скачать книгу бесплатно
Темп времени – достаточно устоявшееся в темпорологии понятие. Оно определяет частоту событий в течение некоего определенного промежутка времени, что в элементарном виде представляет собой расстояние во времени от одного события до другого, т. е. внешний по отношению к процессу счет. Введенный же нами темп, напротив, характеризует процесс с точки зрения внутренних свойств временного интервала. Внешний счет времени, который также может здесь использоваться, относится в рассматриваемом случае исключительно к изменениям в процессе, происходящим внутри временного интервала, и не распространяется на события, происходящие за пределами этого интервала. Темп времени в нашей интерпретации – это характеристика движения в интервале от
где t
есть момент окончания движения.
Введение темпа времени позволяет, во-первых, сравнивать между собой процессы одного вида по скорости их протекания и, во-вторых, различать между собой этапы процесса, протекающие в изменившихся по отношению к энергии условиях.
Если
то, сравнивая величину темпа для разных частей интервала, можно понять, насколько прохождение одной части интервала происходит быстрее, чем прохождение другой. Таким образом, кроме величины временного интервала, которая является числом и характеризует продолжительность процесса или его части, у нас появляется еще и скорость, с какой процесс развивается. Но тут необходимо сделать специальную оговорку.
Темп времени, введенный подобным образом, не является еще одним его (времени) измерением, так же как скорость движения не является дополнительным измерением пространства. Хотя это утверждение само по себе является физической банальностью, забвение смысла этого обстоятельства встречается не так редко, как хотелось бы. Попытки сконструировать многомерное время, приспосабливая в виде дополнительных измерений его искусственные характеристики, существуют, и игнорировать их существование было бы безответственно.
Если же
на протяжении всего временного интервала, то сравнение может проходить в интегральной форме, и, сравнивая интервалы T
и T
подобных процессов по величине, можно понять соотносительную скорость прохождения интервала и в том и в другом случае.
Кроме всего изложенного, отсутствие изменений в величине темпа для подобных процессов в различные, далеко отстоящие друг от друга, внешние по отношению к процессам моменты времени, однозначно характеризует постоянство мировых констант в месте, где находятся сами исследуемые процессы. То есть если, например, некий процесс в данный момент времени требует на каждую секунду своей протяженности 20 кДж энергии и эта величина, измеренная в другой момент времени, значительно отстоящий от первого, для аналогичного процесса, не меняется, то мы можем быть уверены в постоянстве мировых констант в месте развития процессов.
Стоит еще раз напомнить, что, когда в последующем мы будем анализировать и сравнивать свойства абсолютного времени и временного интервала, в этом случае речь будет идти исключительно о единичном процессе либо о нескольких единичных процессах, скорость развития которых и характеризует темп времени. Точно так же рассуждения относительно равномерности и непрерывности хода времени внутри временного интервала имеют свое основание в использовании для подтверждения того или иного состояния процесса введенного здесь темпа времени.
4. Временной интервал и реальное время
Как мы уже рассматривали, Ньютон различал абсолютное время, употребляемое им в теоретических исследованиях, и относительное время, применяемое в обычной бытовой практике. И несмотря на то что к относительному времени он подходил несколько скептически, считая его недостоверным, изменчивым и зависящим от случайного произвола, именно оно было для него, как, впрочем, и для нас, единственно существующей реальностью.
И остальных, населяющих Землю людей, прежде всего интересует, что представляет собой именно это бытовое повседневное время, в котором они живут? И хотя некоторые из них, несомненно, интересуются временем, употребляющимся в научных исследованиях, подавляющее большинство, если и задумываются о свойствах времени как такового, имеют в виду в этом случае именно свое частное бытовое время. Существующее представление о нем, сформированное в сознании обычного человека, недалеко ушло от Ньютонового определения абсолютного времени. В соответствии с общепринятым представлением существует независимая, неощутимая, ненаблюдаемая река времени, единственное назначение которой – увлекать в таинственное будущее людей, окружающий их мир, иные миры и всю Вселенную. Ход этой реки равномерен и неостановим. Человеку остается только наблюдать этот ход и пытаться догадаться, откуда взялось это неостановимое, неудержимое и неощутимое время и до каких пор оно будет продолжать свой бег.
Но, как показало наше исследование, у времени, помимо и в противоположность свойствам, которые постулировал Ньютон, обнаружились и другие, первоначально скрытые от нас свойства, исследованием которых мы впоследствии займемся. Однако предварительно нужно заметить следующее. Временной интервал, выражение для которого мы получили из анализа второго закона Ньютона, описывает время, которое можно применять в научных исследованиях, используя его, как и абсолютное время, также и для тех закономерностей, которые не вытекают прямо из второго закона Ньютона. То есть это время есть точно такая же абстракция, как и все иные абстракции, употребляемые вместе с ним в физических зависимостях. Но мы недаром заметили, что законы Ньютона в абстрагированной форме описывают реальные движения в реальном мире и объективно отражают события, в нем происходящие, хотя и в некоторых ограниченных пределах. И те следствия из этих законов, которые мы получили, точно так же, как и их исходные предпосылки, объективно отражают реальные процессы, которые мы можем наблюдать в действительности. Поэтому выражение для временного интервала, полученное из анализа реального движения, хотя и в абстрагированной идеальной форме, во-первых, есть не только чистая абстракция, применяемая для идеального описания этого движения, но и, во-вторых, может представлять собой также и форму описания любого другого реального движения, каким может быть, например, движение реального поезда, если включить в это описание сумму сил реального сопротивления его движению и сумму реально вкладываемой в это движение энергии. Чтобы перейти от абстрактного представления к конкретному бытовому времени, достаточно применить зависимость для временного интервала к решению конкретной бытовой задачи о движении. Таким образом, анализируя далее свойства временного интервала, мы тем самым выявляем свойства реального времени в реальных процессах, происходящих вокруг нас. И, выясняя различные стороны проявления временного интервала при исследовании движения, мы одновременно выясняем свойства реального промежутка времени применительно к реально существующим событиям, происходящим у нас на глазах. Именно поэтому свойства временного интервала, которые мы анализируем, можно перенести на описание времени вообще, так как иного времени, кроме продолжительности единичного процесса, в реальности не бывает.
