?

– Есть. И генератор колебаний имеет к ней непосредственное отношение.

– Можно, я выскажу некоторые дилетантские соображения? – спросил Егор.

Станислав Борисович кивнул.

– Возьмем, к примеру, обычные электронные часы. В них есть маленький кристалл кварца, который пульсирует, как сердце. Я, конечно, знаю, что этот кристалл сжимается и разжимается под воздействием электрического тока, но мне проще представить себе его таким образом.

– Отличный образ. Продолжай развивать свою мысль.

– Кристаллическое сердце бьется, и нам точно известно, сколько его ударов происходит за одну секунду.

– За одну идеальную секунду, заметь. Ты ведь уже пришел к выводу, что реальная секунда непостоянна.

– Действительно. Но ведь эта идеальная секунда каким-то образом соответствует реальной?

– Конечно.

– Кажется, я догадываюсь. Реальные секунды можно усреднить. Тогда мы получим одно-единственное значение.

– Направление мысли верное. Реальные секунды действительно усреднили и получили длительность идеальной секунды. А потом встал вопрос: «Как эту идеальную секунду технически осуществить наиболее точно?»

– Но ведь мы с вами об этом только что говорили! – тут же отреагировал Егор. – Разве кристаллические часы не осуществляют идеальную секунду? Отстучало сердце кристалла нужное количество раз – и секундная стрелка механизмом часов сдвигается на одно деление. Отстучало оно еще столько же раз – и сдвиг происходит на следующее деление.

– Но обрати внимание на акцент в моих словах. Я сказал: «Осуществить идеальную секунду наиболее точно».

Подумав мгновение, Егор предположил:

– Наверное, вы хотите сказать, что кристалл может постареть и его сердце начнет сбоить. А в результате наши часы начнут убегать или отставать.

– Если убегут твои или мои часы, это не страшно. Но очевидно, что должен быть какой-то непогрешимый эталон, который не может позволить себе такое поведение.

– Это мне понятно. Сердце идеальных часов должно работать безукоризненно, чтобы мы всегда могли с ним свериться.

– И таким идеальным сердцем обладает атом. Он пульсирует равномерно миллионами лет, не сбиваясь ни на мгновение. Мне понравился предложенный тобой образ сердца, хотя, конечно, физические процессы, которые происходят в атомных часах, много сложнее.

– Об атомных часах я слышал. И теперь мне понятно, к чему вы меня хотите подвести. В атомных часах, прежде чем перевести секундную стрелку на одно деление, отсчитывают определенное количество ударов сердца атома. А атом стареет не так быстро, как кристалл кварца, и его сердце работает более стабильно.

– Вот ты и ответил на вопрос, какие колебания производит наш генератор – атомные. И мы действительно, как и в случае кристалла кварца, знаем, сколько атом должен отстучать, чтобы это соответствовало длительности идеальной секунды.

Станислав Борисович вдруг оживился:

– А ты знаешь, чему равно число таких ударов, отмечающих одну секунду? Оно превышает девять миллиардов.

– Вот это скорость сердцебиения! – Егор был изумлен.

– И за функционированием таких атомных часов следит служба времени. А теперь пойдем в мою лабораторию, – слегка подтолкнул юношу Станислав Борисович. – Расскажу тебе о тех задачах, которыми в этом институте занимаюсь я.

Быстропротекающие процессы

– Ты правильно сказал, что такие единицы времени, как минута, час, сутки, определяются через понятие «секунда». А ты знаешь, что через это же понятие определяются единицы времени и в другую сторону – в направлении уменьшения длительности?

– Конечно. Есть миллисекунды и микросекунды. Миллисекунда – это одна тысячная часть секунды. А микросекунда – одна миллионная.

– А еще есть наносекунды, пикосекунды, фемтосекунды, аттосекунды, зептосекунды, йоктосекунды.

– Ой-ой-ой! – замотал головой Егор. – Хотя в принципе понятно. Каждая следующая единица в тысячу раз меньше, чем предыдущая.

– Совершенно верно. И область моих интересов начинается с пикосекунд.

– Для меня это что-то невообразимое.

– Это и понятно. Люди не реагируют на изменения в окружающем, которые происходят даже за микросекунды.

– А вы можете дать мне хоть какой-то образ, чтобы я мог понять, о чем идет речь?

– Попробую. Ты можешь вообразить себе автотрек?

– Конечно. И гоночные автомобили – тоже.

– Представь, что ты и еще четверо твоих друзей находитесь на трибуне этого стадиона и у каждого из вас есть аппарат для съемок происходящего. Но ваши аппараты не одинаковы – они настроены на разную частоту съемки.

