Выступления по этой статье:
Ответ автора от 22.07.2018, д-р Коллендер Борис,Выступление от 22.07.2018, д-р Ейльман Леонид, Соединённые Штаты Америки
Очень интеревсны рассуждения автора о времени вообще и о библейских временах в частности.
Наше представление о времени носит двойственный характер: в обыденном плане вряд ли кто усомнится в однозначности этого понятия, но в научных изысканиях мы до сих пор не сумели разобраться в его многочисленных интерпретациях. В чем тут дело? Что заставляет нас мучительно искать адекватный подход к данному понятию? Отчасти моя статья написана под впечатлением от доклада доктора Элизабеты Левин «Различия между измерениями длительности в лабораторных экспериментах и измерениями времени в науках о жизни и гуманитарных науках». Однако ее работа явилась для меня, скорее, поводом высказать мысли, отличающиеся от изложенных в докладе, да и вообще в литературе. И я надеюсь, что мои представления помогут читателям найти реалистичный подход к проблеме времени, а также, возможно, послужат тропинкой к пониманию ситуаций, которые уже сотни лет являются неразрешимыми загадками для науки.
Можно констатировать, что о времени в научной литературе написано, пожалуй, больше, чем о любви в художественной. Высказываются разнообразнейшие точки зрения и предположения (к ссылкам, упомянутым д-ром Э.Левин, можно добавить «пожирание времени звездами» Козырева, неравномерность потока времени, водовороты времени и другие экзотические высказывания). На мой взгляд, мы в очередной раз сталкиваемся с ситуацией, когда в попытке углубления некоторого понятия мы заходим так далеко, что теряется изначальная сущность изучаемого объекта: среди всей этой массы информации либо не встречается, либо так глубоко зарыто, что его почти не видно, самое главное, на мой взгляд, условие — время — это некий параметр физического процесса, который измеряется с помощью другого (или даже того же самого) периодического процесса. Другими словами, говорить о времени имеет смысл только тогда, когда его можно измерять с помощью некого эталона (кстати, это относится не только ко времени, но и к размерам). Я выделил слово «периодического», поскольку никаким хаотическим процессом время измерить невозможно. И эта мысль является главной, поскольку понятно, что во всех ситуациях, когда разговор заходит о времени, невозможно найти ни одного случая, когда это было бы не так.
Вот такой вывод: нет времени без процессов, как нет процессов без времени.
Поскольку рассуждения о времени в литературе столь сложны и непонятны (возможно, и самим авторам), то хотелось бы на конкретных примерах понять, почему же у нас возникли такие проблемы со временем (особенно это касается наук о жизни и гуманитарных наук). Казалось бы, что может быть проще: выбери эталон, отметь начало события и его конец (то есть, определи длительность события в эталонах), подбери цепочку событий так, чтобы конец предыдущего совпадал с началом следующего, и у вас получится единое, непрерывное время, которым можно оценивать всю историю цивилизации и даже время существования Вселенной. Что же конкретно понудило нас искать нечто иное, чем то, о чем я написал в данном абзаце? Зачем нам считать время то скалярной величиной, то вектором, то тензором, то оператором?
Физику должно быть понятно, что важнейшую роль в измерениях играют выбранные нами эталоны измерений. В современной физике (да и не только в ней) мы имеем несколько измерительных систем, в основе которых лежат разные эталоны. Но мы уже настолько умны, что легко переходим из одной системы измерений в другую. Но что было тогда, когда никаких реальных систем измерений не существовало, и, тем более, не существовало переходов между ними? Как могли люди описывать длительности событий в те времена, когда не только механических, но и песчаных часов не существовало? Природа дала нам не так уж много циклов, которые мы могли бы заложить в качестве измерительных эталонов. Мы даже сейчас не можем использовать циклы оборотов электрона вокруг ядра атома из-за их малости. Секунда не является прородным циклом (ну, может, она как-то коррелировалась с ударом сердца?). Минуты и часы — тоже не природные циклы, чтобы древние могли бы их связать с каким-либо устойчивым природным циклом. Такими циклами являются обороты Земли вокруг своей оси, вокруг Солнца и лунный цикл (лунный цикл — практически месяц, а неделя — одна из четвертей Луны). Однако, до самых последних столетий никто не смог бы просчитать ни последовательность в оборотах Земли вокруг оси, ни вокруг Солнца, ни в лунных циклах: отдельные «короткие» отрезки времени мы могли бы еще как-то восстановить, но не всю последовательность.
Последовательность могли бы восстановить разные методы измерения времени, в частности, радиоуглеродный анализ событий. Однако, для тех, кто внимательно прочитал литературу, посвященную этому методу, ясно, что в его достоверности имеются большие сомнения: ошибка в измерениях иногда совершенно непредсказуема. Отмечены ситуации, когда достаточно позднее событие (явно относящееся к человеческой деятельности) датируется этим методом задолго до появления первых людей. И наоборот, в реальности древнее событие по данной методике еще не наступило. Например, занимательной, на мой взгляд, выглядит фраза, высказанная Пригожиным (он лишь повторяет результаты чьего-то исследования), что в каменной породе, возрастом 3,8 миллиарда лет нашли следы биологических веществ. А меня интересует, на какой глубине нашли эти камни, если возраст Земли оценивается в 4,2 миллиарда лет? Если за тысячи лет наносятся десятки метров породы, то что будет за миллиарды лет?
Но вопрос не только в том, что у нас нет единого во все времена эталона измерений времени, но и в элементарных логических и философских ошибках. Попробую это показать.
1. Начну с самого «древнего» случая: с Большого Взрыва.
Итак, по современным представлениям, в том вакууме, энергия которого в среднем была равна нулю (хотя за счет принципа неопределенности в нем могли совершаться хаотические ненулевые колебания энергии относительно этого нулевого уровня), произошел взрыв, который и положил начало развитию Вселенной. Среди бесконечного множества вопросов, которые следовало бы задать авторам идеи Большого Взрыва (а ведь разные авторы иногда вкладывают в идею несколько разные смыслы), есть один, который я задам сейчас: мог ли такой ваккуум прийти к взрыву в принципе?
Под взрывом мы обязаны понимать то, что вот взрывчатка лежит на складе и не взрывается до тех пор, пока некоторые ее параметры ни придут к определенному критическому состоянию. То есть, обязан существовать физический процесс изменения ситуации, который в описываемом вакууме на самом деле существовать не мог. Мы еще можем представить себе взрывчатку, которая взорвалась через миллионную долю секунды после ее создания: мы же видим все предыдущие стадии ее создания. Но там ведь некий вакуум, в котором нет периодических колебаний и им неоткуда взяться. Так когда же произошел взрыв? Мгновенно, после того, как такой вакуум возник (из чего?)? Или все это существовало бесконечное время, хотя времени пока еще нет?
Такое впечатление, что идею Взрыва предложили ученые, которые никогда ничего не взрывали.
Об изменении эталонов измерения времени в процессе развития Вселенной я выскажусь чуть позже, а сейчас о других парадоксах времени в литературе. И это уже о времени в науках о жизни и гуманитарных науках
2. О длительности жизни библейских патриархов.
Как нам следует относится к написанному в Торе и Библии? Существует мнение, что древние были отъявленными лгунами, поскольку писали совершенно невозможные вещи. Я не вижу смысла им лгать: они вряд ли хотели зашитить докторские диссертации, чтобы стать во главе кафедр и институтов. Они писали правду о том, что видели, и наша задача понять, как такое могло быть правдой.
Итак, перед нами целый ряд патриархов с продолжительность жизни более 800 лет (Мафусаил даже 969 лет). Один только Енох жил 365. Но вспомните фразу «он ходил перед Богом» (ну какой еще тут может быть смысл, кроме того, что он был убогим, то есть, больным?). А потому он даже не умер, а «Бог взял его», то есть молодые не умирают: их забирает Бог.
Многие выдающиеся ученые (например, Ньютон) пытались разгадать загадку длительных сроков жизни патриархов, и почти все из них понимали, что у древних евреев не мог быть 365-дневный годовой цикл: они физически не смогли бы его установить, живя в степной, или пустынной местности (где нет четких ориентиров, чтобы увидеть вращение неба и сопоставить его с количеством дней) и с погодой без четких сезонных изменений. Кстати, даже лингвистически слова «год», или «шона» совсем не связаны с нашим годовым циклом. Возьмите слова «год» в русском и однокоренное «година» в иных славянских языках. Они же совсем о разных интервалах времени. Кстати, слово «годен» (с тем же корнем «год») в данном случае означает, что еще не завершился период времени, когда оцениваемое изделие было изготовлено (вот такой эталон времени и одновременно качества). И слово «шона» означает «перемены», и только сейчас приобрело смысл современного года. Единственным мерилом времени у древних евреев мог быть лунный цикл (интересно предположить: живет человек, каждый месяц в некую «копилку» он, или кто-то другой складывает камешек, а после смерти эти камни укладываются на могилу; нашли мы могилу Мафусаила через тысячу лет после его смерти, когда научились считать до тысячи, посчитали камешки и узнали, что жил он 969 циклов). То есть, сроки жизни патриархов надо разделить чуть более, чем на 12. Тогда продолжительность жизни была бы порядка 75-80 лет, что хоть и много, но приемлемо. Вот что значит реальное отношение к эталонам.
Единственное, что удерживало ученых от признания этой теории, это то, что был еще один список: возраст отцов, в котором у них рождались сыновья. По этому списку получалось, что некоторые из них рождали сыновей, когда им не было еще 5,5 лет. Как сказали бы наши внуки: «Полный облом».
Перед нами непреодолимая преграда, которую можно преодолеть только верой в Бога. Но эту преграду создали мы сами, полагая, что уклад жизни древних людей никак не мог отличаться от нашего (я очень часто встречал в научной литературе наивные попытки приписать древним людям наш образ мыслей). Но давайте попробуем мыслить реалистично.
