Подразделы категории "Гордон": Что есть время?
Расшифровка передачиАлександр Гордон. 18 лет регулярных выступле- ний, которые являются итогом определённых размы- шлений, экспериментов, работы научной и творческой мысли. 18 лет – это только вашему семинару. А про- блема времени стоит перед человечеством с самого начала осознания того, что есть ты, есть окружающий мир. И этот окружающий мир каким-то образом вокруг тебя движется, развивается, умирает – и умираешь ты. Так вот, в чём же феномен не времени даже самого, а феномен интереса человека ко времени? Александр Левич: Наверное, один из главных – это наш собственный внутренний интерес, потому что мы бренны, потому что наши дни не бесконечны. И потому, что есть внутреннее неприятие этой бренности. Осо- знаём мы это или нет, мы хотим узнать, почему, за- чем, и, может быть, как её избежать. Это интересно ка- ждому из нас. Это интересно и науке, потому что, как мне кажется, при решении проблем естествознания, при решении фундаментальных вопросов, всегда при- ходилось изменять представления о времени. Получа- лось это, видимо, потому, что время так глубоко лежит в фундаменте наших представлений о мире, что мы не можем исключить его из рассмотрения при решении любых проблем. Для того чтобы сделать какой-то сле- дующий шаг, приходится лучше разобраться в том, что такое время. Для меня самого есть чисто внутренняя причина, по которой я не могу не заниматься време- нем. Таковы мои образование и профессия теоретика, что мне кажется: нужно, чтобы в областях науки, где ещё нет фундаментальных уравнений, такие уравне- ния появились. Каждое фундаментальное уравнение движения – это есть описание интересующей нас реальности с по- мощью некоторого эталона изменчивости. И оттого, ка- ким мы себе представляем время и какова эта эталон- ная изменчивость, то есть часы, очень сильно зависит, сумеем ли мы угадать или вывести нужные уравнения. Это мой путь, по которому я пришёл к проблеме вре- мени. Хотя я понимаю, что у каждого путь свой. Александр Коганов: Свой, да. У меня по-другому, например, было. Я пришёл к этой проблеме, скорее, от противного. Я по образованию математик. Матема- тиков учат таким образом, что время исключено из ма- тематической теории, даже в тех случаях, когда явно указывается последовательность процедур. И вот этот момент очень сильно вошёл в проти- воречие с практикой, когда мне пришлось занимать- ся прикладными задачами. Там я увидел, что время, наоборот, является важнейшим фактором. И это от- нюдь не параметр в уравнениях, а скорее – обсто- ятельство действия. Это важнейшее обстоятельство действия, внутри которого приходится существовать: надо успеть решить задачу, надо успеть получить дан- ные для решения задачи. И вначале я почувствовал интерес ко времени имен- но с этой стороны. В задачах, где время входит как бы в условие, в постановку задачи. Это всё очень важно в технике, в приложениях типа биологических, где при- ходится смотреть развитие объекта. Первые мои мо- дели были в области биологии. И там я столкнулся с тем обстоятельством, что биологическое время само по себе нуждается в некоторой формализации – это не физическое время. Это другое время. А в технике мы сталкивались с вещами, когда приходилось менять единицу измерения времени с однородной на неодно- родную. Например, бывали такие эффекты, когда не- однородные единицы времени, привязанные к особым событиям, позволяли использовать стандартные урав- нения, ну, скажем, механики Ньютона, в то время как однородные единицы – не позволяли: какая-то идёт внутренняя синхронизация процесса на свои часы. А потом, когда я уже занялся общей теорией моделиро- вания, я посмотрел на время не изнутри, а как бы из- вне, на модель времени – что она из себя представля- ет. Это очень интересно, очень захватывает. Александр Гордон. Почему всё-таки время стоит особняком среди всех физических величин, явлений, гипотез, в чём фе- номен? Александр Коганов. Это единственный физический объект, вообще не физический даже, а просто объект окружающего ми- ра, который не обладает повторяемостью. Всё осталь- ное можно попробовать дважды, трижды, проверить какую-то версию. Если какая-то гипотеза не подтвер- ждается, её можно отбросить. Если какое-то состо- яние нестабильно, значит, нужно укрупнить, рассмо- треть макроуровень, как в термодинамике делается. И это относится абсолютно ко всей науке, не только к фи- зике, ко всему, кроме времени. Время исчезает. Это по- стоянно исчезающий объект. Александр Гордон. Тогда получается, что изучение времени не мо- жет быть научным занятием, раз сам объект не научен. Ведь у него нет такого важного для науки качества, как воспроизводимость. Александр Левич. К сожалению, это не единственная причина, по- чему изучение времени, может быть, не совсем наука. И это ещё один ответ на ваш вопрос о том, почему и чем время отличается от других объектов науки. Дело в том, что любая наука начинается с исходных неопре- деляемых понятий, про которые бессмысленно спра- шивать, что это и почему они такие, а не другие? По- тому что они воспринимаются интуитивно, и мы наде- емся, что интуиция разных исследователей одинакова, хотя надежда эта призрачна. Время – одно из таких по- нятий. Оно исходное и неопределяемое. Пока оно на- ходится в этом своём статусе, его свойства также бу- дут постулатами, аксиомами, но отнюдь не теоремами. И это неизбежно, это не дефект науки, просто мы за- интересовались понятием, статус которого отличается от большинства других научных понятий. Исходными и неопределяемыми