5. Сравнение свойств абсолютного времени и временного интервала
Прежде чем продолжить анализ и перейти к свойствам абсолютного времени в сравнении со свойствами временного интервала, сделаем необходимые замечания относительно используемой терминологии.
Ситуация во временной механике напоминает ситуацию, существовавшую два с лишним века назад в термодинамике, когда господствующей гипотезой была гипотеза теплорода. Поскольку тепло представляли, как некую особую жидкость, вся терминология была приспособлена к описанию свойств этой жидкости. Достаточно вспомнить теплоемкость, теплопередачу, теплообмен и т. д.
Набор терминов, используемых в темпоральных рассуждениях, сложился под воздействием гипотезы о времени как о псевдоматериальной субстанции, пронизывающей собой всю Вселенную и приводящей в движение все без исключения вселенские процессы. Когда мы произносим термины «время», «во времени», «настоящее», «прошедшее», «будущее», «временной интервал», «промежуток времени» и прочие, подразумевается именно такая гипотеза.
В нашем случае нет смысла изобретать новую терминологию. Нагромождение новых терминов может лишь затруднить практическое применение зависимости для временного интервала. Нужно только помнить, что, используя сложившуюся терминологию, мы на самом деле имеем в виду совсем другое представление о времени. Как уже было сказано, согласно этому представлению носителем времени (временного интервала) является исключительно единичный процесс, длительность которого, выраженная числом, и есть время, о котором мы говорим.
Исходя из такого представления, мы и будем там, где это необходимо, пользоваться ранее употреблявшимися терминами.
Как уже выяснено, время есть свойство движения материи. Поскольку понятие движения есть абстрактное обобщение совокупности процессов, постольку понятие процесса есть конкретное выражение движения. Этот термин, употребляющийся повсеместно, в нашем случае пока означает единичный акт движения механического. А так как механическое движение представляет собой основу, на которой развиваются более сложные процессы, то всеобщность полученной зависимости для временного интервала нисколько не умаляется узостью этого термина. Впоследствии будет показано, что и для более сложных процессов время выражается сходной зависимостью. И термин «процесс» приобретет тогда иное, широкое или даже всеобщее, значение.
Термин «единичный» в простых случаях понятен интуитивно, но тем не менее нужно определить ту грань, за которой процесс можно считать единичным, даже если он представляет собой незначительный элемент бесконечной совокупности процессов либо выглядит для наблюдателя как конечный результат их совместного действия. В нашем случае таким процессом можно назвать лишь тот, у которого можно выделить момент начала
в собственном времени процесса хотя бы теоретически и для которого среди параметров, его характеризующих, найдется хотя бы один, не совпадающий с параметрами находящихся в непосредственной близости аналогичных процессов. Кроме того, само понятие единичного процесса является относительным и зависит от точки зрения и параметров решаемой задачи. Так, например, тот же полет космической ракеты можно в некоторых случаях считать единичным процессом, а в других – их совокупностью.
Точно также, когда мы говорим о времени развития процесса в отдельной части или же во Вселенной в целом, мы считаем эту часть или всю Вселенную развивающейся как единичный процесс и соответственно этому производим подсчёт вложенной энергии и сопротивления рассматриваемому процессу развития.
Единичный процесс есть процесс физический, реальный независимо от того, выступает ли он как движение материального тела, горение свечи или вращение Земли вокруг Солнца. Его длительность может находиться в пределах от условно нулевой до условно бесконечной. У такого процесса можно наблюдать его стадии, или ступени, которые могут быть естественно выделенными, как, например, разделение ступеней космической ракеты, если рассматривать ее полет как единичный процесс, или существовать лишь в нашем воображении, как при инерциальном движении тела. В любом случае движение процесса от его начала к концу происходит таким образом, что уже пройденные стадии, если процесс необратим, как, например, горение свечи, становятся несуществующими, оставляя после себя некие изменения в окружающей среде, а еще не пройденные стадии являются ненаблюдаемыми, потенциально существующими, так как процесс еще не вызвал их к жизни. Наблюдаемым является лишь текущий момент развития процесса. Конечно, абстрактно мы вполне можем себе представить свечу сгоревшей до конца, хотя она не сгорела еще и наполовину. На практике же мы, хотя и наблюдаем весь ход процесса, при необходимости оперируем обычно его длительностью, то есть отмечаем начало процесса и его завершение. Но если говорить о длительности как о динамической характеристике, то можно заметить ее особенность, соответствующую ходу процесса и заключающуюся в том, что как прошлое, так и будущее существуют лишь в сознании наблюдателя. Прошлое в памяти сохраняется как воспоминание о реально произошедшем, будущее – как прогноз. В реальности существует лишь настоящее, которое в отсутствии наблюдателя не фиксирует момента своего движения относительно начала и окончания процесса. Как писал Т. Гоббс: «…только настоящее имеет бытие в природе, прошедшее имеет бытие лишь в памяти, а будущее не имеет никакого бытия». Настоящее длится для этого процесса, пока он существует. Процессы начинаются, заканчиваются, переходят из одной формы движения в другую, но всегда в существовании материи есть одно только настоящее. И это настоящее вечно в пределах наивысшей длительности, которая может существовать в природе, – длительности существования Вселенной. Лишь наблюдатель вносит в наблюдаемое движение различение прошлого, настоящего и будущего. Только в сознании наблюдателя сохраняются уже прошедшие стадии процесса, и только в нем конструируются в виде предсказаний или нового знания моменты процесса, которым еще только предстоит осуществиться. То, что на практике рядом существует начало одного процесса, середина второго и окончание третьего, ничего не добавляет к положению, что существует лишь настоящее, которое складывается из начала первого процесса, середины второго и окончания третьего. Объективно существует лишь движение материи, которое всегда происходит сейчас – в настоящем. И это настоящее длится до тех пор, пока существует Вселенная. Образно выражаясь, можно сказать, что настоящее есть миг перехода из прошлого в будущее, но этот миг для Вселенной длится вечно.
