Знание-сила, 2007 № 08 (962)

А теперь вот, говорят, время относительно. Да мы и сами знаем: одно — в Москве, другое — в Сан-Франциско. То есть время одно, но оно как-то разное. Мы послушно переводим часы в самолете, не слишком задумываясь, что в этот момент происходит. Но это еще относительность простенькая, ее в школе объясняют, а мы потом забываем. Но ученые всерьез говорят о разных временах в физике. И спорят, в самом ли деле нельзя построить машину времени.

Индустриальная эпоха кончается во многих смыслах. Кончается несколько затянувшаяся эпоха мира, устроенного Ньютоном. Мы по инерции продолжаем еще жить по часам уходящего времени — но, кажется, только по инерции.

Мы должны понять, что ни люди, ни их действия не находятся во времени: время, как конкретное свойство истории, созидается людьми на основе их изначального времяполагания.

Ж.- П. Сартр, 1960

Чем отличается в смысле статуса реального существования Бородинское сражение, произошедшее в 1812 г., от битвы за Москву в 1941 году? И то, и другое событие сейчас уже в прошлом, то есть, с точки зрения динамической концепции, нереально, но когда-то оба они были такой же реальностью, как и переживаемый нами сейчас момент настоящего времени... Где у нас доказательство того, что на каких-то интервалах мирового пространственно-временного континуума они не остаются реальностью? Что там не гремят пушки и не льется кровь? Только то, что мы их не воспринимаем? Но это как раз доказывает субъективный характер момента настоящего времени, как на этом настаивает статическая концепция.

Ю. Молчанов, 1990

Анатолий Шабад

Стивен Хокинг назвал свою книгу об элементарных частицах и космологии «Краткая история времени». Вот те на! Мы то думали, что история — это описание развития событий во времени. А как же само время может развиваться во времени и тем самым иметь свою историю? Разумеется, в этом названии есть парадоксальный вызов. И все же!

Иммануил Кант считал, что идея о времени и пространстве абсолютна, априорна, доопытна. Человек будто бы рождается с уже заложенным в мозгу (априорным) представлением о пространстве и времени как о рамке, в которую он помещает все события и предметы, и этим упорядочивает внешний мир. Вот вам вершина платоновской идеалистической конструкции, отводившей идее первичное место. «В начале было слово, и это слово было...» вечное и неизменное пространство и время. Такая философия означала отказ от материалистических представлений о времени и пространстве, согласно которым ни того, ни другого не существует в пустом мире, не разграниченном на части предметами и событиями. Сегодня мы стоим на такой же материалистической, принятой еще в древнем мире точке зрения. А что касается первичной, всеопределяющей идеи — эта мысль неистребима, но ей отводятся совсем другие роль и место, то утверждающие себя, то опровергаемые жизнью. Об этом еще поговорим.

Тот же Хокинг называет известного христианского философа Блаженного Августина в качестве первого мыслителя, сказавшего, что понятие времени относительно и служит всего лишь количественным выражением промежутков между событиями. По нынешним представлениям, временная координата имеет численное значение и знак, обозначающий направление протекания, стрелу времени.

Время ориентировано так, что при его увеличении необратимо увеличивается беспорядок, мера которого называется энтропией. В системе, предоставленной своему естественному ходу — без вмешательства разумного существа — беспорядок с течением времени увеличивается. Стоит, например, уйти толковому начальнику, заведенный им порядок еще некоторое время продолжает действовать по инерции, все больше постепенно превращаясь в хаос. А разбитое вдребезги зеркало никогда не соберется вспять из своих осколков. Но такое определение направления течения времени возможно, только если мы имеем дело с макроскопическими телами, состоящими из большого количества частиц, когда вступают в игру лежащие в основе термодинамики статистические законы, приводящие к необратимости. Напротив, до 1964 года не было известно никаких микроскопических процессов, которые протекали бы по-другому, если время обратить вспять. Возможно, что открытый тогда процесс распада долгоживущего К-мезона на два «пи»-мезона тоже можно использовать для определения стрелы времени.

Чтобы определить время количественно, необходимо, прежде всего, постулативно объявить тот или иной физический процесс периодическим, то есть повторяющимся через равные промежутки, и принять период за единицу времени. Например, сутки — промежуток между последовательными прохождениями Солнца через зенит. Так и поступили в древней Месопотамии. Сутки тогда разделили на любимое число 12 (поделив окружность, по которой ходит солнечная тень, на 12 одинаковых частей), затем на 5x12=60 и еще раз на 5х 12=60. Получился отрезок времени, который мы называем секундой[* Сейчас вместо астрономического (эфемероидного) принят атомный стандарт времени.], равный, более или менее, периоду сокращений человеческого сердца — по-видимому, еще более древней, антропоморфной единице измерения времени.

Но вот нашлась конкурирующая группа древних ученых. Они сказали: «Нет, мы постулируем в качестве периодического другой процесс — смену времен года». Получилось, что в году не целое (даже иррациональное) число суток. Из-за этого мы до сих пор мучаемся с календарями.

Оказалось: обе группировки были правы (а ведь наверняка между ними происходила жестокая борьба!). Постулируя любой из двух процессов: вращение Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца — как периодический, то есть повторяющийся по определению через равные промежутки времени, мы можем теоретически вывести на основе законов механики, а также установить на опыте, что и другой процесс также периодический и его можно было бы эквивалентным образом постулировать в качестве такового, чем определить другую шкалу времени. Более того, во времени, определенном с помощью любого из двух процессов, периодическим оказывается также колебание маятника — пружинного или гравитационного (попросту, гирьки, подвешенной на нити или стержне) и его тоже можно было бы принять в качестве эталонного для определения времени.

В приведенных примерах относительность (релятивизм) времени выглядит тривиально. Обе шкалы времени всего лишь связаны между собой постоянным множителем, пусть и иррациональным. Но вот иной образец, относящийся к древнегреческим временам, — известный парадокс (апория) Зенона об Ахиллесе, который догоняет и все никак не может догнать Черепаху. Этот парадокс фактически вводит две разные шкалы времени, связанные между собой уже нетривиальным, более того — сингулярным преобразованием. Пусть у Ахиллеса нет наручных часов, мобильного телефона, он не наблюдает за движением Солнца и планет, а измеряет время... по Черепахе. Он постулирует, что все промежутки времени равны между собой, и кладет этот постулат в основу исчисления времени. Тогда, естественно, по его часам время, необходимое ему, чтобы догнать Черепаху, стремится к бесконечности, иными словами, время по шкале Ахиллеса как функция астрономического времени имеет сингулярность (обращается в бесконечность) при том (конечном) значении астрономического времени, когда Ахиллес догонит Черепаху.