в науке являются и многие другие понятия, например, пространство, заряд, масса, взаи- модействие, энергия, движение, жизнь… Александр Гордон. Какие гипотезы, теории, размышления, может быть, даже философские теории, были выдвинуты че- ловечеством на пути изучения времени? Прежде чем мы перейдём, собственно, к вашим приоритетам. Александр Коганов. Время ассоциируется с потоком. Это, видимо, главный образ, который был создан ещё в древности, в античности. Тогда же возникла идея, что нельзя два- жды войти в реку. Эта идея неповторяемости была за- мечена. Время похоже на реку. Она всё время новая, но, несмотря на это, её можно нанести на карту, у неё есть русло. В ней есть что-то постоянное. Пожалуй, из- учение времени – это попытка изучить то постоянное, что мы в нём находим. Те постоянные свойства, кото- рые наблюдаются. И тут очень много было интересных соображений, и они продолжают выдвигаться до на- ших дней. Важная революция произошла буквально в начале 20-го века. Представления о времени, скажем, в античном мире, в средние века и в новейшее время были различны. А XX век дал своё, совершенно новое представление о времени. В начале ХХ века произошло осознание удивитель- ных свойств времени. И мне кажется, что это понято уже навечно, по крайней мере, в рамках нашей непре- рывной культурной традиции. Было понято, что про- странство и время неразрывны, что это не два разных параметра (пространственная координата и времен- ная координата), а есть единый четырехмерный мир, в котором топология и метрика так устроены, что не- кий сектор пространства выделяется. Этот сектор про- странства мы и называем временем. Он обладает ря- дом свойств, одно из которых – необратимость дви- жения в одном направлении. А остальные координа- ты этого четырехмерия позволяют в своём (простран- ственном) секторе плавно изменить направление дви- жения на противоположное. Но время этого не позво- ляет. В то же время некоторые углы поворота времени оказались возможными. Но не так, чтобы повернуть на- зад. И эти углы мы называем скоростями. Вот это бы- ло радикальнейшее изменение, которое вошло в мир с появлением теории относительности. Появилось пред- ставление, что скорость – это поворот времени, пово- рот оси времени в четырех измерениях. Это повлекло за собой изменение наблюдаемых масштабов. Если одно тело движется с одной скоростью, другое с дру- гой скоростью, они видят друг друга как бы под углом, но в четырехмерном мире. И время одного тела проек- тируется на время другого тела, причём проекции ис- кажают масштабы. Это мы знаем и по обычным про- странственным эффектам. Если стержень, например, линейку повернуть под углом, она будет казаться коро- че. Её можно даже посмотреть в торец, и тогда её дли- на просто в ноль обратится. Вот нечто в этом роде про- исходит и со временем – чем больше скорость объекта относительно нас, тем замедленнее кажется нам вре- мя, идущее на том теле, которое мы наблюдаем. Соот- ветственно, наблюдателям, находящимся в той систе- ме отсчёта, будет замедленным казаться наше время. И всё это – результат поворотов осей времени в четы- рехмерном пространстве. Это был великий прорыв в понимании структуры мира. Там такие имена, как Эйн- штейн, Пуанкаре, Минковский, Гильберт. Они это сде- лали. Выделить кого-то одного невозможно, это был существенно коллективный разум. И мир изменился, представление о времени совершенно изменилось. Александр Левич. Теория относительности на самом деле ниче- го не говорит о том, что такое время, какова природа времени. Теория относительности возникла, когда по- явилась новая процедура выяснения – одновременны ли удалённые друг от друга события. В эту процеду- ру Эйнштейн ввёл новый тип часов – световые часы, или часы Ланжвена. Такое небольшое нововведение, которое понадобилось для того, чтобы правильно вве- сти определение одновременности, оказалось доста- точным для научной революции, которую связывают с теорией относительности. Но сама теория относитель- ности не даёт ответа на вопрос о природе времени, а всего лишь даёт новый способ определения одновре- менности. Александр Коганов. Вообще, мне кажется, что путь Галилей-Нью- тон-Эйнштейн (условно) – это путь, как сказал Ньютон, не изобретаемой сущности. Ньютон тоже не объяснял, что такое время. И Галилей не объяснял, что такое время. Это попытка реляционного – через соотноше- ние величин – объяснения мира. То есть мы связыва- ем измерение с какими-то математическими перемен- ными и ищем уравнение, которое их связывает между собой. Это, конечно, не объяснение. Александр Гордон. Есть другие подходы, которые настаивали бы на том… Александр Коганов. Есть попытки. Александр Левич. Когда мы говорим о времени, то подразумева- ем, по крайней мере, три различных оттенка смысла: время-явление как синоним изменчивости Мира; вре- мя-часы как способ измерения изменчивости и вре- мя-понятие как конструкт человеческого мышления. Уметь измерять время – это ещё не значит понимать его природу. Понять природу времени, на мой взгляд, – значит понять происхождение изменчивости Мира; по- нять, почему Мир не остаётся во всём постоянным; по- нять происхождение нового в Мире. Вопрос настолько глобален, что простых ответов на него нет. Я понимаю исследователей, которые уходят от попыток ответа на вопрос о природе времени. Но ещё лучше я понимаю тех, кому этот вопрос не даёт покоя. Эйнштейн гово- рил, что время – это то, что показывают наши часы. Может быть, такой ответ правилен в ситуации, когда нельзя сказать большего. Может быть, понять приро- ду