То, что настоящее есть реально существующее и всеобъемлющее состояние для любого процесса, для их совокупности или для всей Вселенной, отнюдь не означает, что оно неподвижно и статично. Так как материя обладает свойством непрерывного развития, структура процесса, его наблюдаемое состояние непрерывно изменяется по мере этого развития и расходования вложенной энергии. Иногда оно развивается едва заметно, иногда как бы «несется вскачь», но никогда не застывает навсегда. И в отсутствии наблюдателя ситуация эволюционирует тем же самым образом, каким она эволюционирует в его присутствии, когда в настоящем через некоторое время оказывается середина первого процесса, окончание второго и начало четвертого.
Заметим еще раз в скобках, что обратимые процессы, которые обычно принимают за один процесс, на самом деле слагаются из разных единичных составляющих, идущих во временном отношении в одну сторону, одни из которых дают протяженность прямого развития процесса, а другие, являющиеся продолжением первых, но не сводящиеся к ним, генерируют его обратный ход.
К сказанному необходимо добавить ещё одно замечание. Следует различать единичные и элементарные процессы. Если понятие единичного процесса весьма относительно и охватывает весь набор изменений от простейшего движения изолированного материального тела, до развития всей Вселенной в целом, то понятие элементарного процесса есть движение, для которого невозможно выделить составные части этого движения, независимо от его длительности или от того, относится ли оно к макромиру или микромиру. Такое движение, даже если оно впоследствии неоднократно повторяется, всегда происходит в виде элементарного одноразового акта и не имеет внутри себя стадий или ступеней.
Для термина «независимый» необходимо сделать специальное замечание. Этот термин, конечно же, в действительности является чистой абстракцией. В природе нет независимых процессов. Всякий из них обусловлен многочисленными внешними и внутренними обстоятельствами. Но при теоретическом исследовании мы вынуждены рассматривать какую-то часть движения, отвлекаясь от второстепенных связей ее с остальной природой. Поэтому условная «независимость» процесса получает тем самым право на существование.
Кроме этого, в нашем исследовании часто употребляется термин «инерциальный». Здесь он имеет два отличающихся значения, разграничение которых, мы надеемся, не вызовет больших затруднений. В первом случае речь идет о движении по инерции, то есть в соответствии с первым законом Ньютона. Во втором случае этот термин употребляется для обозначения движения, хотя и под действием силы, но таким образом, что сторонняя энергия, вкладываемая в процесс, впоследствии может быть полностью из него извлечена, в отличие от случая реального расходования ее в процессе.
И нужно отчетливо представлять, что мы фактически имеем два разных представления о времени. Ньютоново абсолютное время, не имеющее никаких свойств, кроме длительности, успешно применяется в научном исследовании и по сей день. Мало того, оно специально «сконструировано» для употребления именно в научных исследованиях. Все впечатляющие результаты, полученные земной наукой за века ее существования, получены именно при применении абсолютного времени с его равномерностью, непрерывностью и однородностью.
Другое же представление о времени, которое мы рассматриваем, характеризует его реальную физическую природу и позволяет, кроме всего прочего, объяснить некоторые феномены, которые с помощью концепции абсолютного времени объяснить принципиально невозможно.
Рассмотрим теперь последовательно девять свойств из четырнадцати, присущих Ньютоновой концепции, с тем чтобы, во-первых, выяснить природу каждого свойства и, во-вторых, определить, каким набором их обладает выведенная нами зависимость для временного интервала.
5.1. Всеобщность
В концепции абсолютного времени всеобщность принимается как интуитивно понятное свойство, поэтому не нуждающееся в толковании и объяснении. Поскольку считается, что вся материя погружена во время, сцеплена с ним и движется вместе с ним из прошлого в будущее, то всеобщность времени, пронизывающего собой любые процессы, подразумевается до тех границ, до которых простирается известная нам материя. Во всяком случае, до границ, если таковые отыщутся в нашей Вселенной.
И хотя сама по себе картина времени – псевдоматериального, ненаблюдаемого, неощутимого, но пронизывающего собой непонятным способом всю известную материю и, сверх того, приводящего ее в неодолимое однонаправленное движение – выглядит чудеснее, чем первый акт творения, содержание ее было принято исследователями на вооружение без малейшей критики и до сих пор не подвергалось сомнению.
Когда же, в соответствии с выведенной зависимостью, мы упраздняем абсолютное время как всеобщее, всеобщность для временного интервала тем не менее остается, причем в тех же границах. Там, где есть материя, существует и ее движение. Но каждый элемент этого движения, т. е. процесс, имеет свою, характерную только для него, продолжительность. Поэтому в пределах нашей Вселенной везде есть место временному интервалу, определяемому ранее представленным выражением.