В реальности перед всеми древними родами и племенами стояла важнейшая задача увеличения численности (воевали дубинами и ножами, но не пулеметами). Но вот незадача природы: забеременевшая женщина практически на год выпадала из процесса продолжения рода и при этом рожала в среднем одного ребенка за раз. А вот мужчина за год при определенном напряжении мог бы зачать до 730 детей. Но у него только одна жена. Как тут ускорить процесс роста населения?
Понятно, что логику древних мы сейчас можем только предположить (хотя и с высокой долей вероятности, поскольку есть некоторые намеки), но наше предположение все-таки вероятнее, чем утверждение, что вот такие были условия жизни, что жили по 800-900 лет (думаю, что совсем наоборот, тем более, что не нашли костей, подтверждающих такие сроки жизни). Я своим предположением не боюсь бросить тень на патриархов, поскольку они были людьми мыслящими реально и решавшими реальную задачу. А потому они вполне могли допустить такой уклад жизни, который наши современники бы осудили. В отличие от мусульман, которые посчитали правильным узаконить брак одного мужчины с четырьмя женщинами, древние евреи пошли другим путем. Когда мальчик достигал 4-5 лет отроду, то его женили на девочке 12-13-15 лет. И, поскольку мальчик был еще не готов к роли мужа, то эту роль вполне мог играть его отец (если уже достигал 12-13 лет), или даже дедушка. А родившихся детей записывали на маленького мальчика (не потому ли у евреев отцовство не устанавливалось, а играло роль только материнство). Конечно, сейчас можно с негодованием отвергнуть данное предположение (патриархов обвинили в святотатстве), но откуда взялось право первой брачной ночи (кстати, не противоречащее христианской морали) и снохачество, которое существовало (а где-то и сейчас существует) и тоже не у самых диких народов?
Разве мы не предложили способ приведения временного несоответствия в реальные рамки?
Не до конца, поскольку есть еще 96 лет, в которые Сарра родила ребенка. Если ее возраст разделить на те же 12, то окажется, что она родила в 8 лет (и с уже «увядшими сосцами»?). Обратили ли вы внимание на то, что после первых патриархов продолжительность жизни как-то плавно уменьшилась до 200 лет, а потом Бог вообще положил срок жизни людей в 120 лет? Что может быть важно для людей, кроме лунного цикла? Совершенно неоспоримо, что урожаи. А урожаев в том месте может быть от двух до трех за год, например, в зависимости от продукции. Если принять эту новую систему (новый эталон времени), то Сарра родила в интервале от 32 до 48 лет. Это, конечно, позновато для того времени, но вполне реалистично (в этом возрасте и сосцы могли иссохнуть). Хотелось бы думать, что цифра близка к двум, поскольку лучше бы продолжительность жизни, установленная Богом, была бы ближе к 60, чем к 40.
Другими словами мы увидели, что Тора (Библия) — не религиозная фантазия, а самая настоящая научная книга, в которой описан переход от одной системы измерения времени к другой (смена эталонов измерения).
К временным парадоксам, заставившим нас сомневаться в «линейном» понятии времени, следует добавить еще несколько. Сроки Потопа в разных местах Междуречья не совпадают (более, чем на 2 тыс. лет). Продолжительности жизни царей в той же местности по Полу Джонсону («История евреев») великоваты. Вениамин из Толедо, более 800 лет назад попавший в Домаск, не смог правильно назвать имя правителя (вот таким тупым был Вениамин, что переврал имя, которое ему назвали местные жители), которое зато точно знают современные историки. Ученые средних веков в Европе и Азии изучали интенсивности появления на небе комет. И пики интенсивности в европейских и азиатских исследованиях не совпадают по годам.
3. Почему путь из египтян в ханаане занял 40 лет?
Разведчики, которых послал Моисей, проделали этот путь гораздо быстрее (может, дней за сорок). Но вот большинство из них сомневались в возможности завоевания Ханаана. Дальше легенда говорит, что то ли Бог, то ли сам Моисей решили, что данная осторожность является проявлением рабской психологии, и надо дождаться, пока вымрут все ее носители.
Мы, не сумев пока найти истинные причины, пытаемся вложить в головы тех людей то, что абсолютно не стыкуется с ситуацией. Люди с рабской психологией не могли уйти в столь авантюрный исход. Кроме того, на любом военном совете есть «кавалеристы» и сторонники осторожных мер, и никто не называет последних рабами. Должна быть очевидная и просто физическая причина столь долгого и зигзагообразного пути евреев через пустыню.
Для меня ключевым моментом в решении этой проблемы стала фраза гида о том, что во времена Иисуса в Назарете жили 300 человек, поскольку колодец не смог бы напоить большее количество.
По пустыне можно идти только от колодца к колодцу желательно в течение одного дня. Но все колодцы уже сосредоточили вокруг себя столько людей, сколько они смогут напоить. Ну пару путешественников еще напоят, но не тысячи человек. Этим тысячам тогда нужно завоевать колодец, который аборигены будут защищать до последнего человека, поскольку потеря колодца — это ужасная смерть в пустыне. Все это требует времени. Причем нужно еще организовать водоносов из предыдущего водного источника. А потом накопление воды, чтобы либо найти новый колодец, либо место, где его можно вырыть. А там все опять повторяется. И возможные колодцы вовсе не лежать на нужной дороге, и тогда по пустыне необходимо идти галсами, что создает иллюзию метания. То есть, переход от колодца к колодцу составляет не один день (как нам кажется), а, возможно несколько месяцев, или даже годы. Вот так и получилось 40 лет. Вот такие кодоны времени.
4. Время в физических экспериментах и в теории.
Когда мы записываем математическое уравнение, которое на наш взгляд характеризует некий физический процесс, мы соединяем математическими действиями переменные величины (размеры и их производные, и время), а также параметры, которые мы считаем постоянными величинами. И при этом нам кажется, что все переменные (например, x, y, z, t) являются некими «мировыми» переменными, одинаково воспринимаемые во все времена и в любой точке пространства.
Главное, на мой взгляд, в том, что любое уравнение математики, если оно описывает физический процесс, функционально связывает между собой переменные и параметры, которые вне зависимости от нашего осознанного желания обязательно должны иметь размерность. В данной ситуации под размерностью следует понимать то, что обязательно существуют некие эталоны измерений, и каждое переменное и параметр представляют собой некоторое число данных эталонов, или их комбинации. Без размерностей уравнения лишены всякого физического смысла. Переменные в данных уравнениях – это время и расстояния, или их производные любого порядка, параметры – некие физические «константы» (как правило, устанавливаемые экспериментально), связывающие между собой эти переменные. Константы в кавычках означают, что они на самом деле могут и не быть константами на все времена.
Таким образом, как только мы записываем уравнение самого общего вида
Y= f(x1,…xn,t, ∂x/∂t,…∂nx/∂tn и так далее для всех xi),
то должны понимать, что, поскольку никакого мирового времени T и мирового размера Х не существует, то мы осознанно (или неосознанно) закладываем в уравнения переменные t и х, измеряемые в секундах и метрах. Секунда сейчас есть время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Метр— это длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299 792 4581 секунды. То есть, эталоны секунды и метра сейчас и ранее очевидным образом связаны с наличием вещества, определяются и измеряются им.
Не означает ли все это, что уравнения, описывающие эволюцию Вселенной, имеют смысл только для того интервала времени, когда вещество уже образовалось? Я сейчас отложу вопрос о том, что размерности переменных и параметров уравнений могли изменяться во времени плавно (никакими научными данными этого опровергнуть невозможно, но, более того, на это существуют явные намеки). Но то, как описывается процесс эволюции, говорит, что атомы водорода образовались через 380 тыс. лет после Большого Взрыва (в данной ситуации неважно, является ли это правильным представлением, или нет: важно то, как ученые описывают «фазовые переходы» в состоянии материи сразу после Большого Взрыва и до настоящего времени). До этого времени вещества, которое можно было бы положить в основу создания эталонов, просто не было. Было что-то другое, но там и время, и размеры были другими, и, думаю, мы абсолютно не знаем какими. Кроме того, у нас нет никаких оснований считать, что скорость света и частота колебаний при переходе между двумя сверхтонкими уровнями в атоме цезия-133, а также все остальные параметры вещества и пространства, которые мы считаем божественно неизменными, таковыми являются на самом деле. Что означают статьи с названием «Непостоянные постоянные», или заявление, что Вселенная в некоторые моменты расширялась быстрее скорости света?
Все это говорит о том, что эволюция природы (а это и есть эксперимент, причем самый длительный) происходит в условиях изменения как переменной времени t, так и переменных пространства x,y,z. И мы просто не имеем права использовать теоретические уравнения с неизменными переменными, а заодно и параметрами. Если я правильно понял д-ра Э.Левин, то она написала именно об этом. Однако, сознаюсь, что не понимаю необходимость «признать исторический характер мира» (Р. Унгер), поскольку никак по-другому этот характер и не представляю.
5. Задача о замене масла в автомобиле.
В физике так получилось, что использование в некоторых задачах многомерного пространства вместо привычного трехмерного существенно облегчило решение этих задач. Облегчило настолько, что ученые забыли, что системы с n степенями свободы все равно находятся в том самом трехмерном пространстве. Ну, а от этого вообще перешли к одиннадцатимерному пространству Вселенной. Аналогичной формальной ошибки, на мой взгляд, следует ожидать и от подмены понятия времени временными кодонами.
Наверное, задача с заменой масла в автомобиле, которая, на мой взгляд, не имеет практического звучания, взята в качестве простейшего примера, позволяющего читателю понять, что же может происходить в более сложных системах. Попробую ее рассмотреть со своей точки зрения тоже в качестве простейшего примера.
Вообще-то, замена масла требуется не только от срока, или пробега (д-р Э.Левин об этом говорит), но иногда от режима эксплуатации машины (если даже на короткое время был перегрев двигателя, то компьютер машины потребует замены масла). То есть, кодон времени должен быть сложнее. Но дело в том, что такое происходит редко, и еще реже масло может испортиться внутри двигателя, если машина не работает. Несмотря на эмоциональные утверждения неспециалистов машина практически на 100% стареет не в гараже, а на дороге. В этой ситуации установление календарного срока замены масла не имеет никакого смысла (кроме желания механиков заработать немного больше). Более того, в тех машинах, где всем управляет компьютер, он потребует от вас замену масла только в результате пробега (если не было перегрева).