времени – значит указать природное явление, про- цесс или «носитель» в материальном мире, свойства которого можно отождествить или корреспондировать с тем, что мы хотим понимать под временем. Мне из- вестно несколько таких конструктивных подходов. Од- ним из первых в середине 20-го века был подход Нико- лая Александровича Козырева, пулковского астроно- ма, открывателя лунного вулканизма. Собственно, Ни- колай Александрович Козырев ввёл представление о потоке времени как физической сущности. Для Козы- рева было важно, что эта сущность не совпадает ни с материей, ни с пространством, ни с полями в обычном их понимании, тем не менее она обладает свойствами, которые могут быть обнаружены физическими прибо- рами. 20 лет трудов самого Николая Александровича, его помощников, его сторонников ушло на попытки экспе- риментально обнаружить свойства такого потока. С од- ной стороны, до сих пор эти попытки продолжаются; с другой стороны – нет убедительных доказательств то- го, что эти попытки дают декларированный результат. Потому что эффекты, которые наблюдаются во взаи- модействиях тел по Козыреву, достаточно малы. К со- жалению, нет достаточно кропотливого скрупулёзного анализа того, что эти эффекты вызваны именно экзо- тическими свойствами новой сущности. Есть мнение, и оно мне кажется порой обоснованным, что эти эф- фекты могут быть объяснены самыми обычными фи- зическими свойствами тел, связанными, например, с теплопроводностью, с конвекцией, с проводимостью – т.е. с известными явлениями физики. И тогда непонят- но, какое место занимают предположения о времени как о потоке. Тем более что концепция Н.А. Козырева не подкреплена пока методологическим анализом, ко- торый позволил бы соотнести представления о новой сущности с её очень необычными свойствами. Например, поток времени переносит энергию, но не переносит импульс. Необходимо соотнести новые свойства с тем, что нам уже известно, то есть реализо- вать так называемый принцип соответствия, принятый в физике. Гипотеза Козырева эвристически необыкно- венна, на мой взгляд, не только тем, что позволяет го- ворить об активных свойствах времени. Она ещё цен- на и тем, что даёт новый мировоззренческий взгляд на устройство нашего мира. Распространено мнение, что наш мир деградирует. Другими словами это мнение на- зывается «второе начало термодинамики». Мир остывает, энергия переходит в тепловую форму, если всё будет происходить так, как сейчас, если, ска- жем, мы не найдём какой-то материи, которая распо- ложена между галактиками и по каким-то причинам не видна, то судьба мира предначертана. Галактики будут расходиться всё дальше и дальше; вещество распа- даться. Распадутся даже ядерные частицы, испарятся «чёрные дыры», и через сотни миллиардов лет в ми- ре не останется ничего, кроме отдельных электронов и протонов, разбросанных на огромные расстояния. Это то, что называют «тепловой смертью». Но так происхо- дит только в случае, если наша Вселенная изолирова- на, если нет какой-то подпитки… В концепции Козыре- ва прозвучало, что у нашей Вселенной есть активное начало. Вот это активное начало – обоснованно или не очень обоснованно – было связано с потоком вре- мени и с тем, что время связано с источниками энер- гии в звёздных масштабах. Если Мир действительно открыт, то ему не грозит «тепловая смерть». Потому что второе начало работает, только когда система за- мкнута. И в самом деле, это не секрет ни для физи- ков, ни для астрономов, что следов деградации в на- шей нынешней Вселенной почти нет. Мы видим и, чем глубже изучаем, тем видим всё больше: во Вселенной повсеместно происходят мощные и сильные процес- сы, которые никак нельзя назвать деградацией. Александр Гордон. То есть вместо процесса разрушения идёт некое созидание. Александр Левич. Мировоззренческий аспект идей Николая Алек- сандровича Козырева, по-моему, очень значителен. Александр Коганов. Мне хочется немножко возразить вам. Это не единственный подход к понятию второго начала тер- модинамики, к росту энтропии. Больцман в конце 19- го века ещё предложил модель, которая сейчас назы- вается «динамическая система». В этой модели, в об- щем, всё стационарно, система не деградирует и, в общем-то, не развивается. Она стационарна. Это не- кий, можно сказать, автомат, который как-то крутится сам в себе. А энтропия интерпретируется как наши све- дения о том, что было раньше, то есть когда это бы- ло начальное состояние, момент начала наблюдения. Мы какое-то время наблюдаем за системой и видим её новое состояние. В какой мере мы можем восстано- вить начальное состояние по тому, что мы видим сей- час? Если наблюдения ведутся абсолютно точно, то в детерминированной системе это всегда можно сде- лать, но придётся вести всё больше и больше обработ- ку данных, то есть мера информации возрастает. Вот эту меру информации Больцман, по существу, и при- равнял к энтропии. То есть энтропия – это та вычисли- тельная работа, если так можно сказать, которую на- до проделать для того, чтобы по тому, что мы видим сейчас, восстановить то, что было раньше. При этом система остаётся стационарной. Энтропия растёт, но она связана как бы с взаимодействием наблюдателя. Мне кажется, что очень важно в порядке референ- та времени указать ещё на современное представле- ние о физическом вакууме. Это очень интересное но- вое понятие, относительно новое, в котором вещество подразумевается в неком агрегатном состоянии. Соб- ственно говоря, есть большое количество эксперимен- тов, подтверждающих, что это не фикция, что действи- тельно это агрегатное