Особо следует сказать о ходе часов в различных точках мирового пространства. То есть, как получается, что для классической механики все часы в любой точке мирового пространства показывают одно и то же время, хотя единого и всепроникающего хода времени не существует и река времени течет только в нашем воображении. Здесь может быть только один ответ на весьма непростой вопрос – это происходит потому, что все без исключения часы, которые мы себе воображаем или реально используем, мы сами заставляем отсчитывать одно и то же время. Во-первых, применяются одни и те же единицы масштаба, во-вторых, часы, использующиеся в одном и том же процессе, но в разных его отрезках, старательно синхронизируются. Точно так же синхронизируются часы, показания которых относятся к разным, независимым процессам, находящимся в отдалении друг от друга. В-третьих, погрешность хода с каждым новым поколением часов стремительно уменьшается, поэтому, несмотря на то что все механизмы разные, отсчет времени они ведут практически одинаково, при этом любые отклонения от установленной синхронности немедленно устраняются. А в человеческом восприятии, даже если этот человек занимается разработкой физической теории, ситуация всеобщей синхронизации отражается в виде единого всепроникающего времени. Наиболее наглядным примером такой синхронизации можно считать настройку корабельного хронометра, который до эпохи спутников и глобальной связи синхронизировался с подобным же механизмом в порту отплытия со всей возможной тщательностью. В ту пору можно было бы сказать, что в любой точке мирового океана ход абсолютного времени одинаков, хотя приносил его туда запущенный в порту процесс.
И даже если в эксперименте или теоретическом исследовании мы вынуждены делать пересчет времени при сравнении процессов в разных и весьма отдаленных точках мирового пространства, этот пересчет мы все равно делаем по отношению к нашим часам, также тщательно синхронизированным с остальными существующими. Также заметим в скобках, что вся эта синхронизированная система отсчета времени, состоящая из миллиардов индивидуальных часов, по определению может функционировать автономно и независимо ни от каких внешних воздействий.
5.2. Бесконечность
Конечность времени предполагает завершение по ее осуществлению всех процессов, то есть пресловутый «конец света». Поэтому бесконечность его в наших глазах служит гарантией неуничтожимости материи, которая может, как полагают, лишь переходить из одного состояния в другое. Потому и абсолютное время может быть лишь бесконечным. Оно неизвестно, когда появилось, и неизвестно, когда закончится. Физическим основанием для подобной абстракции можно считать существование в реальности процессов, длительность которых несравнимо больше длительности человеческой жизни.
Локальный временной интервал в нашем понимании, напротив, может иметь любое значение: от нулевого до бесконечного. Тем самым всякие рассуждения о начале времени становятся несущественными, поскольку точку начала любого движения можно принять за начало временного интервала. Если энергия, вкладываемая в момент времен
бесконечно велика, то, согласно полученной зависимости, время протекания процесса будет равно нулю. Если энергия, участвующая в процессе, равна нулю, время его будет равно бесконечности. В реальности же всегда есть какая-то, пусть весьма малая, энергия, движущая процесс, и, как бы велика вложенная энергия ни была, она всегда имеет конечное значение. Поэтому и реальный временной интервал всегда будет не равным нулю и не бесконечно большим.
Случай же, когда энергия точно равна нулю, следует рассмотреть особо. Такой случай имеет двойственную природу. Когда энергия не вкладывается, но и не расходуется, то есть некое движение, равносильное покою (движение по инерции), не получает дополнительной сторонней энергии (то есть именно эта энергия для идущего процесса точно равна нулю), а сопротивления движению нет, временной интервал равен бесконечности и процесс длится вечно. То есть для возникновения процесса, конечно, необходимо было вложение энергии. И сопротивление изменениям в нем тоже при этом присутствовало, что соответствовало определенному временному интервалу. Но если в некоторых случаях вложенная энергия заканчивается, становится равной нулю при одновременном исчезновении сопротивления движению, то движение продолжается уже как движение по инерции. Что соответствует бесконечному временному интервалу. Приближенным к этому случаю будет движение некрупного астероида в пространстве между звездами, т. е. вдалеке от тяготеющих масс. Или вращение планет вокруг звезды. Такое движение если не вечно, то продолжается сравнительно долго без всяких изменений. Ньютон, как известно, в своем главном сочинении рассматривал в основном именно такие движения. Отсюда становится понятным, почему Ньютоново абсолютное время не только бесконечно, но и ни от чего не зависит.
Аналогичная ситуация наблюдается и в том случае, когда вкладываемая в процесс энергия точно равна работе сил сопротивления, что можно условно считать за отсутствие вкладываемой в движение сторонней энергии, хотя она реально и тратится на обеспечение движения. Движение в этом случае продолжается до тех пор, пока энергия вкладывается. И если она вкладывается практически бесконечно, то и движение может продолжаться в той же степени бесконечно.
Во втором случае вложенная энергия равна нулю, потому что данный процесс еще не начинался. Значит, соответствующий временной интервал также не начинался и потому может условно считаться равным нулю. Сколько времени такая ситуация продлится, зависит не от величины самой энергии, а от сопутствующих процессу обстоятельств. То есть зависит от длительности других процессов. Так, например, придет ли в движение камень, лежащий на склоне горы, зависит от той подготовительной работы, которую должны проделать изменения температуры, вода и ветер, и, хотя камень уже обладает потенциальной энергией, она окажется вложенной в процесс лишь тогда, когда указанные факторы смогут его запустить. Аналогично выглядит ситуация со спонтанной радиоактивностью. Сторонняя энергия уже вложена в ядро радиоактивного элемента, но процесс самопроизвольного распада начнется лишь тогда, когда для этого созреют условия внутри ядра. Что это за условия и какие факторы запускают процесс, мы пока не знаем. Но несомненно, что при развитии процесса сторонняя энергия некоторой своей частью будет потрачена непосредственно в самом процессе, а некоторую ее часть унесут с собой продукты распада ядра.
