Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Экзамен на «Homo Sapiens – II». От концепций естествознания ХХ века – к естествопониманию
Поляков В. И.,
2.1.2. Относительность и «рождение» времени
Конец ХIХ и начало ХХ века считаются периодом революции в естествознании. Эта революция - результат развития абстрактного математического описания природных явлений, заложенного Ньютоном. «Ньютону, Лапласу, Максвеллу, Пуанкаре, Эйнштейну, Минковскому, десяткам и сотням других первопроходцев в науке казалось, что объективная гармония Мира и многообразие Вселенной постигается и раскрывается в первую очередь через математическую теорию, красоту вычислений и архитектурную стройность формул» [20].
Красоту и логику формул, абстрагированных от Природы вряд ли можно считать естествознанием, но именно в этом направлении пошло развитие науки в ХХ веке. Немецкий математик и физик Герман Минковский (1864-1909) предложил описывать события четырьмя числами: тремя пространственными координатами x, y, z и четвёртой - временем - t. При этом, для представления такого четырёхмерного мира как непрерывного геометрического пространства, подобного пространству Эвклида, необходимо было ввести аналогичную пространственным координатам мнимую величину ict, где i = √-1 - мнимая единица, не существующее число, а c - скорость света. Пространство Минковского легло в основу теории относительности.
Лавры главного творца революции в физике обычно приписывают А. Эйнштейну (1879-1955). Лауреат Нобелевской премии И. Пригожин писал: «Эйнштейн, приняв, что окружающий нас мир действительно иллюзорен, поставил перед собой задачу сформулировать законы, которые превратили бы этот мир в прозрачную умопостигаемую Вселенную, очищенную от всего, что так или иначе влияет на человеческую жизнь, будь то память о прошлом или предчувствие будущего» [64]. Иллюзорность различия между прошлым и будущим выражена в особенности математического описания, в котором время входит в фундаментальные законы физики от классической динамики до теории относительности и квантовой физики так, что не содержит в себе различия между прошлым и будущим. Из восприятия времени как переменной (координаты) следовала возможность движения вперёд и назад и возможность отрицательной части в шкале времени. Если возможно движение из прошлого в будущее, то возможно и обратное из настоящего или будущего - в прошлое. Такое представление для многих физиков стало вопросом веры, неоспоримой истиной. Оно же стало и причиной представлений о возможности движения в прошлое, о наличии виртуальных (вневременных) частиц, о сингулярности и других парадоксах.
В начале ХХ века в ТО понятие времени претерпело изменение, о котором С. Хокинг писал: «До начала нынешнего <сейчас, - прошлого> века люди верили в абсолютное время. Это значит, что каждое событие можно единственным образом пометить неким числом, которое называется временем, и все точно идущие часы будут показывать одинаковый интервал времени между двумя событиями. ...теория относительности отвергла существование единого абсолютного времени. Каждый наблюдатель имеет своё время, которое он измеряет своими часами, и показания часов разных наблюдателей не обязаны совпадать» [99].
За формализацией описания здесь можно выделить вполне естественную мысль о различии ритмов развития процессов в разных объектах, что эквивалентно различию их времени, так как частота - обратная величина от времени. Но математическое объединение времени и пространства погубило такое представление о времени как элементе сущности каждого объекта (вспомним, что И. Кант сравнивал характеристику объекта «время» с цветом!)
Принципиальное отличие физики Эйнштейна от физики Ньютона состоит в замене абсолютного пространства, в котором описывалось движение объектов, бесконечным множеством различных инерциальных систем координат, относительно которых рассматривается движение тел. Для этого потребовалось включение времени как четвёртой пространственной координаты в «пространственно-временном континиуме», который, однако различен в разных системах координат.
Время стало «относительным», оно по разному «идёт» в разных системах координат. Время стало субъективным понятием, связанным с наблюдателем, который его измеряет. Часы, синхронные для покоящихся наблюдателей, начинают идти с разной скоростью, когда наблюдатели движутся. События, которые произошли одновременно для покоящегося наблюдателя, будут неодновременными для наблюдателя, пролетающего мимо. Абсолютная чушь подобной относительности доказана в теореме об абсолютности одновременности событий, представленной А.И. Заказчиковым. «В самом деле, если разнесённые в пространстве события одновременны в некой системе координат (СК-1) и разновременны в другой (СК-2), то после раннего события в СК-2 существует интервал времени Δt для сознательного или случайного (в результате операции конечной длительности, меньшей Δt) предотвращения более позднего события. Такой неоднозначный ход истории неосуществим в СК-1. Следовательно, одновременность событий может иметь только абсолютный смысл... Идея относительности одновременности неумолимо перетекает в идею событийной неоднозначности, и представления о мироздании скатываются к неописуемому во всех деталях абсурду» [27].