состояние существует. Это так называемые виртуальные частицы, частицы, которые появляются на очень короткое время и опять исчеза- ют, переходят, то есть срабатывает вначале как бы их рождение, а потом срабатывает их поглощение тем же самым вакуумом, он поглощает себя. Это очень хоро- шо, кстати, корреспондируется с древней легендой о времени, которое пожирает своих детей. Физический вакуум в современном представлении устроен имен- но таким образом, он пожирает частицы, которые он сам же и родил. И вот этот физический вакуум ассоци- ируется, по существу, с тем пространством, которое не заполнено активной материей, стационарной матери- ей, которую мы называем «массивными телами», ак- тивными «волнами» света. Со свойствами этого вакуума можно связать, напри- мер, такой удивительный факт, как постоянство ско- рости света во всех системах координат. Если счи- тать, что свет распространяется в физическом ваку- уме как по среде, то начинает выступать такой ин- тересный факт: физический вакуум покоится во всех системах координат. Потому что виртуальная части- ца не имеет определённого импульса, она имеет толь- ко определённые координаты и, родившись, одна ча- стица принадлежит одной системе координат, другая – другой, они живут короткое время, исчезают, а вакуум, в целом, покоится в любой системе координат. Таким образом волна, идущая по этой среде, имеет одну и ту же скорость во всех системах координат. И реляти- вистские свойства таким образом получают референт, физический вакуум выступает как референт преобра- зований Лоренца. Александр Левич. Я понимаю. Но почему вы связываете свойства вакуума со свойствами времени? Александр Коганов. Потому что вакуум – это четырехмерный, а не трёхмерный объект. Вакуум заполняет четырёхмерие, в котором есть и секторы времени, и секторы про- странства. Александр Левич. Мы все заполняем четырехмерие… Александр Коганов. С этим замечанием я полностью согласен. Но всё-таки мне очень нравится концепция, что время не есть нечто отдельное от пространства, а время есть особый сектор четырёхмерия, и это четырёхмерие, как вместилище мира, имеет своё физическое качество. Александр Левич. Но ведь пространство – это срез четырёхмер- ного мира. Александр Коганов. Пространство, то, что мы называем простран- ством, – это определённый срез. Александр Левич. Поэтому, когда вы говорите про сектор, мне это не очень понятно. Сектор в пространстве, так сказать, это сектор в срезе. А время, это вся субстанция. То, что вы говорите про вакуум и время, я понимаю так, что вакуум – это пример одной из субстанций. Когда мы говорим о субстанциональности времени, можно гово- рить, что есть поля, есть вакуум, т.е. уже есть примеры субстанций, и субстанция – это не что-то совсем экзо- тическое. Поэтому, говоря о времени как о субстанции, мы не нарушаем правила, которые есть в науке. Александр Коганов. Понятно. Я здесь говорю о времени, не как о субстанции. А как о некоторой анизотропности этой субстанции. Иными словами, в этом четырёхмерном пространстве, или в вакууме, свойства зависят от на- правления. Если в обычном, привычном нам трёхмер- ном пространстве (а это суть срезы этого четырёхме- рия) свойства пространства не зависят от направле- ния, то в четырёхмерном пространстве они начинают зависеть от направления. И одно из этих направлений (то, свойства которого отличны от трех других напра- влений) мы и называем временем. Вот там, где, напри- мер, нарушается возвратность, возможность возвра- та… Александр Левич. Конечно. Но непонятно, откуда это свойство берётся. Ведь при четырёхмерии это просто постулат, что в одном из направлений есть свойство необрати- мости. Александр Коганов. Постулатом, скорее, является метрика че- тырёхмерия. А уже из этой метрики вытекает, что не- который сектор обладает особыми свойствами. И ме- трика, конечно, экспериментально проверяется. Александр Гордон. Пейджер опять разрывают, что доказывает акту- альность вопроса для каждого живущего, то есть раз- вивающегося и исчезающего во времени. Но раз уж вы затронули разные концепции, в том числе и Козы- ревскую, которая не получает пока эксперименталь- ных подтверждений… В одной из наших программ (и вопрос на пейджер пришёл именно об этом) излага- лась та концепция, что реликтовое излучение может являться, по сути дела, физическим носителем време- ни. Как вы относитесь к этой концепции? Александр Коганов. Я резко отрицательно к этому отношусь. Я по- мню эту передачу, и я хорошо знаю автора концепции, он участник нашего семинара, Григорий Михайлович Дмитриевский. Мы с ним довольно часто дискутируем на эту тему. Суть дискуссии заключается в следующем. Нейтрино, пусть даже реликтовые, сами по себе явля- ются частицами, и даже если предположить, что все остальные частицы распространяются по ним, как по среде, то есть они являются тем самым эфиром, по ко- торому распространяются волновые функции как объ- ект, то возникает вопрос: а сами-то нейтрино, в чём и как распространяются. Они же не могут быть средой для самих себя. Значит, им всё равно требуется ка- кая-то внешняя среда. То есть, мне кажется, что реликтовые нейтрино здесь не спасают положение. Это как бы перенос отве- та на вопрос на один шаг. Все частицы мы сажаем на реликтовые нейтрино, но тогда непонятно, куда, на что посадить сами эти нейтрино, они же тоже распростра- няются волновыми функциями, если это нейтрино. У них есть обычные квантовые свойства. Значит, для них всё равно требуется какая-то среда. Как раз концепция физического вакуума мне нравится тем, что она этот вопрос