Что касается кванта времени, то этот вопрос будет обсужден позже, в соответствующем разделе.
Но не только энергия определяет длительность (конечность или бесконечность) временного интервала. Сопротивление изменениям в процессе (инерция) равно влияет на нее. При бесконечно большой инерции время протекания процесса также будет бесконечно большим. При нулевой – равно нулю. Таким образом, возможно любое значение временного интервала, то есть конечность и бесконечность (в ограниченном, конечно, смысле) существуют рядом, дополняя и поддерживая одна другую, что мы и наблюдаем в действительности. В общем смысле время протекания единичных процессов будет существовать, пока существует та форма Вселенной, которую мы наблюдаем.
5.3. Неуничтожимость
Под неуничтожимостью времени в Ньютоновой концепции понималась наша неспособность повлиять на равномерный и всеобщий ход времени. Но, кроме этого, существует еще одна сторона неуничтожимости, вытекающая из его псевдоматериальности. Если время вечно и вечно течет в сторону больших значений, то что происходит с прошедшими его периодами? Если они уничтожаются, то каким образом? Если они остаются неизменными, то значит ли это, что все прошедшие с начала времен события остаются навечно зафиксированными в прошлом как реальности? Иными словами, куда исчезает уже прошедшее время? Если время – река, то где ее истоки и куда она течет?
Вразумительно ответить на эти и другие аналогичные вопросы нет никакой возможности. Противоречивая сущность Ньютоновой концепции не позволяет этого сделать.
Если же взять анализируемое выражение для временного интервала, то легко увидеть, что такое время может быть, как неуничтожимым, так и уничтожимым. Все зависит от того, какой именно процесс мы рассматриваем. С нашей точки зрения, совокупное движение во Вселенной – процесс неуничтожимый, во всяком случае до тех пор, пока существует сама Вселенная. Поэтому время во Вселенной также неуничтожимо. Но вот движение поезда и соответствующий ему временной интервал вполне уничтожимы одним движением руки машиниста. Следует только обратить внимание на то обстоятельство, что уже прошедшая часть временного интервала уничтожению не поддается, во-первых, так как она прежде уже была осуществлена и, следовательно, уже принципиально не наблюдаема, а во-вторых, так как она оставила изменения в самом процессе и в среде, где он происходил. И лишь в нашем сознании она остается неизменной и сохраненной на любое потребное для нас время.
5.4. Неощутимость
Для абсолютного времени неощутимость является таинственным, но, несомненно, генетически принадлежащим ему качеством, поскольку оно находится в том же ряду, что и бесконечность, неуничтожимость, независимость, неизменность. Это качество прямо соответствует всеобщности и независимости абсолютного времени и лишь дополняет их как обязательное проявление идеальности. Кажется совершенно естественным, что «другая материя», хотя и взаимодействующая с материей нашего мира в любой его точке, не должна обнаруживать свое присутствие в силу своей полной независимости от любых процессов, которые она увлекает в неизвестное будущее своим неотвратимым односторонним движением.
Когда же мы рассматриваем временной интервал, то становится ясно, что неощутимость обусловливается нематериальностью самого времени. Поскольку наблюдаемым, ощутимым является исключительно сам единичный процесс, то само по себе свойство этого процесса, заключающееся в его продолжительности, не ощущается нами изолированно, а лишь через изменения, создаваемые, во-первых, самим исследуемым процессом, и, во-вторых, через изменения, происходящие в процессах, формирующих и поддерживающих существование нашего тела. Пресловутое «ощущение времени», присущее некоторым представителям рода человеческого, как раз и основывается на изменениях, создаваемых процессами, происходящими в центральной нервной системе и сопутствующих им процессах в периферийных органах. Таким образом, хотя времени самого по себе мы не ощущаем, изменения, происходящие в нас самих и окружающем нас мире, позволяют опосредованно судить о его течении с достаточной долей определенности.
5.5. Подвижность
Всеобщее абсолютное время, по Ньютону, «протекает». Почему оно течет, из самого определения времени, как мы уже отмечали, понять невозможно. Это свойство принимается аксиоматически лишь потому, что в окружающей нас действительности всегда происходят одни и те же изменения – рождение, развитие, смерть. Этот порядок остаётся неизменным на протяжении тысячелетий, и ни разу за всю историю наблюдений последовательность стадий не была нарушена. Поэтому наблюдаемая последовательность событий, их течение трансформировались в нашем сознании в непреодолимое и непрерываемое течение времени. Стало общепринятым считать, что это время заставляет все явления и материальные сущности развиваться так.
Когда же мы рассматриваем временной интервал, то становится понятным, что течение времени есть не что иное, как развитие процесса. Именно из-за того, что вложенная в процесс сторонняя энергия побуждает его к развитию, а сопротивление этому развитию не дает процессу развиться мгновенно, появляется время, которое течет из-за того, что протекает генерирующий время процесс.
Таким образом, мы выяснили, что в действительности не время пронизывает материю и влечет ее в неизвестное будущее, а материя (процесс), развиваясь, генерирует время.
5.6. Однонаправленность
Всеобщее абсолютное время, как принято считать, не просто течет, а течет строго в одну сторону: из прошлого в будущее. Почему оно так течет, из самого определения времени также понять невозможно. Это свойство принимается аксиоматически тоже лишь потому, что всякое развитие в природе происходит в смысле времени лишь в сторону его больших значений. И направленность событий на протяжении тысячелетий наблюдения также ни разу не была нарушена.