(Кстати, интересный момент: механики задолго до ученых использовали в качестве эталонов измерения времени — на самом деле пробега — экзотические эталоны. Один из них сказал однажды, что тормозные колодки пройдут еще два масла — две замены.)
В машине сотни, если не тысячи деталей, каждая из которых имеет свой срок службы. И длительности этих сроков вовсе не совпадают друг с другом. И возможность длительной эксплуатации машины определяется при этом ее ремонтопригодностью, то есть, возможностью заменять вышедшие из годности детали. В данной ситуации мы могли бы составить сложнейший кодон времени, но, наверное, это не имеет смысла, поскольку легче об этом не думать, а просто менять детали. И делать это до тех пор, пока не станет ясно, что стоимость замен становится большой, и дешевле купить новую машину. То есть, уже теперь деньги становятся эталоном времени. Ну почти «время — деньги».
Труднее с биологическими объектами (особенно с людьми), но и здесь уже начинают использовать приемы ремонтопригодности (замену органов), да и «старые» способы лечения позволяли нам прожить дольше. А срок прожитой человеком жизни отсчитывается от рождения до смерти вне зависимости от того, сколько может проработать какой-либо орган. Иногда его даже удаляют, а человек живет.
Резюмируя сказанное, можно утверждать, что, конечно, в некоторых задачах для упрощения понимания ситуации можно использовать сложные и многоуровневые кодоны времени, но никогда не нужно забывать, что все это существует в самом обычном едином непрерывном времени.
6. «Часы Феникса».
Конечно, в исторических научных исследованиях нам хотелось бы найти такие устойчивые циклы, с которыми мы могли бы связать качественные культурные изменения в человеческой цивилизации. Но, к сожалению, таких циклов пока найти не удалось (возможно кому-то кажется по-другому), поскольку многие события, описываемые в легендах, или исследованиях, которые мы считаем научными, иногда настолько не совпадают во времени в разных «странах», что люди считают их разными событиями (но, почему-то очень похожими). Но мне сейчас хотелось бы сказать не об этом.
Как-то я беседовал с врачом, и он рассказал о медицинском «гороскопе». В зависимости от того, сколько солнечного света и различных витаминов (а это зависит от времени года) получает беременная женщина и ее плод от сроков зарождения до родов, и даже после них, зародыш может формироваться по-разному: здоровье и особенности человека в дальнейшем будут определяться этими сроками. Это понятно, поскольку логично с физической точки зрения.
Я готов предположить, что состояние системы (возможно, это ноосфера) определяет некоторые процессы в человеческой цивилизации. Климат может быть разным и влиять на человеческую активность, магнитные бури ее подавлять и так далее. Я не исключаю и того, что все параметры пространства (их изменения во времени), в котором мы существуем, тоже влияют на активность человеческой деятельности. Но мне, читая литературу, хотелось бы увидеть связь всего этого с, например, положением планет в пространстве. Я не люблю гороскопы и вообще астрологию, поскольку не вижу такой связи.
Мне совершенно непонятно, каким образом две не самые большие (особенно маленький Плутон) и не самые близкие к Земле планеты (тем более, что Плутон сейчас даже не считают обычной планетой) могут влиять на состояние ноосферы Земли (почему не Юпитер с Сатурном?). Я не верю (по крайней мере, потому, что ни один из авторов этого не показал), что здесь есть хоть какая-нибудь физическая связь. Кстати, наклон плоскости орбиты Плутона к плоскости эклиптики такой большой, что весьма вероятно, что Плутон вовсе не формировался внутри солнечной системы, а был захвачен ею относительно недавно. И мы вовсе не знаем, когда: мы Плутон-то увидели менее 100 лет назад. А если не было всех предыдущих циклов? Или гибель динозавров вовсе не была связана с циклом Нептун-Плутон?
Ну, а если связь все-таки есть (мы ее просто пока не видим), то для того, чтобы считать предположения верным, следует ответить на три вопроса. Во-первых, во всех ли периодах часа Феникса происходили эпохальные события (кстати, что означают слова «человеческие культуры развиваются кардинально различным образом»?)? Во-вторых, все ли эпохальные события происходили именно в период часа Феникса? В-третьих, к каким событиям следует отнести эпидемии чумы в Европе средних веков, уничтожившие половину ее населения? Явление кризисное для Европы, может, даже изменившее культуру.
7. Заключение.
Мне кажется, что с успехом решая сложнейшие задачи, связанные с многочисленными проблемами времени, мы совершенно забыли о тех свойствах данного философского понятия, которые и определяют его. И в физике, и в других науках, которые мы привыкли называть науками о жизни и гуманитарными науками, на мой взгляд, следует отнестись ко времени, как к единому, непрерывному параметру длительности. Понятно, что иногда это чрезвычайно трудно, требует дополнительных знаний, или глубокого логического мышления. Но у нас нет другого пути, иначе мы скатимся либо в религиозность, либо в мистику.
Наше представление о времени носит двойственный характер: в обыденном плане вряд ли кто усомнится в однозначности этого понятия, но в научных изысканиях мы до сих пор не сумели разобраться в его многочисленных интерпретациях. В чем тут дело? Что заставляет нас мучительно искать адекватный подход к данному понятию? Отчасти моя статья написана под впечатлением от доклада доктора Элизабеты Левин «Различия между измерениями длительности в лабораторных экспериментах и измерениями времени в науках о жизни и гуманитарных науках». Однако ее работа явилась для меня, скорее, поводом высказать мысли, отличающиеся от изложенных в докладе, да и вообще в литературе. И я надеюсь, что мои представления помогут читателям найти реалистичный подход к проблеме времени, а также, возможно, послужат тропинкой к пониманию ситуаций, которые уже сотни лет являются неразрешимыми загадками для науки.
Можно констатировать, что о времени в научной литературе написано, пожалуй, больше, чем о любви в художественной. Высказываются разнообразнейшие точки зрения и предположения (к ссылкам, упомянутым д-ром Э.Левин, можно добавить «пожирание времени звездами» Козырева, неравномерность потока времени, водовороты времени и другие экзотические высказывания). На мой взгляд, мы в очередной раз сталкиваемся с ситуацией, когда в попытке углубления некоторого понятия мы заходим так далеко, что теряется изначальная сущность изучаемого объекта: среди всей этой массы информации либо не встречается, либо так глубоко зарыто, что его почти не видно, самое главное, на мой взгляд, условие — время — это некий параметр физического процесса, который измеряется с помощью другого (или даже того же самого) периодического процесса. Другими словами, говорить о времени имеет смысл только тогда, когда его можно измерять с помощью некого эталона (кстати, это относится не только ко времени, но и к размерам). Я выделил слово «периодического», поскольку никаким хаотическим процессом время измерить невозможно. И эта мысль является главной, поскольку понятно, что во всех ситуациях, когда разговор заходит о времени, невозможно найти ни одного случая, когда это было бы не так.
Вот такой вывод: нет времени без процессов, как нет процессов без времени.
Поскольку рассуждения о времени в литературе столь сложны и непонятны (возможно, и самим авторам), то хотелось бы на конкретных примерах понять, почему же у нас возникли такие проблемы со временем (особенно это касается наук о жизни и гуманитарных наук). Казалось бы, что может быть проще: выбери эталон, отметь начало события и его конец (то есть, определи длительность события в эталонах), подбери цепочку событий так, чтобы конец предыдущего совпадал с началом следующего, и у вас получится единое, непрерывное время, которым можно оценивать всю историю цивилизации и даже время существования Вселенной. Что же конкретно понудило нас искать нечто иное, чем то, о чем я написал в данном абзаце? Зачем нам считать время то скалярной величиной, то вектором, то тензором, то оператором?
Физику должно быть понятно, что важнейшую роль в измерениях играют выбранные нами эталоны измерений. В современной физике (да и не только в ней) мы имеем несколько измерительных систем, в основе которых лежат разные эталоны. Но мы уже настолько умны, что легко переходим из одной системы измерений в другую. Но что было тогда, когда никаких реальных систем измерений не существовало, и, тем более, не существовало переходов между ними? Как могли люди описывать длительности событий в те времена, когда не только механических, но и песчаных часов не существовало? Природа дала нам не так уж много циклов, которые мы могли бы заложить в качестве измерительных эталонов. Мы даже сейчас не можем использовать циклы оборотов электрона вокруг ядра атома из-за их малости. Секунда не является прородным циклом (ну, может, она как-то коррелировалась с ударом сердца?). Минуты и часы — тоже не природные циклы, чтобы древние могли бы их связать с каким-либо устойчивым природным циклом. Такими циклами являются обороты Земли вокруг своей оси, вокруг Солнца и лунный цикл (лунный цикл — практически месяц, а неделя — одна из четвертей Луны). Однако, до самых последних столетий никто не смог бы просчитать ни последовательность в оборотах Земли вокруг оси, ни вокруг Солнца, ни в лунных циклах: отдельные «короткие» отрезки времени мы могли бы еще как-то восстановить, но не всю последовательность.
Последовательность могли бы восстановить разные методы измерения времени, в частности, радиоуглеродный анализ событий. Однако, для тех, кто внимательно прочитал литературу, посвященную этому методу, ясно, что в его достоверности имеются большие сомнения: ошибка в измерениях иногда совершенно непредсказуема. Отмечены ситуации, когда достаточно позднее событие (явно относящееся к человеческой деятельности) датируется этим методом задолго до появления первых людей. И наоборот, в реальности древнее событие по данной методике еще не наступило. Например, занимательной, на мой взгляд, выглядит фраза, высказанная Пригожиным (он лишь повторяет результаты чьего-то исследования), что в каменной породе, возрастом 3,8 миллиарда лет нашли следы биологических веществ. А меня интересует, на какой глубине нашли эти камни, если возраст Земли оценивается в 4,2 миллиарда лет? Если за тысячи лет наносятся десятки метров породы, то что будет за миллиарды лет?