решает: физический вакуум самодостаточен. Он сам не распространяется, но действительно явля- ется средой, по которой распространяется всё осталь- ное. Это особое агрегатное состояние вещества. Понижая активную энергию вещества, мы проходим через плазму, газ, жидкость, твёрдое тело, сверхпро- водимость. А ещё ниже приходится уже разрушать атомы, чтобы понизить энергию связи. Далее, нужно уменьшать стабильность элементарных частиц, и тут мы доходим до состояния вакуума. Это агрегатное со- стояние с наименьшим возможным уровнем наблюда- емой энергии. То есть, эта концепция с нейтрино кажется хуже, чем концепция физического вакуума, и порождает некото- рые очень трудноразрешимые вопросы. Но я не знаю, как на самом деле реализуются квантовые процессы, конечно. Александр Левич. Я сам сторонник субстанционального подхода к происхождению времени. Я готов и реликтовые ней- трино рассматривать, как претендентов на искомую субстанцию для времени. Но наша Вселенная не от- крыта по отношению к реликтовым нейтрино. А вре- мя, по-моему, – свойство открытых систем. К тому же нейтрино, хотя и очень тонкая материя, но они – те же частицы. А с мой точки зрения, субстанция, кото- рая порождает время, субстанция, по отношению к ко- торой открыта наша Вселенная, не является такой же материей, какой являются обычные фермионы – т.е. электроны, протоны, нейтроны и другие частицы с по- луцелым спином. Дело в том, что, на мой взгляд, эта субстанция как раз порождает частицы и порождает взаимодействие этих частиц, но не является ни сами- ми частицами, ни носителем взаимодействий. Если ну- жен какой-то наглядный образ, то я привёл бы при- мер ключа, который бьёт в водоёме, или фонтана, ко- торый фонтанирует внутри водоёма, и этот водоём на- полняет. Такой фонтан – и есть частица. Накопление, убыль или «прохождение» субстанции порождают из- менения в нашем мире. Динамические свойства суб- станции, «фонтанирующей» в точках сингулярности, т.е. в частицах или зарядах, порождают взаимодей- ствие частиц. Генерирующие изменчивость мира суб- станциональные потоки принадлежат различным уров- ням строения материи. Непосредственно субстанция генерирующих потоков, по-видимому, не регистрирует- ся современными исследовательскими технологиями. Она порождает частицы материи, но не является эти- ми частицами. Она порождает взаимодействие мате- рии, но сама не участвует в этих взаимодействиях. Александр Коганов. Здесь есть интересный вопрос, приносит ли эта предматерия, так условно скажем, энергию в себе, то есть, постоянна ли энергия Вселенной, или она растёт, или она убывает? Есть и такая версия, что у Вселен- ной убывает энергия, что мы теряем её. Энергия, как способность механического действия, она пока что со- храняется в современных теориях, и в опытах она, бо- лее или менее, сохраняется. Но концепция субстанци- онального времени ставит этот вопрос. Есть теории, в которых посчитано, сколько примерно поступает энер- гии во Вселенную со временем: получается – очень ма- ленькие величины, и положительные, и отрицательные величины получаются очень маленькие. Они действи- тельно за гранью экспериментов, которые сегодня ста- вятся. И тем самым вопрос остаётся открытым. Если бы было предсказано, что в каком-то месте возникает киловатт-час в минуту, допустим, то его можно было бы обнаружить. Но этого киловатта нет. Есть ничтожно малая величина, и объект остаётся пока эксперимен- тально не воспроизводимым. Александр Гордон. У меня вот какой вопрос. Если говорить о реля- тивистском представлении о времени и пространстве и о максимально возможной скорости перемещения как скорости света, то попытки осмыслить нечто, выходя- щее за пределы скорости света, – сверхсветовые ско- рости – так или иначе связаны с проблемой времени. Ведь в этом уравнении… Александр Коганов. Причинность. Александр Гордон. Да, да, да, да, причинность. Можно поговорить о причинности, о стреле времени, то есть о направле- нии? И, поскольку очень много вопросов по поводу за- медления или даже остановки времени, может быть, несколько слов о том, возможны ли они. Представимы ли они? Александр Коганов. Но вначале я, позвольте, изложу классическую концепцию, точнее, уже ставшую сейчас классической. Есть много способов замедления времени, которые ча- стично даже реализуются, например, на ускорителях – это парадоксы близнецов – для этого надо тело выве- сти из системы координат наблюдателя, придать ему какую-то скорость, а потом замедлить. Тело возвра- щается значительно моложе, чем оно должно быть. В ускорителях секундами живут объекты, которые долж- ны жить миллиардные доли секунды. Это и есть эф- фект парадокса близнецов. Фактически, по теории от- носительности, это результат тех самых поворотов оси времени. Я излагаю классическую концепцию для объяснения этого наблюдаемого факта. Это результат того, что ось времени, которую называют «мировой линией» движу- щегося тела, поворачивается. И тело проживает свою жизнь как бы под некоторым углом к тому миру, в кото- рый она потом возвращается. За счёт этого получает- ся выигрыш во времени. Другой путь – тоже уже в 20- м веке полностью освоенный – это гравитационное из- менение темпа времени. Вблизи гравитирующих масс время идёт медленнее. Притом, там этот эффект в ка- ком-то смысле абсолютный. Там действительно идёт замедленное время для внешнего наблюдателя. Лю- бое тело, помещённое туда, начинает медленнее, ска- жем, выдавать радиосигналы. Если пустить туда объ- ект, похожий на первый спутник, то мы увидим, что он пищит всё медленнее и