Виталий Тихоплав - Идущие по пустыне: время

В первой главе этой книги мы писали о несовершенстве второго начала термодинамики, которое однозначно ведет нас к тепловой смерти Вселенной.

В середине прошлого столетия выдающийся астрофизик Николай Александрович Козырев пришел к необходимости отыскать причину, препятствующую возрастанию энтропии в Природе. Поскольку проблема преодоления тепловой смерти Мира связана с проблемой происхождения свечений Солнца и звезд, Козырев должен был решить задачу о природе звездной энергии.

Обычно считают, что внутри звезд есть специальный источник энергии, наподобие аккумуляторов, постепенная разрядка которых обеспечивает длительность жизни звезд. В результате светимости (расход энергии в единицу времени) звезды охлаждаются и сжимаются. Сроки жизни таких звезд, вычисленные Гельмгольцем и Кельвином, оказались слишком короткими. Так, например, срок жизни Солнца примерно 30 миллионов лет. Но по достоверным геологическим данным Солнце имеет значительно больший возраст.

Результаты исследований Н. А. Козырева показали, что предположение о существовании внутри звезд источников энергии, не зависящих от процесса охлаждения, не соответствует действительности. Для разогревания звезд и поддержания непрерывной светимости в течение миллиардов лет требуется совсем другой тип энергии.

Козырев понимал, что возможность прихода энергии должна иметь такую же общность, какую имеют пространство и время. Пространство пассивно – оно как арена, на которой разыгрываются события. А вот время может быть явлением природы.

Главная мысль Козырева заключалась в том, что во Вселенной вообще нет изолированных систем, и все они связаны между собой посредством времени, как неким фундаментальным явлением природы. И если это так, то влияние времени должно обнаружиться в действии на материальные системы.

Позднее, разработав теорию причинной механики и экспериментально доказав ее правоту, Н. А. Козырев пришел к необходимости изучать свойства времени, поскольку физическое время выступает в качестве «движущей силы» в мироздании. «Для Вселенной в целом влияние активных свойств времени проявляется в противодействии наступлению тепловой смерти». Именно энергия времени является топливом для нашего Солнца и других звезд. «Небесные тела (планеты и звезды) представляют собой машины, вырабатывающие энергию, а „сырьем для переработки“ служит время. Именно время не дает звездам погаснуть» [1].

Изучив свойства времени, Козырев пришел к выводу: наряду с пересмотром законов классической механики необходимо пересмотреть и мировые законы термодинамики, и, в первую очередь, второе начало термодинамики – о возрастании энтропии во всех естественных процессах.

Уже само название «причинная механика» Козырева дает ответ на ее суть. Классическая механика Ньютона использует понятия «действие» и «противодействие», «активные силы» и «пассивные силы», но исходит из того, что между этими понятиями нет разницы. Принцип равноценности причины и следствия совершенно исключил возможность ответа на вопрос «почему». Точные науки отвечают только на вопрос «как», то есть «каким образом произошла данная цепь явлений». В результате точные науки все более становятся описательными, и именно в строгости описания заключается их могущество.

Но вся беда в том, что эти науки описывают Мир, неадекватный тому реальному Миру, в котором мы живем. «Механика Ньютона и квантовая механика Борна приводят к первому и второму началам термодинамики, поэтому в Мирах, отвечающих этим механикам, возможны только процессы, сопровождающиеся ростом энтропии и ведущие к тепловой смерти» [1]. В действительности же реальный Мир успешно борется со смертью противоположными процессами – процессами жизни, действующими против возрастания энтропии.

Почему же такое стало возможным? Оказывается, дело в том, что теоретическая механика Ньютона строго детерминирована (определена), а квантовая механика Борна полностью не определена [2].

Жесткий детерминизм, иссушающий Мир, действительно вытекает из уравнений классической механики и является сущностью ее законов. Уравнения позволяют одинаково точно предвычислять явления как в будущем, так и в прошедшем. Но поскольку причины предшествуют следствиям, такое возможно только при равноценности причин и следствий. Такой принцип противоречит понятию причинности, принятому в естествознании.

Что касается квантовой механики Борна, то в ней есть необратимость во времени. Воздействие на систему макроскопического тела – прибора – вводит различие между будущим и прошедшим, ибо будущее оказывается предсказуемым, а прошедшее – нет. Причинность становится совершенно запутанной, и явления природы приходится объяснять статистически.

Таким образом, мир квантовой механики – это мир, где нет течения времени и причинно-следственные связи просто отсутствуют. Такой Мир является миром неопределенности, индетерминизма. «Мир индетерминизма еще горше Мира полной детерминированности точных наук классического периода» [1].

Перед нами два полюса: на одном из них жестко детерминированный Мир классической теоретической механики, а на другом – полностью неопределенный Мир квантовой механики. Оба эти полюса являются гипотетическими.

Разрыв между точными науками и естествознанием должен исчезнуть, если в основу точных наук будет положен принцип причинности, отличающий причины от следствий.

Во времени причина всегда предшествует следствию. Еще Лейбниц пришел к выводу, что отличие причин от следствий равносильно отличию будущего от прошедшего. А это означает объективное существование направленности времени или его хода. И хотя с течением времени мы встречаемся в нашей повседневной жизни постоянно, оно является совершенно новым понятием не только для механики, но и для современной физики. Интересно, что об этом писал академик В. И. Вернадский еще в 1939 году: «…Время натуралиста не есть геометрическое время Минковского и не время механики и теоретической физики, химии Галилея или Ньютона».

Действительно, механика пользуется только «геометрическим» свойством времени – его длительностью, то есть интервалами между событиями. Эти интервалы времени измеряются секундами и имеют такие же пассивные свойства, как интервалы между точками пространства, которые измеряются метрами. Однако время обладает и другими свойствами. Какими?

Козырев рассуждал так. Причины всегда приходят со стороны. Они являются внешними обстоятельствами по отношению к тем телам, где возникают их следствия. Поэтому между причинами и следствиями всегда существует сколь угодно малое, но не равное нулю пространственное различие dХ. А поскольку причина предшествует следствию, то между ними всегда существует сколь угодно малое, но не равное нулю временное различие определенного знака dt. Соотношение dХ/dt = С 2представляет собой математическое выражение хода времени. Величина С 2– скорость превращения причины в следствие. Чем больше величина С 2, тем меньше промежуток времени, отвечающий одному и тому же интервалу пространства, и, следовательно, тем быстрее идет время. Ходом времени Козырев назвал саму величину С 2, имеющую размерность скорости. Он установил, что она является псевдоскаляром, то есть меняет знак при переходе из левой системы координат в правую.