Но вопрос не только в том, что у нас нет единого во все времена эталона измерений времени, но и в элементарных логических и философских ошибках. Попробую это показать.
1. Начну с самого «древнего» случая: с Большого Взрыва.
Итак, по современным представлениям, в том вакууме, энергия которого в среднем была равна нулю (хотя за счет принципа неопределенности в нем могли совершаться хаотические ненулевые колебания энергии относительно этого нулевого уровня), произошел взрыв, который и положил начало развитию Вселенной. Среди бесконечного множества вопросов, которые следовало бы задать авторам идеи Большого Взрыва (а ведь разные авторы иногда вкладывают в идею несколько разные смыслы), есть один, который я задам сейчас: мог ли такой ваккуум прийти к взрыву в принципе?
Под взрывом мы обязаны понимать то, что вот взрывчатка лежит на складе и не взрывается до тех пор, пока некоторые ее параметры ни придут к определенному критическому состоянию. То есть, обязан существовать физический процесс изменения ситуации, который в описываемом вакууме на самом деле существовать не мог. Мы еще можем представить себе взрывчатку, которая взорвалась через миллионную долю секунды после ее создания: мы же видим все предыдущие стадии ее создания. Но там ведь некий вакуум, в котором нет периодических колебаний и им неоткуда взяться. Так когда же произошел взрыв? Мгновенно, после того, как такой вакуум возник (из чего?)? Или все это существовало бесконечное время, хотя времени пока еще нет?
Такое впечатление, что идею Взрыва предложили ученые, которые никогда ничего не взрывали.
Об изменении эталонов измерения времени в процессе развития Вселенной я выскажусь чуть позже, а сейчас о других парадоксах времени в литературе. И это уже о времени в науках о жизни и гуманитарных науках
2. О длительности жизни библейских патриархов.
Как нам следует относится к написанному в Торе и Библии? Существует мнение, что древние были отъявленными лгунами, поскольку писали совершенно невозможные вещи. Я не вижу смысла им лгать: они вряд ли хотели зашитить докторские диссертации, чтобы стать во главе кафедр и институтов. Они писали правду о том, что видели, и наша задача понять, как такое могло быть правдой.
Итак, перед нами целый ряд патриархов с продолжительность жизни более 800 лет (Мафусаил даже 969 лет). Один только Енох жил 365. Но вспомните фразу «он ходил перед Богом» (ну какой еще тут может быть смысл, кроме того, что он был убогим, то есть, больным?). А потому он даже не умер, а «Бог взял его», то есть молодые не умирают: их забирает Бог.
Многие выдающиеся ученые (например, Ньютон) пытались разгадать загадку длительных сроков жизни патриархов, и почти все из них понимали, что у древних евреев не мог быть 365-дневный годовой цикл: они физически не смогли бы его установить, живя в степной, или пустынной местности (где нет четких ориентиров, чтобы увидеть вращение неба и сопоставить его с количеством дней) и с погодой без четких сезонных изменений. Кстати, даже лингвистически слова «год», или «шона» совсем не связаны с нашим годовым циклом. Возьмите слова «год» в русском и однокоренное «година» в иных славянских языках. Они же совсем о разных интервалах времени. Кстати, слово «годен» (с тем же корнем «год») в данном случае означает, что еще не завершился период времени, когда оцениваемое изделие было изготовлено (вот такой эталон времени и одновременно качества). И слово «шона» означает «перемены», и только сейчас приобрело смысл современного года. Единственным мерилом времени у древних евреев мог быть лунный цикл (интересно предположить: живет человек, каждый месяц в некую «копилку» он, или кто-то другой складывает камешек, а после смерти эти камни укладываются на могилу; нашли мы могилу Мафусаила через тысячу лет после его смерти, когда научились считать до тысячи, посчитали камешки и узнали, что жил он 969 циклов). То есть, сроки жизни патриархов надо разделить чуть более, чем на 12. Тогда продолжительность жизни была бы порядка 75-80 лет, что хоть и много, но приемлемо. Вот что значит реальное отношение к эталонам.
Единственное, что удерживало ученых от признания этой теории, это то, что был еще один список: возраст отцов, в котором у них рождались сыновья. По этому списку получалось, что некоторые из них рождали сыновей, когда им не было еще 5,5 лет. Как сказали бы наши внуки: «Полный облом».
Перед нами непреодолимая преграда, которую можно преодолеть только верой в Бога. Но эту преграду создали мы сами, полагая, что уклад жизни древних людей никак не мог отличаться от нашего (я очень часто встречал в научной литературе наивные попытки приписать древним людям наш образ мыслей). Но давайте попробуем мыслить реалистично.
В реальности перед всеми древними родами и племенами стояла важнейшая задача увеличения численности (воевали дубинами и ножами, но не пулеметами). Но вот незадача природы: забеременевшая женщина практически на год выпадала из процесса продолжения рода и при этом рожала в среднем одного ребенка за раз. А вот мужчина за год при определенном напряжении мог бы зачать до 730 детей. Но у него только одна жена. Как тут ускорить процесс роста населения?
Понятно, что логику древних мы сейчас можем только предположить (хотя и с высокой долей вероятности, поскольку есть некоторые намеки), но наше предположение все-таки вероятнее, чем утверждение, что вот такие были условия жизни, что жили по 800-900 лет (думаю, что совсем наоборот, тем более, что не нашли костей, подтверждающих такие сроки жизни). Я своим предположением не боюсь бросить тень на патриархов, поскольку они были людьми мыслящими реально и решавшими реальную задачу. А потому они вполне могли допустить такой уклад жизни, который наши современники бы осудили. В отличие от мусульман, которые посчитали правильным узаконить брак одного мужчины с четырьмя женщинами, древние евреи пошли другим путем. Когда мальчик достигал 4-5 лет отроду, то его женили на девочке 12-13-15 лет. И, поскольку мальчик был еще не готов к роли мужа, то эту роль вполне мог играть его отец (если уже достигал 12-13 лет), или даже дедушка. А родившихся детей записывали на маленького мальчика (не потому ли у евреев отцовство не устанавливалось, а играло роль только материнство). Конечно, сейчас можно с негодованием отвергнуть данное предположение (патриархов обвинили в святотатстве), но откуда взялось право первой брачной ночи (кстати, не противоречащее христианской морали) и снохачество, которое существовало (а где-то и сейчас существует) и тоже не у самых диких народов?
Разве мы не предложили способ приведения временного несоответствия в реальные рамки?
Не до конца, поскольку есть еще 96 лет, в которые Сарра родила ребенка. Если ее возраст разделить на те же 12, то окажется, что она родила в 8 лет (и с уже «увядшими сосцами»?). Обратили ли вы внимание на то, что после первых патриархов продолжительность жизни как-то плавно уменьшилась до 200 лет, а потом Бог вообще положил срок жизни людей в 120 лет? Что может быть важно для людей, кроме лунного цикла? Совершенно неоспоримо, что урожаи. А урожаев в том месте может быть от двух до трех за год, например, в зависимости от продукции. Если принять эту новую систему (новый эталон времени), то Сарра родила в интервале от 32 до 48 лет. Это, конечно, позновато для того времени, но вполне реалистично (в этом возрасте и сосцы могли иссохнуть). Хотелось бы думать, что цифра близка к двум, поскольку лучше бы продолжительность жизни, установленная Богом, была бы ближе к 60, чем к 40.
Другими словами мы увидели, что Тора (Библия) — не религиозная фантазия, а самая настоящая научная книга, в которой описан переход от одной системы измерения времени к другой (смена эталонов измерения).
К временным парадоксам, заставившим нас сомневаться в «линейном» понятии времени, следует добавить еще несколько. Сроки Потопа в разных местах Междуречья не совпадают (более, чем на 2 тыс. лет). Продолжительности жизни царей в той же местности по Полу Джонсону («История евреев») великоваты. Вениамин из Толедо, более 800 лет назад попавший в Домаск, не смог правильно назвать имя правителя (вот таким тупым был Вениамин, что переврал имя, которое ему назвали местные жители), которое зато точно знают современные историки. Ученые средних веков в Европе и Азии изучали интенсивности появления на небе комет. И пики интенсивности в европейских и азиатских исследованиях не совпадают по годам.
3. Почему путь из египтян в ханаане занял 40 лет?
Разведчики, которых послал Моисей, проделали этот путь гораздо быстрее (может, дней за сорок). Но вот большинство из них сомневались в возможности завоевания Ханаана. Дальше легенда говорит, что то ли Бог, то ли сам Моисей решили, что данная осторожность является проявлением рабской психологии, и надо дождаться, пока вымрут все ее носители.
Мы, не сумев пока найти истинные причины, пытаемся вложить в головы тех людей то, что абсолютно не стыкуется с ситуацией. Люди с рабской психологией не могли уйти в столь авантюрный исход. Кроме того, на любом военном совете есть «кавалеристы» и сторонники осторожных мер, и никто не называет последних рабами. Должна быть очевидная и просто физическая причина столь долгого и зигзагообразного пути евреев через пустыню.
Для меня ключевым моментом в решении этой проблемы стала фраза гида о том, что во времена Иисуса в Назарете жили 300 человек, поскольку колодец не смог бы напоить большее количество.
По пустыне можно идти только от колодца к колодцу желательно в течение одного дня. Но все колодцы уже сосредоточили вокруг себя столько людей, сколько они смогут напоить. Ну пару путешественников еще напоят, но не тысячи человек. Этим тысячам тогда нужно завоевать колодец, который аборигены будут защищать до последнего человека, поскольку потеря колодца — это ужасная смерть в пустыне. Все это требует времени. Причем нужно еще организовать водоносов из предыдущего водного источника. А потом накопление воды, чтобы либо найти новый колодец, либо место, где его можно вырыть. А там все опять повторяется. И возможные колодцы вовсе не лежать на нужной дороге, и тогда по пустыне необходимо идти галсами, что создает иллюзию метания. То есть, переход от колодца к колодцу составляет не один день (как нам кажется), а, возможно несколько месяцев, или даже годы. Вот так и получилось 40 лет. Вот такие кодоны времени.