медленнее. Скажем, если бы такой передатчик падал на «чёрную дыру», то он бы замедлялся таким образом, что за бесконечное время падения на «чёрную дыру» он выдал бы только конеч- ное число сигналов. То есть время замедляется в бес- конечное число раз. Так что, по классической теории относительности, если нельзя сказать, что темп вре- мени управляем в обычном смысле, рычагом управле- ния, то, по крайней мере, он управляем путём переме- щения в пространстве. Александр Левич. Или с помощью полей гравитационных. Это экс- периментально обнаружено. Хотя есть гипотеза о том, что электромагнитное поле особой конфигурации и ин- тенсивности также может менять собственное время. Александр Коганов. Да. Есть и такие гипотезы. Если теперь пере- ходить к неклассическим представлениям, если дей- ствительно обнаружат субстанцию времени, то тут, ко- нечно, возникает очень много вопросов. Есть ли там экран? Можно ли эту субстанцию разрядить или сгу- стить? Так сказать, что с ней можно делать как с суб- станцией? Там уже возникнет некоторая более слож- ная система вопросов. Потом, что ещё хочется сказать – стрела времени, направление времени. Теория отно- сительности не допускает непрерывного поворота вре- мени на 180 градусов. То есть, можно замедлять вре- мя, но нельзя заставить тело жить назад. Для этого приходится делать скачок. В принципе, теория относительности допускает те- ла, которые живут по времени в обратную сторону. Больше того, допускаются тела, которые двигаются в неопределённом направлении времени – тахионы – так называют тела, которые двигаются быстрее, чем свет. И в разных системах координат они двигаются либо из прошлого в будущее, либо из будущего в про- шлое. Но со скоростью – больше скорости света. Всё это возможно, но это не обнаружено. Во-первых, надо чётко сказать, что теория это допускает, то есть, нет за- прета на это. Но нет никаких экспериментальных дан- ных о том, что это есть в природе. А, во-вторых, пере- ход из обычного вещества в тахионное вещество или из обычного вещества в вещество, живущее в обрат- ном направлении по времени, может произойти только скачком. Надо преодолеть световой барьер. Так же, как для авиации был звуковой барьер (он-то преодолён), в теоретической физике сейчас есть световой барьер. И, вроде бы, в современных представлениях, его преодо- леть принципиально невозможно. Ну, по крайней мере – макроскопическому телу. Невозможно предположить синхронный скачок мил- лиардов частиц, да ещё без разрушения связывающей их структуры. Частица должна умереть и родиться с противоположным направлением движения. Такие те- ории есть. В квантовой электродинамике, например, предполагается, что античастица по отношению к ча- стице – это как раз объект, который движется в обрат- ную сторону по времени. Это та же частица, но родив- шаяся с обратным направлением движения. Прове- рить это очень трудно. Это объекты, коротко живущие. Но в любом случае, мы-то их воспринимаем как объек- ты, живущие в нашем направлении времени и просто обладающие некоторыми зеркальными свойствами. Александр Гордон. Давайте себе представим, что мы не спутник запустили на «чёрную дыру», а, скажем, космическую станцию, где есть наблюдатель. Где есть кто-то, для кого существует субъективное представление о време- ни и кто может делать мгновенные выводы из наблю- даемого. Поскольку в момент падения время для него замедляется, что он наблюдает вне пределов той си- стемы координат, в которую он в данный момент по- гружён? То есть, грубо говоря, что для него происходит со Вселенной? Александр Коганов. Во-первых, он видит очень сильное синее сме- щение из иллюминатора своего корабля. Он видит, что Вселенная для него становится вначале синей, потом фиолетовой, потом рентгеновской. То есть, глазами он её уже не видит. Он может видеть её только в рентге- новский телескоп. И частота процессов, происходящих в той части Вселенной, которая не падает на «чёрную дыру», для него стремится к бесконечности. То есть, в принципе, при неограниченном приближении к «чёр- ной дыре» можно получить как угодно высокий по ча- стоте спектр звёзд, допустим, наблюдаемых. Это пер- вое, что он видит. Ну, а второе, это, конечно, кривиз- на пространства. Здесь мнения современных физиков расходятся, потому что не совсем понятно, как кванто- вая механика согласуется с теорией относительности. Это вопрос – релятивистской квантовой механики пока нет. Релятивистская теория – макроскопическая, она во- обще создана для больших тел. В сущности, общая те- ория относительности создана для космических рас- стояний. А квантовая механика создана для наблюде- ния очень нестабильных микроскопических объектов, и даже математически там очень существенная разни- ца. Разного типа операторы используются для модели- рования измерения. Так это проявляется даже на уров- не математики. А фактически, вопрос вот в чём заклю- чается. Когда наблюдатель попадает под мощное гравита- ционное поле, неважно, чёрная дыра или не чёрная дыра, он попадает в зону высокого гравитационного поля, и там происходит очень сильное искажение про- странственно-временных масштабов. О времени мы сейчас поговорили, а меняются ещё и пространствен- ные масштабы. И пространственные расстояния меня- ются, а, скажем, радиусы взаимодействия частиц при этом не меняются. По крайней мере, квантовая ме- ханика не даёт никаких прогнозов, как изменятся ра- диусы взаимодействия частиц. При тех деформаци- ях, которые следует ожидать, в сильных гравитацион- ных полях, в сущности, обычные поля – электриче- ские, электромагнитные, слабые