Анатолий Бич - Природа времени: Гипотеза о происхождении и физической сущности времени

Классическая механика времен Галилея (1564–1642) и И. Ньютона (1642–1727) на новом витке эволюции ввела как бы заново понятие абсолютного времени — единого, всеобщего и универсального (и в этом, конечно, следовала за Аристотелем).

Г. Галилей сделал много выдающихся открытий. С него, по существу, началась новая наука — наука, опирающаяся на эксперимент. Мы отметим только одно достижение Галилея: он сформулировал принцип относительности, в основе которого лежит открытый им закон движения по инерции. Принцип относительности Галилея утверждает, что законы движения всех тел одинаковы во всех системах, движущихся друг относительно друга равномерно и прямолинейно. Это принцип механической относительности, ибо в нем устанавливается неизменность законов механики в одной системе при ее равномерном и поступательном движении относительно другой.

Ньютон различает время истинное (или математическое абсолютное), которое является некоторой «невещественной субстанцией» и относительное (или кажущееся) обыденное время.

Эти представления в изложении самого Ньютона звучат так: «Абсолютное… время само по себе, по самой своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью. Относительное, кажущееся, или обыденное, время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами, совершаемая при посредстве какого-либо движения мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени…» {9}.

Что касается понятия одновременности, то Ньютона оно, вероятно, не очень волновало. Скорее всего, он, как и многие и до и после него, считал его содержание интуитивно ясным и определенным.

Субстанциальная концепция времени, выраженная Ньютоном логически четко и почти непротиворечиво, позволила ему разработать свою знаменитую теорию всемирного тяготения.

Эйнштейн считал, что для Ньютона такая концепция была единственно возможной и плодотворной при состоянии науки того времени.

С точки зрения классической механики, время обладает такими основными свойствами {10}:

— время существует само по себе и своим существованием не обязано чему бы то ни было в мире;

— ходу времени подчиняются все тела природы, все физические явления. Но сами эти тела и явления не оказывают никакого воздействия на ход времени;

— все моменты времени между собой равноправны и одинаковы — время однородно;

— ход времени всюду и везде в мире одинаков;

— ход времени одинаково равномерен в прошлом, настоящем и будущем;

— время простирается от настоящего неограниченно назад в прошлое и неограниченно вперед в будущее;

— время обладает одним измерением;

— промежутки времени отмеряются, складываются и вычитаются, как отрезки евклидовой прямой, т. е. время не дискретно.

Пространство также, как и время, представлялось независимой природной субстанцией {10}:

— пространство само по себе и своим существованием не обязано чему бы то ни было в мире;

— пространство вмещает все тела природы и дает место всем ее явлениям, но не испытывает на себе никакого их воздействия;

— пространство всюду и везде одинаково по своим свойствам. Все его точки равноправны и одинаковы — оно однородно. Все направления в нем также равноправны и одинаковы — оно изотропно;

— во все времена пространство неизменно одно и то же;

— пространство не имеет границ;

— пространство простирается неограниченно во всех направлениях и имеет бесконечный объем;

— пространство обладает (характеризуется) тремя измерениями;

— пространство описывается геометрией Евклида.

Ни одно из свойств такого времени и такого пространства не противоречило ни здравому смыслу, ни науке той эпохи.

Ньютоновская концепция времени исправно служит нам сегодня и в быту, и в большинстве областей науки и техники.

Границы представлений о физической природе пространства и времени были значительно расширены в начале XX века.

Революционную ломку классических представлений о мире возглавил Альберт Эйнштейн (1879–1955) {11}. Отказ от абсолютизации пространства и времени, утверждение об их зависимости от гравитации и скорости и, напротив, абсолютизация скорости света — все это с трудом воспринималось современниками. Многим, даже физикам, теория относительности казалась абстрактной и оторванной… от здравого смысла. Эффекты, которые оказалось возможным объяснить с помощью новой теории, представлялись незначительными и малосущественными. Действительно, многие из проявлений природы, которые были предсказаны релятивистской физикой, становятся заметными только при околосветовых скоростях. Неудивительно, что еще в начале 60-х годов Артур Эддингтон, английский астрофизик, позволил себе ироничное высказывание о релятивистской теории — убийственное, как приговор: «красивый, но бесполезный цветок» (и это сказал человек, который первым из ученых еще в 1919 г. в ходе опыта подтвердил отклонение луча света в поле тяготения Солнца).

Ломка фундаментальных представлений всегда сопровождается ожесточенным сопротивлением. Более того, удивительно, что и сегодня, в XXI, веке критика основных базисных постулатов теории относительности не утихает, а, кажется, напротив, усиливается. Впрочем, об этом позже… Свое дело Эйнштейн сделал. Революционный пересмотр основ теоретической физики он возглавил и завершил. (Устоит ли сам Эйнштейн на одной ступени пьедестала истории человечества рядом с такими гигантами, как Будда, Аристотель, Христос, Коперник, Ньютон, Максвелл?..)

Однако рядовой читатель не должен представлять себе, что у Эйнштейна не было предшественников. Мол, было ньютоновское видение мира, а потом появился Эйнштейн и… Так никогда не бывает, и в данном случае релятивистские идеи также витали в воздухе.

В физике (в науке вообще) господствует так называемый принцип соответствия: любая новая теория включает (должна включать) в себя старую как некий частный случай.

Классическая механика Ньютона и философия, вытекающая из нее и обосновывающая ее, были сильно расшатаны всем ходом научной мысли в XIX веке, особенно во второй его половине, прежде всего благодаря открытиям в области электромагнитных явлений.

Но против абсолютизации пространства и времени выступал еще современник Ньютона Г. Лейбниц (1646–1716). Он писал: «Я неоднократно подчеркивал, что считаю пространство, так же, как и время, чем-то чисто относительным: пространство порядком существования, а время порядком последовательностей…» {4}. То есть по Лейбницу время — это только порядок следования явлений. Удивительно современными представляются взгляды Лейбница на пространство. Он считал, например, что в природе никакой абсолютной пустоты без тел нет. (Так и кажется, что вслед за этим утверждением Лейбниц должен заявить, что вообще нет пространства без масс… Впрочем, еще Платон в «Тимее» пытался определить пространство как телесную протяженность материи.)