4. Время в физических экспериментах и в теории.
Когда мы записываем математическое уравнение, которое на наш взгляд характеризует некий физический процесс, мы соединяем математическими действиями переменные величины (размеры и их производные, и время), а также параметры, которые мы считаем постоянными величинами. И при этом нам кажется, что все переменные (например, x, y, z, t) являются некими «мировыми» переменными, одинаково воспринимаемые во все времена и в любой точке пространства.
Главное, на мой взгляд, в том, что любое уравнение математики, если оно описывает физический процесс, функционально связывает между собой переменные и параметры, которые вне зависимости от нашего осознанного желания обязательно должны иметь размерность. В данной ситуации под размерностью следует понимать то, что обязательно существуют некие эталоны измерений, и каждое переменное и параметр представляют собой некоторое число данных эталонов, или их комбинации. Без размерностей уравнения лишены всякого физического смысла. Переменные в данных уравнениях – это время и расстояния, или их производные любого порядка, параметры – некие физические «константы» (как правило, устанавливаемые экспериментально), связывающие между собой эти переменные. Константы в кавычках означают, что они на самом деле могут и не быть константами на все времена.
Таким образом, как только мы записываем уравнение самого общего вида
Y= f(x1,…xn,t, ∂x/∂t,…∂nx/∂tn и так далее для всех xi),
то должны понимать, что, поскольку никакого мирового времени T и мирового размера Х не существует, то мы осознанно (или неосознанно) закладываем в уравнения переменные t и х, измеряемые в секундах и метрах. Секунда сейчас есть время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Метр— это длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299 792 4581 секунды. То есть, эталоны секунды и метра сейчас и ранее очевидным образом связаны с наличием вещества, определяются и измеряются им.
Не означает ли все это, что уравнения, описывающие эволюцию Вселенной, имеют смысл только для того интервала времени, когда вещество уже образовалось? Я сейчас отложу вопрос о том, что размерности переменных и параметров уравнений могли изменяться во времени плавно (никакими научными данными этого опровергнуть невозможно, но, более того, на это существуют явные намеки). Но то, как описывается процесс эволюции, говорит, что атомы водорода образовались через 380 тыс. лет после Большого Взрыва (в данной ситуации неважно, является ли это правильным представлением, или нет: важно то, как ученые описывают «фазовые переходы» в состоянии материи сразу после Большого Взрыва и до настоящего времени). До этого времени вещества, которое можно было бы положить в основу создания эталонов, просто не было. Было что-то другое, но там и время, и размеры были другими, и, думаю, мы абсолютно не знаем какими. Кроме того, у нас нет никаких оснований считать, что скорость света и частота колебаний при переходе между двумя сверхтонкими уровнями в атоме цезия-133, а также все остальные параметры вещества и пространства, которые мы считаем божественно неизменными, таковыми являются на самом деле. Что означают статьи с названием «Непостоянные постоянные», или заявление, что Вселенная в некоторые моменты расширялась быстрее скорости света?
Все это говорит о том, что эволюция природы (а это и есть эксперимент, причем самый длительный) происходит в условиях изменения как переменной времени t, так и переменных пространства x,y,z. И мы просто не имеем права использовать теоретические уравнения с неизменными переменными, а заодно и параметрами. Если я правильно понял д-ра Э.Левин, то она написала именно об этом. Однако, сознаюсь, что не понимаю необходимость «признать исторический характер мира» (Р. Унгер), поскольку никак по-другому этот характер и не представляю.
5. Задача о замене масла в автомобиле.
В физике так получилось, что использование в некоторых задачах многомерного пространства вместо привычного трехмерного существенно облегчило решение этих задач. Облегчило настолько, что ученые забыли, что системы с n степенями свободы все равно находятся в том самом трехмерном пространстве. Ну, а от этого вообще перешли к одиннадцатимерному пространству Вселенной. Аналогичной формальной ошибки, на мой взгляд, следует ожидать и от подмены понятия времени временными кодонами.
Наверное, задача с заменой масла в автомобиле, которая, на мой взгляд, не имеет практического звучания, взята в качестве простейшего примера, позволяющего читателю понять, что же может происходить в более сложных системах. Попробую ее рассмотреть со своей точки зрения тоже в качестве простейшего примера.
Вообще-то, замена масла требуется не только от срока, или пробега (д-р Э.Левин об этом говорит), но иногда от режима эксплуатации машины (если даже на короткое время был перегрев двигателя, то компьютер машины потребует замены масла). То есть, кодон времени должен быть сложнее. Но дело в том, что такое происходит редко, и еще реже масло может испортиться внутри двигателя, если машина не работает. Несмотря на эмоциональные утверждения неспециалистов машина практически на 100% стареет не в гараже, а на дороге. В этой ситуации установление календарного срока замены масла не имеет никакого смысла (кроме желания механиков заработать немного больше). Более того, в тех машинах, где всем управляет компьютер, он потребует от вас замену масла только в результате пробега (если не было перегрева).
(Кстати, интересный момент: механики задолго до ученых использовали в качестве эталонов измерения времени — на самом деле пробега — экзотические эталоны. Один из них сказал однажды, что тормозные колодки пройдут еще два масла — две замены.)
В машине сотни, если не тысячи деталей, каждая из которых имеет свой срок службы. И длительности этих сроков вовсе не совпадают друг с другом. И возможность длительной эксплуатации машины определяется при этом ее ремонтопригодностью, то есть, возможностью заменять вышедшие из годности детали. В данной ситуации мы могли бы составить сложнейший кодон времени, но, наверное, это не имеет смысла, поскольку легче об этом не думать, а просто менять детали. И делать это до тех пор, пока не станет ясно, что стоимость замен становится большой, и дешевле купить новую машину. То есть, уже теперь деньги становятся эталоном времени. Ну почти «время — деньги».
Труднее с биологическими объектами (особенно с людьми), но и здесь уже начинают использовать приемы ремонтопригодности (замену органов), да и «старые» способы лечения позволяли нам прожить дольше. А срок прожитой человеком жизни отсчитывается от рождения до смерти вне зависимости от того, сколько может проработать какой-либо орган. Иногда его даже удаляют, а человек живет.
Резюмируя сказанное, можно утверждать, что, конечно, в некоторых задачах для упрощения понимания ситуации можно использовать сложные и многоуровневые кодоны времени, но никогда не нужно забывать, что все это существует в самом обычном едином непрерывном времени.
6. «Часы Феникса».
Конечно, в исторических научных исследованиях нам хотелось бы найти такие устойчивые циклы, с которыми мы могли бы связать качественные культурные изменения в человеческой цивилизации. Но, к сожалению, таких циклов пока найти не удалось (возможно кому-то кажется по-другому), поскольку многие события, описываемые в легендах, или исследованиях, которые мы считаем научными, иногда настолько не совпадают во времени в разных «странах», что люди считают их разными событиями (но, почему-то очень похожими). Но мне сейчас хотелось бы сказать не об этом.
Как-то я беседовал с врачом, и он рассказал о медицинском «гороскопе». В зависимости от того, сколько солнечного света и различных витаминов (а это зависит от времени года) получает беременная женщина и ее плод от сроков зарождения до родов, и даже после них, зародыш может формироваться по-разному: здоровье и особенности человека в дальнейшем будут определяться этими сроками. Это понятно, поскольку логично с физической точки зрения.
Я готов предположить, что состояние системы (возможно, это ноосфера) определяет некоторые процессы в человеческой цивилизации. Климат может быть разным и влиять на человеческую активность, магнитные бури ее подавлять и так далее. Я не исключаю и того, что все параметры пространства (их изменения во времени), в котором мы существуем, тоже влияют на активность человеческой деятельности. Но мне, читая литературу, хотелось бы увидеть связь всего этого с, например, положением планет в пространстве. Я не люблю гороскопы и вообще астрологию, поскольку не вижу такой связи.
Мне совершенно непонятно, каким образом две не самые большие (особенно маленький Плутон) и не самые близкие к Земле планеты (тем более, что Плутон сейчас даже не считают обычной планетой) могут влиять на состояние ноосферы Земли (почему не Юпитер с Сатурном?). Я не верю (по крайней мере, потому, что ни один из авторов этого не показал), что здесь есть хоть какая-нибудь физическая связь. Кстати, наклон плоскости орбиты Плутона к плоскости эклиптики такой большой, что весьма вероятно, что Плутон вовсе не формировался внутри солнечной системы, а был захвачен ею относительно недавно. И мы вовсе не знаем, когда: мы Плутон-то увидели менее 100 лет назад. А если не было всех предыдущих циклов? Или гибель динозавров вовсе не была связана с циклом Нептун-Плутон?
Ну, а если связь все-таки есть (мы ее просто пока не видим), то для того, чтобы считать предположения верным, следует ответить на три вопроса. Во-первых, во всех ли периодах часа Феникса происходили эпохальные события (кстати, что означают слова «человеческие культуры развиваются кардинально различным образом»?)? Во-вторых, все ли эпохальные события происходили именно в период часа Феникса? В-третьих, к каким событиям следует отнести эпидемии чумы в Европе средних веков, уничтожившие половину ее населения? Явление кризисное для Европы, может, даже изменившее культуру.
7. Заключение.
Мне кажется, что с успехом решая сложнейшие задачи, связанные с многочисленными проблемами времени, мы совершенно забыли о тех свойствах данного философского понятия, которые и определяют его. И в физике, и в других науках, которые мы привыкли называть науками о жизни и гуманитарными науками, на мой взгляд, следует отнестись ко времени, как к единому, непрерывному параметру длительности. Понятно, что иногда это чрезвычайно трудно, требует дополнительных знаний, или глубокого логического мышления. Но у нас нет другого пути, иначе мы скатимся либо в религиозность, либо в мистику.