или сильные взаимо- действия, – они просто должны разорваться. Эти де- формации должны отодвинуть частицы на такие рас- стояния, что они перестанут взаимодействовать. И те кванты, с помощью которых они взаимодействовали, просто не будут долетать. Они, вылетев из одной ча- стицы, уже не будут попадать в другую частицу. Это поле их отклонит, они улетят куда-то. Поэтому здесь, конечно, всё не так просто. Этот наблюдатель, которого мы нарисовали, он идеализи- рован, конечно. Мы проигнорировали его химическую природу, мы поместили его в мир, где, вообще гово- ря, может быть, просто не будут происходить те физи- ческие взаимодействия, которые нужны для его функ- ционирования. Достаточно сказать, что простые части- цы, которые падают в зону сильной гравитации, очень сильно излучают. Там возникает эффект типа черен- ковского свечения, и это очень сильное излучение, ко- торого нет в обычном для нас мире. При этом, излуче- ние и его кванты существуют во всех системах коор- динат. Поэтому там явно идёт какая-то другая жизнь, какой-то другой мир, который мы сегодня толком, в об- щем-то, описывать не умеем. То есть отдельно суще- ствует квантовая механика, для малых расстояний и, я бы сказал, для огромных установок, которые изуча- ют очень маленькие объекты. И наоборот, существу- ет релятивистская теория, которая описывает крохот- ную, пренебрежимо малую установку в гигантском кос- мосе. И у них совершенно разные законы у этих меха- ник. Единой механики, объединяющей и то и другое, не существует. Ну, например, оператора времени в квантовой меха- нике нет вообще, потому что все измерения в кванто- вой механике осуществляются путём повторения. Что- бы измерить какой-то объект, его надо предъявить много раз и взять среднюю характеристику. Момент времени мы не можем предъявить много раз. Поэто- му оператор времени не является квантово-механи- ческим, и время в квантовую механику вводится из макроскопических теорий. Есть классические модифи- кации квантовой механики под Ньютона, Галилея. А есть релятивистские модификации. Но, в любом слу- чае, внутри квантовой механики время существует как внешний параметр, который получен извне. Можно да- же как-то, на семантическом уровне, сказать тут ка- кие-то слова, что это время тех самых макроскопиче- ских установок. Гигантские установки: ускорители, ре- акторы – это массивные тела, и время квантовых про- цессов – это время этих установок. Можно так сказать. Но это будут слова, это будет философия, натурфи- лософия, а математического аппарата, который связы- вал бы такое внешнее время с внутренним временем квантовой механики, не существует. Это – одна из про- блем. Вообще, в квантовой механике очень тяжело с понятием системы координат, поскольку не совсем по- нятна система отсчёта, с чем связать в квантовой ме- ханике наблюдателя. Система отсчёта берётся из ми- кроскопических тел, потому что там есть какая-то опре- делённость. Можно указать начало отсчёта, скорость движения, там есть все эти необходимые параметры. А квантовая механика не располагает теми телами, на которые можно было бы посадить наблюдателя. И та- кая трудность есть. Александр Гордон. Возвращаясь к релятивистской теории. Стрела времени, находящаяся в полёте, определяет траекто- рию этого полёта раз и навсегда, неизменно. То есть, грубо говоря, будущее столь же реально, сколь и про- шлое, оно уже существует и оно неизменно. Так ли это в релятивистской теории? Александр Левич. Дело даже не в том, релятивистская у нас тео- рия или нет. Действительно, существует точка зрения на мир как на некое статическое образование. Мир, в котором и прошлое, и настоящее, и будущее уже су- ществуют одновременно. Именно эту картину нам даёт четырехмерный мир Минковского. И то, что мы назы- ваем временем, – это иллюзия. Иллюзия в том смы- сле, что время возникает вместе с лучом сознания. Ко- гда луч сознания высвечивает ту или другую точку на- шей мировой линии, затем высвечивает следующую и следующую, вот тогда возникает время. А весь мир, тем не менее, статичен. Вот это и называется стати- ческой концепцией времени. А течение времени – это свойство сознания, скользящего по миру. Но статиче- ская концепция – всего-навсего один из подходов. Есть противоположная – динамическая концепция, соглас- но которой существует только настоящее, прошлого уже нет, будущего ещё нет. И природа времени кроется в процессе, который называется становлением – воз- никновением настоящего из будущего и уходом насто- ящего в прошлое. Наряду с такими двумя концепциями можно назвать ещё несколько подходов ко времени. В частности, это упоминавшаяся уже субстанциональная трактовка, ко- гда время есть некая сущность, возможно, существую- щая в мире, но пока недоступная нашим эксперимен- тальным технологиям. И недоступная, может быть, по- тому, что пока нашей цивилизацией не набрана необ- ходимая для регистрации субстанций «сумма техноло- гий». Не так давно, около 100 лет назад авторитетные учёные спорили, есть ли на самом деле атомы, позже спорили, существуют ли гены. Может быть, настанут дни, когда не нужно будет спорить о реальности гене- рирующих субстанциональных потоков, поскольку мы научимся предъявлять их в убедительных эксперимен- тах. В противовес субстанциональной концепции, су- ществует концепция реляционная, которая не предо- ставляет времени самостоятельного бытийного стату- са, не связывает время с какими-то гипотетическими потоками или гипотетическими субстанциями, а выво- дит время из свойств реальной материи и известных частиц. Этими