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

В период между Ньютоном и Эйнштейном (в XVII–XVIII веках), пожалуй, наиболее ярко выражали противоположные точки зрения на сущность времени взгляды двух следующих ученых.

Богослов Джордж Беркли {1685–1753) исповедовал субъективно-идеалистическую концепцию: «Время есть ничто, если отсечь от него последовательность идей в нашем духе» {4}.

Хорватский математик, астроном и философ Руджер Иосип Бошкович (1711–1787) выражал реляционную точку зрения {4}. Он считал, как пишет Молчанов, что «пространство и время не являются ни субстанцией мира явлений, как это полагал Ньютон, ни выражением его упорядоченности, как учил Лейбниц, а представляют собой «модус» физических взаимодействий, т. е. определение способа, формы или необходимого условия их существования».

Бошкович «поставил под сомнение постулат Евклида о параллельных прямых, высказав тем самым мысль о возможности неевклидовых геометрий».

Опережая время по крайней мере на столетие, Бошкович считал, что протяженность объектов изменяется при их перемещении или изменении взаимного положения. Таким был этот выдающийся человек, о котором, как мне кажется, мы несправедливо мало знаем.

Предшественником Эйнштейна по праву может считаться и знаменитый голландский физик Теневик Антон Лоренц (1853–1928), разработавший теорию, согласно которой при движении физических объектов относительно абсолютной системы (эфира) происходит сжатие этих объектов в направлении движения и замедление хода времени. В своих знаменитых «преобразованиях» он исследовал взаимоотношения между временем и координатами двух систем.

Представление о том, что мир четырехмерный и любое событие в нем может быть описано тремя координатами пространства и одной времени, было, конечно, присуще и классической механике, но при этом время в этом единстве было независимым, так как осознавалось как абсолютная реальность.

Даже такие, казалось бы, чисто эйнштейновские (как может показаться непросвещенным) понятия, как неделимость пространства и времени и криволинейность пространства, были привнесены в науку задолго до Эйнштейна.

Эйнштейн принял идею единства и неделимости пространства и времени от выдающегося немецкого (немецко-литовского?) математика Германа Минковского. Ноещев 1901 г. венгерский философ-физик В. Паладий опубликовал трактат «Новая теория пространства и времени», где обосновывал эту идею. Трактат тогда не заметили, нов 1908 г. Минковский идею подхватил.

Впрочем, значительно раньше, еще до Ньютона, Генри Мор объединил пространство и время в единую четырехмерную сущность под общим понятием «протяженность». Но и он, очевидно, не был пионером — вспомним Ибн Сину, ведь этот мудрец жил в ХI веке…

Что касается представлений о неевклидовом пространстве, то в законченном виде их сформулировал У. К. Клиффорд еще до рождения Эйнштейна. Однако и у него были предшественники — Лобачевский (Россия), Бойаи [4] В литературе встречаются различные написания фамилии венгерского ученого: и Бойи, и Больяи. (Венгрия), Гаусс и Риман (Германия).

Австрийский физики философ Эрнст Мах (1838–1916) много занимался сопоставлением реального и кажущегося движения. Он выдвинул знаменитый принцип — «Принцип Маха», из которого следует, что инерция каждого отдельного тела (и его масса как мера инертности тел) зависят от величины и распределения всех масс во Вселенной. Сам Эйнштейн, не принимая этого «принципа», все же признавал, что многим обязан Маху.

Очень близок к созданию новой физической теории был знаменитый французский математик (физик и философ) Анри Пуанкаре (1854–1912). Им, в частности, был поставлен вопрос о возможности объективного установления одновременности разноместных событий. Пуанкаре объективно мог создать новую теорию, но не создал, хотя еще в 1904 г., т. е. за год до первой основополагающей публикации Эйнштейна по специальной теории относительности, выступая на одном из конгрессов, говорил: «Возможно, мы должны создать совершенно новую механику… где инерция возрастала бы со скоростью и скорость света являлась бы неодолимым пределом».

О времени, Пуанкаре, в частности, писал: «…время должно определяться так, чтобы уравнения механики были как можно проще. Другими словами, не существует способа измерения времени, который был бы более правильным, чем другой; тот, который принимается, является лишь более удобным» {12}.

Эта позиция Пуанкаре принципиально отличается от понятия времени у Эйнштейна. Сравните высказывание Пуанкаре с выводом, к которому пришел Эйнштейн: «…пространственные и временные данные имеют не фиктивное, а физически реальное значение» {13}.

Выдающиеся экспериментальные работы Майкла Фарадея (1791–1867) и блестящее теоретическое их обоснование и развитие Джеймсом Курком Максвеллом (1831–1879) привели к созданию единой теории электромагнитного поля — электрических, магнитных и оптических явлений. При этом они окончательно отказались от понятия мгновенного дальнодействия, ввели понятие универсального электромагнитного взаимодействия, которое осуществляется с конечной скоростью, максимальная величина которой не превосходит скорости света. Эти работы подняли ряд новых проблем, что, в конце концов, и привело к созданию теории относительности.

Эйнштейн создал две теории относительности: специальную (1905 г.), в которой рассматривается взаимосвязь скорости и времени, энергии и массы, и общую (1916 г.), доказывающую взаимосвязь между материей (гравитацией), временем и пространством {11}.

Эйнштейн принял в качестве исходных основополагающих два постулата, на фундаменте которых построил теории относительности, хотя в этом «фундаменте», как уже отмечалось, находятся знания многих выдающихся ученых. Но именно Эйнштейн «догадался» сложить из этих знаний-блоков фундамент новой физики.

Первый постулат — специальный принцип относительности, согласно которому законы природы остаются неизменными (ковариантными) во всех инерциальных системах отсчета [5] Система отсчета — это реальное или условное твердое тело, с которым связана система координат, снабженная реальными или условными часами. Инерциальные системы отсчета — это системы координат, которые покоятся или равномерно и поступательно движутся друг относительно друга, когда на них воздействует какая-либо сила или коща они уравновешены. (приоритет в осознании этого принципа принадлежит Пуанкаре и Эйнштейну).

Второй постулат — утверждение о том, что любые взаимодействия во Вселенной не могут осуществляться со скоростями, превышающими скорость света в вакууме (приоритете обосновании этого принципа принадлежит Эйнштейну).

Учитывая, что Эйнштейн полностью отказался от субстанциальной концепции времени, и принимая во внимание вышеизложенные постулаты, порядок во времени, по Эйнштейну, обусловливается реальными физическими процессами, т. е. и пространство, и время имеют физический смысл «только как определение порядка событий, связанных между собой взаимодействиями».