Наше представление о времени носит двойственный характер: в обыденном плане вряд ли кто усомнится в однозначности этого понятия, но в научных изысканиях мы до сих пор не сумели разобраться в его многочисленных интерпретациях. В чем тут дело? Что заставляет нас мучительно искать адекватный подход к данному понятию? Отчасти моя статья написана под впечатлением от доклада доктора Элизабеты Левин «Различия между измерениями длительности в лабораторных экспериментах и измерениями времени в науках о жизни и гуманитарных науках». Однако ее работа явилась для меня, скорее, поводом высказать мысли, отличающиеся от изложенных в докладе, да и вообще в литературе. И я надеюсь, что мои представления помогут читателям найти реалистичный подход к проблеме времени, а также, возможно, послужат тропинкой к пониманию ситуаций, которые уже сотни лет являются неразрешимыми загадками для науки.
Можно констатировать, что о времени в научной литературе написано, пожалуй, больше, чем о любви в художественной. Высказываются разнообразнейшие точки зрения и предположения (к ссылкам, упомянутым д-ром Э.Левин, можно добавить «пожирание времени звездами» Козырева, неравномерность потока времени, водовороты времени и другие экзотические высказывания). На мой взгляд, мы в очередной раз сталкиваемся с ситуацией, когда в попытке углубления некоторого понятия мы заходим так далеко, что теряется изначальная сущность изучаемого объекта: среди всей этой массы информации либо не встречается, либо так глубоко зарыто, что его почти не видно, самое главное, на мой взгляд, условие — время — это некий параметр физического процесса, который измеряется с помощью другого (или даже того же самого) периодического процесса. Другими словами, говорить о времени имеет смысл только тогда, когда его можно измерять с помощью некого эталона (кстати, это относится не только ко времени, но и к размерам). Я выделил слово «периодического», поскольку никаким хаотическим процессом время измерить невозможно. И эта мысль является главной, поскольку понятно, что во всех ситуациях, когда разговор заходит о времени, невозможно найти ни одного случая, когда это было бы не так.
Вот такой вывод: нет времени без процессов, как нет процессов без времени.
Поскольку рассуждения о времени в литературе столь сложны и непонятны (возможно, и самим авторам), то хотелось бы на конкретных примерах понять, почему же у нас возникли такие проблемы со временем (особенно это касается наук о жизни и гуманитарных наук). Казалось бы, что может быть проще: выбери эталон, отметь начало события и его конец (то есть, определи длительность события в эталонах), подбери цепочку событий так, чтобы конец предыдущего совпадал с началом следующего, и у вас получится единое, непрерывное время, которым можно оценивать всю историю цивилизации и даже время существования Вселенной. Что же конкретно понудило нас искать нечто иное, чем то, о чем я написал в данном абзаце? Зачем нам считать время то скалярной величиной, то вектором, то тензором, то оператором?
Физику должно быть понятно, что важнейшую роль в измерениях играют выбранные нами эталоны измерений. В современной физике (да и не только в ней) мы имеем несколько измерительных систем, в основе которых лежат разные эталоны. Но мы уже настолько умны, что легко переходим из одной системы измерений в другую. Но что было тогда, когда никаких реальных систем измерений не существовало, и, тем более, не существовало переходов между ними? Как могли люди описывать длительности событий в те времена, когда не только механических, но и песчаных часов не существовало? Природа дала нам не так уж много циклов, которые мы могли бы заложить в качестве измерительных эталонов. Мы даже сейчас не можем использовать циклы оборотов электрона вокруг ядра атома из-за их малости. Секунда не является прородным циклом (ну, может, она как-то коррелировалась с ударом сердца?). Минуты и часы — тоже не природные циклы, чтобы древние могли бы их связать с каким-либо устойчивым природным циклом. Такими циклами являются обороты Земли вокруг своей оси, вокруг Солнца и лунный цикл (лунный цикл — практически месяц, а неделя — одна из четвертей Луны). Однако, до самых последних столетий никто не смог бы просчитать ни последовательность в оборотах Земли вокруг оси, ни вокруг Солнца, ни в лунных циклах: отдельные «короткие» отрезки времени мы могли бы еще как-то восстановить, но не всю последовательность.
Последовательность могли бы восстановить разные методы измерения времени, в частности, радиоуглеродный анализ событий. Однако, для тех, кто внимательно прочитал литературу, посвященную этому методу, ясно, что в его достоверности имеются большие сомнения: ошибка в измерениях иногда совершенно непредсказуема. Отмечены ситуации, когда достаточно позднее событие (явно относящееся к человеческой деятельности) датируется этим методом задолго до появления первых людей. И наоборот, в реальности древнее событие по данной методике еще не наступило. Например, занимательной, на мой взгляд, выглядит фраза, высказанная Пригожиным (он лишь повторяет результаты чьего-то исследования), что в каменной породе, возрастом 3,8 миллиарда лет нашли следы биологических веществ. А меня интересует, на какой глубине нашли эти камни, если возраст Земли оценивается в 4,2 миллиарда лет? Если за тысячи лет наносятся десятки метров породы, то что будет за миллиарды лет?
Но вопрос не только в том, что у нас нет единого во все времена эталона измерений времени, но и в элементарных логических и философских ошибках. Попробую это показать.
1. Начну с самого «древнего» случая: с Большого Взрыва.
Итак, по современным представлениям, в том вакууме, энергия которого в среднем была равна нулю (хотя за счет принципа неопределенности в нем могли совершаться хаотические ненулевые колебания энергии относительно этого нулевого уровня), произошел взрыв, который и положил начало развитию Вселенной. Среди бесконечного множества вопросов, которые следовало бы задать авторам идеи Большого Взрыва (а ведь разные авторы иногда вкладывают в идею несколько разные смыслы), есть один, который я задам сейчас: мог ли такой ваккуум прийти к взрыву в принципе?
Под взрывом мы обязаны понимать то, что вот взрывчатка лежит на складе и не взрывается до тех пор, пока некоторые ее параметры ни придут к определенному критическому состоянию. То есть, обязан существовать физический процесс изменения ситуации, который в описываемом вакууме на самом деле существовать не мог. Мы еще можем представить себе взрывчатку, которая взорвалась через миллионную долю секунды после ее создания: мы же видим все предыдущие стадии ее создания. Но там ведь некий вакуум, в котором нет периодических колебаний и им неоткуда взяться. Так когда же произошел взрыв? Мгновенно, после того, как такой вакуум возник (из чего?)? Или все это существовало бесконечное время, хотя времени пока еще нет?
Такое впечатление, что идею Взрыва предложили ученые, которые никогда ничего не взрывали.
Об изменении эталонов измерения времени в процессе развития Вселенной я выскажусь чуть позже, а сейчас о других парадоксах времени в литературе. И это уже о времени в науках о жизни и гуманитарных науках
2. О длительности жизни библейских патриархов.
Как нам следует относится к написанному в Торе и Библии? Существует мнение, что древние были отъявленными лгунами, поскольку писали совершенно невозможные вещи. Я не вижу смысла им лгать: они вряд ли хотели зашитить докторские диссертации, чтобы стать во главе кафедр и институтов. Они писали правду о том, что видели, и наша задача понять, как такое могло быть правдой.
Итак, перед нами целый ряд патриархов с продолжительность жизни более 800 лет (Мафусаил даже 969 лет). Один только Енох жил 365. Но вспомните фразу «он ходил перед Богом» (ну какой еще тут может быть смысл, кроме того, что он был убогим, то есть, больным?). А потому он даже не умер, а «Бог взял его», то есть молодые не умирают: их забирает Бог.
Многие выдающиеся ученые (например, Ньютон) пытались разгадать загадку длительных сроков жизни патриархов, и почти все из них понимали, что у древних евреев не мог быть 365-дневный годовой цикл: они физически не смогли бы его установить, живя в степной, или пустынной местности (где нет четких ориентиров, чтобы увидеть вращение неба и сопоставить его с количеством дней) и с погодой без четких сезонных изменений. Кстати, даже лингвистически слова «год», или «шона» совсем не связаны с нашим годовым циклом. Возьмите слова «год» в русском и однокоренное «година» в иных славянских языках. Они же совсем о разных интервалах времени. Кстати, слово «годен» (с тем же корнем «год») в данном случае означает, что еще не завершился период времени, когда оцениваемое изделие было изготовлено (вот такой эталон времени и одновременно качества). И слово «шона» означает «перемены», и только сейчас приобрело смысл современного года. Единственным мерилом времени у древних евреев мог быть лунный цикл (интересно предположить: живет человек, каждый месяц в некую «копилку» он, или кто-то другой складывает камешек, а после смерти эти камни укладываются на могилу; нашли мы могилу Мафусаила через тысячу лет после его смерти, когда научились считать до тысячи, посчитали камешки и узнали, что жил он 969 циклов). То есть, сроки жизни патриархов надо разделить чуть более, чем на 12. Тогда продолжительность жизни была бы порядка 75-80 лет, что хоть и много, но приемлемо. Вот что значит реальное отношение к эталонам.
Единственное, что удерживало ученых от признания этой теории, это то, что был еще один список: возраст отцов, в котором у них рождались сыновья. По этому списку получалось, что некоторые из них рождали сыновей, когда им не было еще 5,5 лет. Как сказали бы наши внуки: «Полный облом».
Перед нами непреодолимая преграда, которую можно преодолеть только верой в Бога. Но эту преграду создали мы сами, полагая, что уклад жизни древних людей никак не мог отличаться от нашего (я очень часто встречал в научной литературе наивные попытки приписать древним людям наш образ мыслей). Но давайте попробуем мыслить реалистично.
В реальности перед всеми древними родами и племенами стояла важнейшая задача увеличения численности (воевали дубинами и ножами, но не пулеметами). Но вот незадача природы: забеременевшая женщина практически на год выпадала из процесса продолжения рода и при этом рожала в среднем одного ребенка за раз. А вот мужчина за год при определенном напряжении мог бы зачать до 730 детей. Но у него только одна жена. Как тут ускорить процесс роста населения?