Однако в физических законах, опирающихся на концепцию абсолютного времени, как уже отмечалось выше, на его однонаправленность ничто не указывает. Множество законов, если не все, оказываются Т-инвариантными. Между тем при попытке представить обратный ход физических процессов, исследователи сразу натыкаются на парадоксы. Например, никто никогда не видел, чтобы теплая вода в стакане самостоятельно разделилась на две части – горячую и холодную, хотя законы движения это не запрещают. То есть физические законы предполагают изотропность времени, хотя из практики точно известно, что время анизотропно. Способ обойти это противоречие, когда ненаблюдаемые события относят к статистически маловероятным, сам по себе неубедителен и теоретически малосостоятелен. Поэтому вопрос о том, почему в реальных условиях время однонаправленно, а выведенные с его использованием законы Т-инвариантны, остается невыясненным.
Перейдем теперь к интерпретации времени в виде временного интервала. В этом случае двойной знак перед квадратным корнем в выражении для временного интервала показывает, что в природе, то есть в известной нам Вселенной, до тех границ, где мы можем определить применимость второго закона Ньютона, существуют два направления процессов и соответствующих им временных интервалов. То есть процессы могут идти как из нашего прошлого в наше будущее, так и из нашего будущего в наше прошлое.
Во многих рассуждениях о Т-инвариантности физических законов предполагается, что по течению времени в соответствии с формулировками этих законов можно передвигаться с равным успехом как из прошлого в будущее, так и из будущего в прошлое. Причем в первом случае процесс протекает нормально, а во втором – инверсно. Потом рассматриваются различные парадоксы, возникающие именно в этом случае. Но знак минус перед значением временного интервала ничего не меняет в самой структуре зависимости. Значит, процесс принципиально не может идти инверсно. Когда процесс движется по другой временной ветви, он сохраняет свое нормальное строение и протекает как обычно, с той только разницей, что развивается из нашего будущего в наше прошлое. Таким образом, парадоксы обратного хода устраняются, но появляются свойства, пока непонятные наблюдателю, время которого течет из нашего прошлого в наше будущее, при наблюдении процессов, идущих во встречном времени. Вопрос заключается также и в том, можем ли мы хотя бы в принципе наблюдать из нашего времени встречное течение процессов?
Что касается самой однонаправленности, то в случае единичного процесса отсутствие в его течении скачков в противоположных временных направлениях вполне согласуется со вторым началом термодинамики, причем как для плюс-, так и для минус-времени. При этом не возникает никаких парадоксов, так как согласно закономерности для временного интервала, в нашей Вселенной существует два независимых встречных направления возрастания энтропии. Отсюда появляется возможность ответить и на вопрос: почему известные физические законы, в целом правильно описывающие реальный мир, находятся в абсолютном противоречии с реальностью, когда речь заходит о Т-инвариантности.
Реальное физическое время (продолжительность реальных процессов) действительно однонаправленно и двигаться по нему вспять невозможно. А Т-инвариантность физических законов вытекает из существования во Вселенной двух независимых ветвей развития процессов, направленных во времени навстречу друг другу.
Эти ветви объединены только в абстракции, в физических законах. Эти законы не различают временные направления потому, что они сформулированы не только для нашего мира, а сразу для всей Вселенной, которая состоит из двух самостоятельно существующих, но взаимосвязанных и взаимодействующих образований. На практике же каждая временная ветвь в реальности и по отдельности однонаправленна, и лишь совместно обе они обеспечивают Т-инвариантность физических законов.
5.7. Необратимость
Необратимость абсолютного всеобщего времени есть частный случай его неуничтожимости. То есть равномерный непрерывный ход его мы не можем ни остановить, ни повернуть вспять.
Когда же мы рассматриваем свойства временного интервала в нашем понимании, то на первый взгляд это свойство упраздняется, а существование двух встречных Т-ветвей подтверждает возможность обратного хода процесса. Кажется, что процесс легко обратить вспять, поскольку существующие физические законы этого не запрещают, а зависимость для временного интервала прямо предоставляет возможность для обратного хода времени.
Но на самом деле необратимость присутствует и в нашем случае – она определяется вторым началом термодинамики: обратить реальный процесс, не вкладывая в него дополнительной энергии, из-за неизбежных энергетических потерь при его протекании невозможно. Поэтому, когда мы обращаем процесс вспять, мы просто прекращаем первоначальный процесс и начинаем новый, вкладывая в него эту дополнительную энергию. Но оба процесса будут в смысле времени протекать в одном направлении. Когда же мы переходим на другую ветвь протекания процессов (теоретически, конечно), с другим направлением движения к возрастанию энтропии, необратимость временного интервала сохраняется и там. Все происходит точно так же, как и в первом случае, несмотря на то что направление «хода» времени (протекания процесса) меняется на обратное.
5.8. Определенность
В случае абсолютного времени определенность есть возможность измерения временной длительности. Следует уточнить, что в этом случае означает выражение «измерить время». Если придерживаться концепции всеобщего, абсолютного времени, которое пронизывает собой все процессы и приводит их в движение, то нужно признать возможной абсурдную ситуацию, когда стрелки часов движет не вкладываемая в механизм энергия часовой пружины, а, наоборот, часовая пружина имеет возможность раскручиваться только потому, что ход времени увлекает за собой весь часовой механизм, приводя его в движение. Ситуация, напоминающая Птолемееву систему, когда Солнце вращается вокруг Земли, потому что ангелы катят его по орбите.
Измерить время в этом случае значит определить, насколько ход времени раскрутил предварительно заведенную пружину, подсчитав количество оборотов стрелок часов.
Но если мы переходим к временному интервалу в нашем понимании, то ситуация ставится с головы на ноги. В самом деле, существует некий единичный процесс; пусть это будет прямолинейное движение тела. Измерить его длительность внутри самого процесса, как известно, невозможно. Единственная возможность сделать это – сравнить его с другим процессом. То же самое, что измерить расстояние между двумя точками, например, на плоскости. Берется посторонний предмет, длина которого принимается за единицу масштаба, и прикладывается к измеряемому объекту.