Абсурдность эйнштейновской относительности одновременности событий сочетается с идеей об отсутствии времени, как такового. Время не может существовать или «идти» само по себе, а может изменяться только вместе с пространственными координатами. Именно эта идея связи времени с движением, отвлечённая от математических формул, и развитая на процессы изменения объектов, оказывается прорывной в понимании времени как этапов в развитии индивидуальных объектов!
Современные учёные, развивая идеи Эйнштейна, в частности разрабатывая теорию Большого взрыва и чёрных дыр (С. Хокинг и Р. Пенроуз), и оставаясь в рамках уравнений четырёхмерного пространства, пытаются связать время не с материальными объектами, а с их взаимодействием с окружающей средой - термодинамикой и гравитацией. Выше (см. гл. 1.3) подробно показано, как из постулатов ТО следуют теоремы С. Хокинга о рождении Вселенной вместе с пространством и временем. «Из доказанных Роджером Пенроузом и мной (С. Хокингом) теорем о сингулярности следует, что в точке начала отсчёта времени плотность и кривизна пространства-времени принимают бесконечные значения. В такой точке нарушаются все известные законы природы» [98]. Так физики и математики строят теории вне законов Природы! Учёные-материалисты не замечают этого, а последовательные учёные идут дальше, теоретически подменяя законы Природы законами Бога. В момент рождения Вселенной «завести часы и выбрать начало всё-таки могло быть делом Бога. Пока мы считаем, что у Вселенной было начало, мы можем думать, что у неё был Создатель» [99]. Роль Бога состоит в создании всех законов Природы и «запуске часов». С тех пор, в соответствии с ТО, началось Время и не действует Бог.
Попытки построить теорию сингулярности (рождения времени) при образовании Вселенной и объединить гравитацию с квантовой механикой основаны на понятии мнимого времени. С. Хокинг разработал не проверяемую, а потому приемлемую в современной физике, теорию чёрных дыр, где время изменяет свой ход. Если ввести мнимое время τ = ict, тогда координатный временной интервал c2dt2 переходит в -dτ2, и исчезает различие в той роли, которую играют в четырёхмерном интервале ds2 время и пространство. Фундаментальное описание при этом осуществляется в терминах геометрии, и Большой взрыв оказывается точкой, в которой «мнимое» время стало «реальным».
Реальное время, в котором существует Вселенная после Большого взрыва, по мнению C. Хокинга, стало необратимым. Он видит, что в обычной жизни «существует огромное различие между движением вперёд и назад во времени» и приводит пример падающей со стола и разбивающейся чашки - её восстановление и взлёт на стол можно воспроизвести при перемотке обратно киноплёнки, но не возможно в жизни. Научное обоснование невозвратимости событий С. Хокинг видит в действии второго закона термодинамики - «увеличении беспорядка, или энтропии, с течением времени - это одно из определений так называемой стрелы времени, т.е. возможности отличить прошлое от будущего...» [99].
Доказательства существования единой стрелы времени Хокинг выводит из единства трёх стрел времени: термодинамической, психологической и космологической. Эти доказательства являются хорошими упражнениями в логике и физике, но при этом в их основе используются такой сомнительный аргумент как антропный принцип - идея, что Вселенная создана под человека, чтоб он познавал её: «А причина совпадения термодинамической и космологической стрел кроется в том, что разумные существа могут жить только в фазе расширения Вселенной. Условия в фазе сжатия непригодны для существования таких разумных существ, которые могли бы спросить, почему беспорядок растёт в том же направлении времени, в котором расширяется Вселенная» [99].
Итак, по мнению Хокинга, время может быть мнимым и тогда возможно теоретическое описание его рождения вместе с Вселенной, но на данной стадии расширения Вселенной, в которой только и могут существовать люди, вероятно, для их удобства (так трактует антропный принцип), время стало однонаправленным - «стрелой времени».