Понятно, что логику древних мы сейчас можем только предположить (хотя и с высокой долей вероятности, поскольку есть некоторые намеки), но наше предположение все-таки вероятнее, чем утверждение, что вот такие были условия жизни, что жили по 800-900 лет (думаю, что совсем наоборот, тем более, что не нашли костей, подтверждающих такие сроки жизни). Я своим предположением не боюсь бросить тень на патриархов, поскольку они были людьми мыслящими реально и решавшими реальную задачу. А потому они вполне могли допустить такой уклад жизни, который наши современники бы осудили. В отличие от мусульман, которые посчитали правильным узаконить брак одного мужчины с четырьмя женщинами, древние евреи пошли другим путем. Когда мальчик достигал 4-5 лет отроду, то его женили на девочке 12-13-15 лет. И, поскольку мальчик был еще не готов к роли мужа, то эту роль вполне мог играть его отец (если уже достигал 12-13 лет), или даже дедушка. А родившихся детей записывали на маленького мальчика (не потому ли у евреев отцовство не устанавливалось, а играло роль только материнство). Конечно, сейчас можно с негодованием отвергнуть данное предположение (патриархов обвинили в святотатстве), но откуда взялось право первой брачной ночи (кстати, не противоречащее христианской морали) и снохачество, которое существовало (а где-то и сейчас существует) и тоже не у самых диких народов?
Разве мы не предложили способ приведения временного несоответствия в реальные рамки?
Не до конца, поскольку есть еще 96 лет, в которые Сарра родила ребенка. Если ее возраст разделить на те же 12, то окажется, что она родила в 8 лет (и с уже «увядшими сосцами»?). Обратили ли вы внимание на то, что после первых патриархов продолжительность жизни как-то плавно уменьшилась до 200 лет, а потом Бог вообще положил срок жизни людей в 120 лет? Что может быть важно для людей, кроме лунного цикла? Совершенно неоспоримо, что урожаи. А урожаев в том месте может быть от двух до трех за год, например, в зависимости от продукции. Если принять эту новую систему (новый эталон времени), то Сарра родила в интервале от 32 до 48 лет. Это, конечно, позновато для того времени, но вполне реалистично (в этом возрасте и сосцы могли иссохнуть). Хотелось бы думать, что цифра близка к двум, поскольку лучше бы продолжительность жизни, установленная Богом, была бы ближе к 60, чем к 40.
Другими словами мы увидели, что Тора (Библия) — не религиозная фантазия, а самая настоящая научная книга, в которой описан переход от одной системы измерения времени к другой (смена эталонов измерения).
К временным парадоксам, заставившим нас сомневаться в «линейном» понятии времени, следует добавить еще несколько. Сроки Потопа в разных местах Междуречья не совпадают (более, чем на 2 тыс. лет). Продолжительности жизни царей в той же местности по Полу Джонсону («История евреев») великоваты. Вениамин из Толедо, более 800 лет назад попавший в Домаск, не смог правильно назвать имя правителя (вот таким тупым был Вениамин, что переврал имя, которое ему назвали местные жители), которое зато точно знают современные историки. Ученые средних веков в Европе и Азии изучали интенсивности появления на небе комет. И пики интенсивности в европейских и азиатских исследованиях не совпадают по годам.
3. Почему путь из египтян в ханаане занял 40 лет?
Разведчики, которых послал Моисей, проделали этот путь гораздо быстрее (может, дней за сорок). Но вот большинство из них сомневались в возможности завоевания Ханаана. Дальше легенда говорит, что то ли Бог, то ли сам Моисей решили, что данная осторожность является проявлением рабской психологии, и надо дождаться, пока вымрут все ее носители.
Мы, не сумев пока найти истинные причины, пытаемся вложить в головы тех людей то, что абсолютно не стыкуется с ситуацией. Люди с рабской психологией не могли уйти в столь авантюрный исход. Кроме того, на любом военном совете есть «кавалеристы» и сторонники осторожных мер, и никто не называет последних рабами. Должна быть очевидная и просто физическая причина столь долгого и зигзагообразного пути евреев через пустыню.
Для меня ключевым моментом в решении этой проблемы стала фраза гида о том, что во времена Иисуса в Назарете жили 300 человек, поскольку колодец не смог бы напоить большее количество.
По пустыне можно идти только от колодца к колодцу желательно в течение одного дня. Но все колодцы уже сосредоточили вокруг себя столько людей, сколько они смогут напоить. Ну пару путешественников еще напоят, но не тысячи человек. Этим тысячам тогда нужно завоевать колодец, который аборигены будут защищать до последнего человека, поскольку потеря колодца — это ужасная смерть в пустыне. Все это требует времени. Причем нужно еще организовать водоносов из предыдущего водного источника. А потом накопление воды, чтобы либо найти новый колодец, либо место, где его можно вырыть. А там все опять повторяется. И возможные колодцы вовсе не лежать на нужной дороге, и тогда по пустыне необходимо идти галсами, что создает иллюзию метания. То есть, переход от колодца к колодцу составляет не один день (как нам кажется), а, возможно несколько месяцев, или даже годы. Вот так и получилось 40 лет. Вот такие кодоны времени.
4. Время в физических экспериментах и в теории.
Когда мы записываем математическое уравнение, которое на наш взгляд характеризует некий физический процесс, мы соединяем математическими действиями переменные величины (размеры и их производные, и время), а также параметры, которые мы считаем постоянными величинами. И при этом нам кажется, что все переменные (например, x, y, z, t) являются некими «мировыми» переменными, одинаково воспринимаемые во все времена и в любой точке пространства.
Главное, на мой взгляд, в том, что любое уравнение математики, если оно описывает физический процесс, функционально связывает между собой переменные и параметры, которые вне зависимости от нашего осознанного желания обязательно должны иметь размерность. В данной ситуации под размерностью следует понимать то, что обязательно существуют некие эталоны измерений, и каждое переменное и параметр представляют собой некоторое число данных эталонов, или их комбинации. Без размерностей уравнения лишены всякого физического смысла. Переменные в данных уравнениях – это время и расстояния, или их производные любого порядка, параметры – некие физические «константы» (как правило, устанавливаемые экспериментально), связывающие между собой эти переменные. Константы в кавычках означают, что они на самом деле могут и не быть константами на все времена.
Таким образом, как только мы записываем уравнение самого общего вида
Y= f(x1,…xn,t, ∂x/∂t,…∂nx/∂tn и так далее для всех xi),
то должны понимать, что, поскольку никакого мирового времени T и мирового размера Х не существует, то мы осознанно (или неосознанно) закладываем в уравнения переменные t и х, измеряемые в секундах и метрах. Секунда сейчас есть время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Метр— это длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299 792 4581 секунды. То есть, эталоны секунды и метра сейчас и ранее очевидным образом связаны с наличием вещества, определяются и измеряются им.
Не означает ли все это, что уравнения, описывающие эволюцию Вселенной, имеют смысл только для того интервала времени, когда вещество уже образовалось? Я сейчас отложу вопрос о том, что размерности переменных и параметров уравнений могли изменяться во времени плавно (никакими научными данными этого опровергнуть невозможно, но, более того, на это существуют явные намеки). Но то, как описывается процесс эволюции, говорит, что атомы водорода образовались через 380 тыс. лет после Большого Взрыва (в данной ситуации неважно, является ли это правильным представлением, или нет: важно то, как ученые описывают «фазовые переходы» в состоянии материи сразу после Большого Взрыва и до настоящего времени). До этого времени вещества, которое можно было бы положить в основу создания эталонов, просто не было. Было что-то другое, но там и время, и размеры были другими, и, думаю, мы абсолютно не знаем какими. Кроме того, у нас нет никаких оснований считать, что скорость света и частота колебаний при переходе между двумя сверхтонкими уровнями в атоме цезия-133, а также все остальные параметры вещества и пространства, которые мы считаем божественно неизменными, таковыми являются на самом деле. Что означают статьи с названием «Непостоянные постоянные», или заявление, что Вселенная в некоторые моменты расширялась быстрее скорости света?
Все это говорит о том, что эволюция природы (а это и есть эксперимент, причем самый длительный) происходит в условиях изменения как переменной времени t, так и переменных пространства x,y,z. И мы просто не имеем права использовать теоретические уравнения с неизменными переменными, а заодно и параметрами. Если я правильно понял д-ра Э.Левин, то она написала именно об этом. Однако, сознаюсь, что не понимаю необходимость «признать исторический характер мира» (Р. Унгер), поскольку никак по-другому этот характер и не представляю.
5. Задача о замене масла в автомобиле.
В физике так получилось, что использование в некоторых задачах многомерного пространства вместо привычного трехмерного существенно облегчило решение этих задач. Облегчило настолько, что ученые забыли, что системы с n степенями свободы все равно находятся в том самом трехмерном пространстве. Ну, а от этого вообще перешли к одиннадцатимерному пространству Вселенной. Аналогичной формальной ошибки, на мой взгляд, следует ожидать и от подмены понятия времени временными кодонами.
Наверное, задача с заменой масла в автомобиле, которая, на мой взгляд, не имеет практического звучания, взята в качестве простейшего примера, позволяющего читателю понять, что же может происходить в более сложных системах. Попробую ее рассмотреть со своей точки зрения тоже в качестве простейшего примера.
Вообще-то, замена масла требуется не только от срока, или пробега (д-р Э.Левин об этом говорит), но иногда от режима эксплуатации машины (если даже на короткое время был перегрев двигателя, то компьютер машины потребует замены масла). То есть, кодон времени должен быть сложнее. Но дело в том, что такое происходит редко, и еще реже масло может испортиться внутри двигателя, если машина не работает. Несмотря на эмоциональные утверждения неспециалистов машина практически на 100% стареет не в гараже, а на дороге. В этой ситуации установление календарного срока замены масла не имеет никакого смысла (кроме желания механиков заработать немного больше). Более того, в тех машинах, где всем управляет компьютер, он потребует от вас замену масла только в результате пробега (если не было перегрева).
(Кстати, интересный момент: механики задолго до ученых использовали в качестве эталонов измерения времени — на самом деле пробега — экзотические эталоны. Один из них сказал однажды, что тормозные колодки пройдут еще два масла — две замены.)