частицами могут быть и нуклоны, могут быть и планеты, и звёзды, и галактики. Реляционная концепция говорит о том, что реаль- ные объекты изменяются, и эти изменения следует описывать с помощью отношений между самими объ- ектами. Эти отношения чаще всего связаны с механи- ческим движением или каким-то обобщённым движе- нием, описывающим изменения. В реляционных гипо- тезах время не имеет своего «текущего» референта в природе. Время оказывается конструктом в нашем описании наблюдаемых движений для привычных объ- ектов. Таким образом, реляционная концепция также позволяет моделировать понятие времени. Наши кол- леги, Владимир Владимирович Аристов, Юрий Серге- евич Владимиров, строят конструкции времени, кото- рые они относят к области реляционных, а не субстан- циональных. Сам я думаю, что реляционный и суб- станциональный подходы скорее дополняют друг дру- га, чем противопоставлены друг другу. Потому что, как нет реляции без субстанции, как нет отношений без объектов, так нет и объектов без отношений между ни- ми, в частности, без движений и без изменений. Александр Гордон. И всё-таки, какова роль субъективного наблю- дателя, и не является ли время всего-навсего фило- софской концепцией, нашим ощущением смертности и разрушения, исчезновения, а на самом деле нет ника- кого времени? Помимо наблюдателя нашей системы, никакого времени нет. Александр Левич. Во многом ответ на такой вопрос зависит оттого, что мы с вами согласимся или не согласимся называть временем. Я исхожу из того, что время – это изменчи- вость Мира, и убеждён, что изменчивости подвержен не только я и мои соплеменники по человеческому ро- ду, но изменчивости подвержено всё в мире, начиная со Вселенной и кончая песчинками, атомами, электро- нами. Если понимать время так, то оно, конечно, ста- новится свойством далеко не только живой природы и не только воспринимающего сознания. Если ко време- ни относиться по-другому, то есть принять, что измене- ния, процессы – это не время, а время – это наш спо- соб описания или мышления о процессах, тогда, конеч- но, время из феномена становится ноуменом, то есть продуктом человеческого разума. Но, боюсь, что это переопределение происходит только за счёт измене- ния терминологии. Александр Коганов. И всё-таки очень интересен в этом плане, в пла- не вашего вопроса, такой аспект. Вот есть субъектив- ное время, есть моё субъективное время, есть ваше субъективное время, у каждого телезрителя своё субъ- ективное время. И всё-таки мы как-то все вместе более или менее понимаем, о чём мы говорим. То есть, есть какое-то ощущение ещё одного времени, которое вос- принимается обществом. Ну, время страны, допустим, или время человечества. Это, видимо, не просто по- нятийное явление. Наверное, в нас заложено какое-то ощущение коллективной синхронизации. Так сказать, в каждой особи. Это, наверное, ещё на животном уровне происходило – не на человеческом, а на дочеловече- ском. Когда особь, допустим, в обезьяньем стаде (если мы действительно от них произошли), синхронизиро- вала себя со всеми остальными особями. Нужно было как-то находить «по координате времени» общий язык. И, по-моему, в нас это есть. В нас есть какое-то чувство общего времени, кроме чувства субъективного време- ни. Я сейчас говорю на уровне субъективных ощуще- ний, а не уровне позитивной науки. Александр Левич. Я в своих предположениях, мне кажется, захожу ещё дальше. Для меня, в некотором смысле, «время и жизнь» и «время и сознание» – синонимы. Это связано с моими представлениями о времени как о потоках, ко- торые пронизывают Вселенную, и с тем, что таких по- токов на самом деле несколько. Источники или исто- ки генерирующих потоков – сингулярности, через ко- торые потоки «проникают» в нашу Вселенную – моде- лируют заряды не только физических взаимодействий. Для меня организм – это тоже заряд. Заряд, через кото- рый в наш мир входит определённая субстанция и по- рождает течение биологического времени. Также в мо- их гипотезах существует субстанция, которая порожда- ет психику. Поэтому есть живые организмы, обладаю- щие психикой и живые организмы, которые психикой не обладают в зависимости оттого, являются ли они ис- точником определённых глубинных потоков. Точно так же, как среди элементарных частиц могут быть части- цы, которые участвуют и в электромагнитном, и, ска- жем, в сильном взаимодействии, а могут быть такие, которые участвуют только в одном из этих взаимодей- ствий. Ясно, что названная точка зрения достаточно спекулятивна, и следовало бы как-то объяснить, поче- му неизбежны подобные спекуляции… Александр Гордон. После 18 лет работы семинара… Александр Левич. Я считаю результатом работы семинара не только конкретные модели и теории, но и изменение парадигмы современного естествознания. И всё-таки очень интересен в этом плане, в пла- не вашего вопроса, такой аспект. Вот есть субъектив- ное время, есть моё субъективное время, есть ваше субъективное время, у каждого телезрителя своё субъ- ективное время. И всё-таки мы как-то все вместе более или менее понимаем, о чём мы говорим. То есть, есть какое-то ощущение ещё одного времени, которое вос- принимается обществом. Ну, время страны, допустим, или время человечества. Это, видимо, не просто по- нятийное явление. Наверное, в нас заложено какое-то ощущение коллективной синхронизации. Так сказать, в каждой особи. Это, наверное, ещё на животном уровне происходило
|
В поисках Троянской войны
Фантазеры
Опытная средняя подводная лодка проекта 1710 "Макрель"
Антропный принцип
Интеллект-видео. 2010. RSS
|
|