– Я догадался, что это за частоты, – сказал Егор. – Один аппарат делает снимки каждую секунду, второй – каждую миллисекунду, третий, четвертый и пятый – каждую микро-, нано- и пикосекунду соответственно.

– Догадался ты правильно. Но, предположив возможность такой съемки, мы уже допустили элемент фантастики, так как аппараты, которые способны делать снимки каждую наносекунду, а тем более пикосекунду, еще не созданы.

– Но ведь наша цель – составить хоть какое-то представление об этих единицах времени, поэтому будем считать, что такие аппараты существуют.

– Хорошо. Итак, вы – это пятеро фотографов на автотреке, по которому со скоростью 360 километров в час носится гоночный автомобиль. Пусть каждый из вас сделает своим аппаратом 144 кадра этого болида, а потом объединит их в видео в соответствии со стандартом кино. Это означает, что скорость показа будет 24 кадра в секунду и каждое из пяти видео вы будете смотреть в течение шести секунд.

– Здорово! Пусть я буду тем, чей фотоаппарат делал снимки каждую секунду. За 144 секунды я сделал 144 кадра, а потом собрал их в видео. И что же я увижу на нем? Так как по условию задачи гоночный автомобиль перемещается на 100 метров в секунду, то за время моей съемки он промчался примерно четырнадцать с половиной километров. Вот это его движение по кругам трека и отразит мое видео.

– Все точно. Можешь переходить ко второму видео.

– Мой товарищ сделал 144 кадра за 144 миллисекунды. За время его съемки автомобиль проехал примерно четырнадцать с половиной метров (вспоминаем, что миллисекунда в тысячу раз меньше секунды). Значит, на втором видео мы будем видеть, что автомобиль перемещается хоть и не со скоростью черепахи, но очень медленно.

– Так оно и есть. Давай теперь к микросекундам.

– За 144 микросекунды автомобиль переместился примерно на четырнадцать с половиной миллиметров.

– И что тогда мы увидим на третьем видео?

– Автомобиль практически стоит на месте! И весь мир вокруг него тоже остановился.

– Замечательный вывод. Переходи к четвертому видео.

– Но дальше и так все понятно. Мы по-прежнему будем видеть автомобиль, стоящий на месте.

– Не совсем так. На уровне наносекунд макромир в виде отдельных объектов просто исчезнет из видимости. Мы будем наблюдать уже не объекты, а те вещества, из которых они состоят.

– Но что же тогда будет на пятом видео?

– На пятом видео ты, наконец-то, узришь движение атомов, о которых мы сегодня много говорили. То атомическое сердцебиение, которое ты предположил, можно будет увидеть воочию.

Егор был ошеломлен.

– Вот бы все это действительно увидеть. Но вы же сказали, что аппаратов, делающих снимки каждую пикосекунду, еще нет?

– Нет. Но кое-что все-таки посмотреть можно.

Станислав Борисович усадил Егора перед экраном небольшого устройства.

– Это моя разработка. Здесь смоделированы процессы, происходящие в некотором химическом растворе за микро-, нано- и пикосекунды. С фемто- и аттосекундами я тоже работаю, но модели для этих режимов пока еще находятся в стадии отладки. Вот это – переключатель. Сейчас выбирай режим микросекунд, а потом постепенно двигайся на другие уровни.

Егор полностью сосредоточился на появившемся изображении. При просмотре модели пикосекундного диапазона у него закружилась голова. Он машинально вывернул переключатель до максимума и, как бы вытягиваясь и покидая тело, увидел неподвижного Станислава Борисовича, замершего на полуслове с вскинутой правой рукой.

Прабабушка

Среди цветущих деревьев стояла улыбающаяся молодая женщина.

– Оля, это ты? – неуверенно спросил Егор.

Он не мог употребить слово «прабабушка», или даже «бабушка», так как это совсем не соответствовало виду женщины.

– Это я, – ответила она.

– Я видел тебя на старой фотографии. Ты на ней точно такая же, как сейчас.

– Здесь все постепенно молодеют, так как внешний вид приходит в соответствие с внутренним состоянием.

Егор вдруг забеспокоился.

– Оля, я что – умер?

– Нет-нет! – засмеялась женщина. – Ты просто перенес фокус сознания в тонкую сферу.

Егор все еще сомневался.

– Сейчас я развею твои опасения, – сказала прабабушка. – Ответь мне на такой вопрос. Когда ты перемещался сюда, ты видел какие-нибудь картины из своей жизни?

– Нет. У меня началось головокружение – и почти сразу я увидел тебя.