Когда мы измеряем длительность временного интервала, таким предметом чаще всего является равномерный и непрерывный (в ограниченном, конечно, смысле) процесс. А поскольку нам необходимо иметь еще и единицу измерения продолжительности процесса, то для ее создания приходится чаще всего выбирать процесс периодический, принимая за такую единицу один период или его часть. Вид применяемого процесса при этом не играет никакой роли. Важно лишь удобство его использования при счете времени. Поэтому раннее развитие механики решило эту задачу с помощью создания часового механизма. Поскольку равномерное и непрерывное движение есть простейший вид движения, то воспроизвести его с помощью механизма значительно проще, чем какой-нибудь более сложный вид. Периодичность же процесса позволяет значительно упростить создание единицы масштаба. Линейный процесс тоже можно приспособить для измерения времени, если каким-то образом уметь поделить его на части. В Античности таким процессом служило истечение жидкости из сосуда через небольшое отверстие, а в Средние века для этого наносили на свечи полоски-метки через равные расстояния.
Следует также заметить, что время генерируется любым процессом, то есть движением. С этой точки зрения нет никакой разницы между, скажем, движением поезда и движением шестеренок часового механизма. И тот и другой процесс равно генерируют время. И сами по себе в отсутствие наблюдателя эти процессы как факты генерации времени совершенно равноценны. Другое дело, когда наблюдатель выделяет некий процесс и хочет изучить его или хотя бы определить, каким именно образом можно его использовать. То есть встает вопрос об измерении времени. И тогда какой именно процесс принять за измеряемый, а какой – за измеряющий, зависит исключительно от произвола наблюдателя. Можно измерять время движения поезда при помощи движения стрелок часов, но можно и наоборот: измерять время движения часовых стрелок при помощи движения поезда, что в принципе одно и то же. В подобном случае на первый план выступает лишь удобство применения процесса для счета времени с точки зрения наблюдателя. И хотя разные по характеру процессы будут по-разному генерировать или измерять время, использование того или иного из них для временного счета всегда определяется его – наблюдателя – произволом.
Но для наблюдателя, в силу направленности его интереса, между понятиями «генерировать время» и «измерять время» существует определенное отличие. С точки зрения генерации любой процесс, чья длительность не равна нулю, время генерирует. Но генерирует его в виде безликой неопределенной и неотличимой от характеристик других процессов продолжительности. Пока в безбрежный океан различных продолжительностей не вмешивается наблюдатель, все они равноценны между собой как источники длительностей. Неравноценными они становятся лишь внутри определенной совокупности процессов, в результате протекания которых происходят изменения в окружающей нас реальности, но сами по себе, безотносительно к исходу развития этой совокупности, они ничем не отличаются друг от друга. И лишь когда наблюдатель вмешивается в ход исследуемого процесса, измеряя продолжительность его путем сравнения с продолжительностью эталонного, лишь тогда эта продолжительность превращается в известное нам, «постигаемое чувствами» время как мера этой продолжительности.
Итак, стрелки часов под действием часовой пружины равномерно и периодически обходят циферблат, который, в свою очередь, поделен на части, и тем самым позволяют «прикладывать» один такой оборот или его часть к процессу движения тела. Считая число оборотов стрелок, мы измеряем время протекания исследуемого процесса в заранее обусловленных нами единицах. Никакой мистики и никаких ангелов для этого не требуется.
С повышением точности часов неопределенность, которая присутствует в каждом реальном измерении, может быть сделана сколь угодно малой.
Несмотря на некоторое количество условностей, сопровождающих измерение времени, зависимость для временного интервала позволяет сделать вывод о его определенности, не прибегая к внешним способам измерения, так как определить его величину можно измерением других величин: массы, расстояния между двумя точками в пространстве, приложенной силы либо энергии в целом.
Поэтому можно считать, что определенность временного интервала в нашем понимании внутренне присуща ему, так как она присуща самому единичному процессу.
5.9. Аддитивность
В применении к абсолютному времени аддитивность заключается в одноразмерности при определении временных промежутков. Это требование означает, что часы, которые применяются для определения времени, должны иметь одинаковую разметку, одинаковую скорость хода и сравнимую точность. Тогда сложение временных промежутков сводится к простой математической операции. Именно это мы и наблюдаем на практике.
Но требования такого рода в Ньютоновой концепции вытекают из нелепого для часовых дел мастера представления, что часы изготавливаются одинаковыми потому, что в любой точке Вселенной ход времени одинаков и, чтобы механическая система точно его отражала, требуется, чтобы все часы были бы идентичными или, по крайней мере, близкими к такой идентичности.
Когда же мы переходим к временному интервалу в рассматриваемом нами виде, достаточно иметь только выбранную систему единиц, одинаковую для всех единичных процессов. Тогда сложение интервалов можно проводить абстрактно, без измерения каждого интервала, вычислив все необходимые значения из характеристик генерирующих их процессов. Конечно, и в этом случае никто не мешает нам производить измерения их с помощью одинаковых периодических процессов (часов), но такая операция в данном случае не является обязательной. Опять можно отметить, что аддитивность внутренне присуща временному интервалу, если мы складываем интервалы сходных по характеру процессов.
Остальные свойства абсолютного времени – независимость, неизменность, непрерывность, равномерность, однородность – требуют отдельного рассмотрения.
6. Теория действительного аргумента
Следующие пять свойств абсолютного времени: независимость, неизменность, непрерывность, равномерность, однородность – образуют особую группу, связанную не столько с мировыми константами, сколько со способом отображения физической реальности в научном исследовании.
Вся проблема тут распадается на два больших вопроса. Во-первых, как в нашем сознании сформировалось представление о том, что у абсолютного времени существуют эти свойства? Путем каких представлений или умозаключений мы пришли к выводу, например, что оно однородно? И, во-вторых, какие особенности научного метода вызвали интуитивную уверенность в том, что все пять вышеуказанных свойств обязательно должны быть отражены в формальном представлении реальных физических процессов?
Поэтому рассмотрим все эти свойства абсолютного времени и определим, какими из них либо противоположными им обладает выведенная нами зависимость для временного интервала.
6.1. Независимость и неизменность
«…без всякого отношения к чему-либо внешнему…» – утверждает Ньютон. И это странно, так как на практике время, как никакой другой параметр, зависит от принятой системы единиц. Сами единицы временного масштаба, которые применялись уже при его жизни, говорят об этом. В сутках двадцать четыре часа. Час делится на шестьдесят минут, минута – на шестьдесят секунд. Такой способ счета достался нам от жителей древнего Вавилона и, не будь этой преемственности, давно был бы заменен более удобным десятичным счетом. Относительность способов измерения времени и зависимость их от случайных обстоятельств налицо, но тем не менее абсолютное время, по Ньютону, независимо. Объяснение этому феномену можно найти лишь в том, что в классической механике нет необходимости соотносить время с каким-либо другим параметром. Зависимость, изменяемость времени не только не применяется в системе законов Ньютона, но и намеренно исключается из этой системы потому, что может исказить или замаскировать действие других составляющих движения. Время служит в ней всеобщим аргументом и не нуждается в иных атрибутах, кроме длительности, которая реализуется через движение в сторону больших значений со строго постоянной скоростью. То есть, конструируя свои законы, Ньютон сознательно очистил время, употреблявшееся в его выкладках, от любых, кроме равномерного и одностороннего хода, отношений с материей, свойства которой фигурировали в этих законах, оставив ему одну лишь длительность. А поскольку сконструированное Ньютоном время вместе с другими параметрами движения впоследствии породило определенную форму физического научного знания, то и все последующие научные изыски были построены на этом фундаменте.
Построения Эйнштейна, наделавшие столько шума, лишь слегка подкорректировали Ньютонову картину мира, но при этом вовсе не изменили взгляда на свойства абсолютного времени. Эйнштейн вовсе не собирался предлагать что-либо новое, поскольку для решения задач, которые он перед собой поставил, вполне достаточно было применить Ньютонову концепцию, если ее слегка модернизировать. В своей статье «К электродинамике движущихся тел» Эйнштейн пишет: «Если в точке А пространства помещены часы…» и далее «1) если часы в В идут синхронно с часами в А…». Заметим, что в разные точки пространства он помещает часы, измеряющие все то же Ньютоново абсолютное время. Везде, где упоминаются часы, речь идет о воспроизводимом ими периодическом процессе, т. е. фактически Эйнштейн манипулирует не временем реальных физических процессов, а его аналогом, каким является ход часов. Кстати, сам он вовсе не скрывает этого обстоятельства и везде говорит не о времени вообще, а о ходе часов как механизма для измерения времени. Далее он показывает, что это время (или то, что он принимает за всеобщее время, – длительность изолированного периодического процесса, организованного с помощью примитивного механизма) все же изменяется в зависимости от условий движения, но по-прежнему остается Ньютоновым – в целом равномерным и однородным, которое по неким законам локально изменяет свой бег, согласуя его со скоростью движения. В «Сущности теории относительности» он замечает, что «физической реальностью обладают не точка пространства и не момент времени, когда что-либо произошло, а только само событие». Может показаться, будто он понимает, что существует только единичный процесс и временной интервал. Но тут же, поясняя свою мысль, он заявляет о новом абсолютном параметре, включающем время и пространство. «Нет абсолютного (независимого от пространства отсчета) соотношения в пространстве, и нет абсолютного соотношения во времени, но есть абсолютное (независимое от пространства отсчета) соотношение в пространстве и времени…». От того, что к абсолютному времени он добавляет еще и абсолютное пространство, абсолютность времени в любом смысле в его построениях вовсе не устранена. Далее, в общей теории относительности он заставляет время изменяться уже в согласии с силой тяготения в изменяющемся пространстве, но во всем остальном это все то же абсолютное время. То, что у Эйнштейна оно несколько «обстрижено», сути дела не меняет, так как остальных его свойств теория не касается. Мало того, когда используется пространственно-временной континуум, Ньютонов взгляд на время проглядывает изо всех положений этого построения. И хотя Эйнштейн и предупреждает, что время всего лишь число, у Минковского тем не менее подразумевается, что время – некая особая форма псевдоматерии, составляющая в совокупности с пространством неразрывное единство, которое вместе с остальной материей и есть наша Вселенная. То есть абсолютное время, изменяясь в угоду Эйнштейну под воздействием материи, остается для нее по-прежнему чем-то внешним, но, несомненно, одноранговым ей. Здесь противоречивость Ньютонова абсолютного времени находит свое крайнее выражение, так как от времени, составляющего вместе с пространством четырехмерный континуум, требуется уже даже не псевдо, а самая обычная материальность.
Если же перейти к временному интервалу, свойства которого мы здесь рассматриваем, то изменяемость, зависимость от параметров движения выступает с отчетливой наглядностью.
Временной интервал принципиально зависим и изменяем. Поскольку условия протекания процесса в реальности, как правило, меняются, то и длительность временного интервала меняется соответственно.
Причем для того чтобы обнаружить эту изменяемость, вовсе не обязательно переходить в движущуюся систему координат. Все изменения возможно наблюдать в одной и той же неподвижной системе.