В машине сотни, если не тысячи деталей, каждая из которых имеет свой срок службы. И длительности этих сроков вовсе не совпадают друг с другом. И возможность длительной эксплуатации машины определяется при этом ее ремонтопригодностью, то есть, возможностью заменять вышедшие из годности детали. В данной ситуации мы могли бы составить сложнейший кодон времени, но, наверное, это не имеет смысла, поскольку легче об этом не думать, а просто менять детали. И делать это до тех пор, пока не станет ясно, что стоимость замен становится большой, и дешевле купить новую машину. То есть, уже теперь деньги становятся эталоном времени. Ну почти «время — деньги».
Труднее с биологическими объектами (особенно с людьми), но и здесь уже начинают использовать приемы ремонтопригодности (замену органов), да и «старые» способы лечения позволяли нам прожить дольше. А срок прожитой человеком жизни отсчитывается от рождения до смерти вне зависимости от того, сколько может проработать какой-либо орган. Иногда его даже удаляют, а человек живет.
Резюмируя сказанное, можно утверждать, что, конечно, в некоторых задачах для упрощения понимания ситуации можно использовать сложные и многоуровневые кодоны времени, но никогда не нужно забывать, что все это существует в самом обычном едином непрерывном времени.
6. «Часы Феникса».
Конечно, в исторических научных исследованиях нам хотелось бы найти такие устойчивые циклы, с которыми мы могли бы связать качественные культурные изменения в человеческой цивилизации. Но, к сожалению, таких циклов пока найти не удалось (возможно кому-то кажется по-другому), поскольку многие события, описываемые в легендах, или исследованиях, которые мы считаем научными, иногда настолько не совпадают во времени в разных «странах», что люди считают их разными событиями (но, почему-то очень похожими). Но мне сейчас хотелось бы сказать не об этом.
Как-то я беседовал с врачом, и он рассказал о медицинском «гороскопе». В зависимости от того, сколько солнечного света и различных витаминов (а это зависит от времени года) получает беременная женщина и ее плод от сроков зарождения до родов, и даже после них, зародыш может формироваться по-разному: здоровье и особенности человека в дальнейшем будут определяться этими сроками. Это понятно, поскольку логично с физической точки зрения.
Я готов предположить, что состояние системы (возможно, это ноосфера) определяет некоторые процессы в человеческой цивилизации. Климат может быть разным и влиять на человеческую активность, магнитные бури ее подавлять и так далее. Я не исключаю и того, что все параметры пространства (их изменения во времени), в котором мы существуем, тоже влияют на активность человеческой деятельности. Но мне, читая литературу, хотелось бы увидеть связь всего этого с, например, положением планет в пространстве. Я не люблю гороскопы и вообще астрологию, поскольку не вижу такой связи.
Мне совершенно непонятно, каким образом две не самые большие (особенно маленький Плутон) и не самые близкие к Земле планеты (тем более, что Плутон сейчас даже не считают обычной планетой) могут влиять на состояние ноосферы Земли (почему не Юпитер с Сатурном?). Я не верю (по крайней мере, потому, что ни один из авторов этого не показал), что здесь есть хоть какая-нибудь физическая связь. Кстати, наклон плоскости орбиты Плутона к плоскости эклиптики такой большой, что весьма вероятно, что Плутон вовсе не формировался внутри солнечной системы, а был захвачен ею относительно недавно. И мы вовсе не знаем, когда: мы Плутон-то увидели менее 100 лет назад. А если не было всех предыдущих циклов? Или гибель динозавров вовсе не была связана с циклом Нептун-Плутон?
Ну, а если связь все-таки есть (мы ее просто пока не видим), то для того, чтобы считать предположения верным, следует ответить на три вопроса. Во-первых, во всех ли периодах часа Феникса происходили эпохальные события (кстати, что означают слова «человеческие культуры развиваются кардинально различным образом»?)? Во-вторых, все ли эпохальные события происходили именно в период часа Феникса? В-третьих, к каким событиям следует отнести эпидемии чумы в Европе средних веков, уничтожившие половину ее населения? Явление кризисное для Европы, может, даже изменившее культуру.
7. Заключение.
Мне кажется, что с успехом решая сложнейшие задачи, связанные с многочисленными проблемами времени, мы совершенно забыли о тех свойствах данного философского понятия, которые и определяют его. И в физике, и в других науках, которые мы привыкли называть науками о жизни и гуманитарными науками, на мой взгляд, следует отнестись ко времени, как к единому, непрерывному параметру длительности. Понятно, что иногда это чрезвычайно трудно, требует дополнительных знаний, или глубокого логического мышления. Но у нас нет другого пути, иначе мы скатимся либо в религиозность, либо в мистику.
Наше представление о времени носит двойственный характер: в обыденном плане вряд ли кто усомнится в однозначности этого понятия, но в научных изысканиях мы до сих пор не сумели разобраться в его многочисленных интерпретациях. В чем тут дело? Что заставляет нас мучительно искать адекватный подход к данному понятию? Отчасти моя статья написана под впечатлением от доклада доктора Элизабеты Левин «Различия между измерениями длительности в лабораторных экспериментах и измерениями времени в науках о жизни и гуманитарных науках». Однако ее работа явилась для меня, скорее, поводом высказать мысли, отличающиеся от изложенных в докладе, да и вообще в литературе. И я надеюсь, что мои представления помогут читателям найти реалистичный подход к проблеме времени, а также, возможно, послужат тропинкой к пониманию ситуаций, которые уже сотни лет являются неразрешимыми загадками для науки.
Можно констатировать, что о времени в научной литературе написано, пожалуй, больше, чем о любви в художественной. Высказываются разнообразнейшие точки зрения и предположения (к ссылкам, упомянутым д-ром Э.Левин, можно добавить «пожирание времени звездами» Козырева, неравномерность потока времени, водовороты времени и другие экзотические высказывания). На мой взгляд, мы в очередной раз сталкиваемся с ситуацией, когда в попытке углубления некоторого понятия мы заходим так далеко, что теряется изначальная сущность изучаемого объекта: среди всей этой массы информации либо не встречается, либо так глубоко зарыто, что его почти не видно, самое главное, на мой взгляд, условие — время — это некий параметр физического процесса, который измеряется с помощью другого (или даже того же самого) периодического процесса. Другими словами, говорить о времени имеет смысл только тогда, когда его можно измерять с помощью некого эталона (кстати, это относится не только ко времени, но и к размерам). Я выделил слово «периодического», поскольку никаким хаотическим процессом время измерить невозможно. И эта мысль является главной, поскольку понятно, что во всех ситуациях, когда разговор заходит о времени, невозможно найти ни одного случая, когда это было бы не так.
Вот такой вывод: нет времени без процессов, как нет процессов без времени.
Поскольку рассуждения о времени в литературе столь сложны и непонятны (возможно, и самим авторам), то хотелось бы на конкретных примерах понять, почему же у нас возникли такие проблемы со временем (особенно это касается наук о жизни и гуманитарных наук). Казалось бы, что может быть проще: выбери эталон, отметь начало события и его конец (то есть, определи длительность события в эталонах), подбери цепочку событий так, чтобы конец предыдущего совпадал с началом следующего, и у вас получится единое, непрерывное время, которым можно оценивать всю историю цивилизации и даже время существования Вселенной. Что же конкретно понудило нас искать нечто иное, чем то, о чем я написал в данном абзаце? Зачем нам считать время то скалярной величиной, то вектором, то тензором, то оператором?
Физику должно быть понятно, что важнейшую роль в измерениях играют выбранные нами эталоны измерений. В современной физике (да и не только в ней) мы имеем несколько измерительных систем, в основе которых лежат разные эталоны. Но мы уже настолько умны, что легко переходим из одной системы измерений в другую. Но что было тогда, когда никаких реальных систем измерений не существовало, и, тем более, не существовало переходов между ними? Как могли люди описывать длительности событий в те времена, когда не только механических, но и песчаных часов не существовало? Природа дала нам не так уж много циклов, которые мы могли бы заложить в качестве измерительных эталонов. Мы даже сейчас не можем использовать циклы оборотов электрона вокруг ядра атома из-за их малости. Секунда не является прородным циклом (ну, может, она как-то коррелировалась с ударом сердца?). Минуты и часы — тоже не природные циклы, чтобы древние могли бы их связать с каким-либо устойчивым природным циклом. Такими циклами являются обороты Земли вокруг своей оси, вокруг Солнца и лунный цикл (лунный цикл — практически месяц, а неделя — одна из четвертей Луны). Однако, до самых последних столетий никто не смог бы просчитать ни последовательность в оборотах Земли вокруг оси, ни вокруг Солнца, ни в лунных циклах: отдельные «короткие» отрезки времени мы могли бы еще как-то восстановить, но не всю последовательность.
Последовательность могли бы восстановить разные методы измерения времени, в частности, радиоуглеродный анализ событий. Однако, для тех, кто внимательно прочитал литературу, посвященную этому методу, ясно, что в его достоверности имеются большие сомнения: ошибка в измерениях иногда совершенно непредсказуема. Отмечены ситуации, когда достаточно позднее событие (явно относящееся к человеческой деятельности) датируется этим методом задолго до появления первых людей. И наоборот, в реальности древнее событие по данной методике еще не наступило. Например, занимательной, на мой взгляд, выглядит фраза, высказанная Пригожиным (он лишь повторяет результаты чьего-то исследования), что в каменной породе, возрастом 3,8 миллиарда лет нашли следы биологических веществ. А меня интересует, на какой глубине нашли эти камни, если возраст Земли оценивается в 4,2 миллиарда лет? Если за тысячи лет наносятся десятки метров породы, то что будет за миллиарды лет?
Но вопрос не только в том, что у нас нет единого во все времена эталона измерений времени, но и в элементарных логических и философских ошибках. Попробую это показать.
1. Начну с самого «древнего» случая: с Большого Взрыва.
Итак, по современным представлениям, в том вакууме, энергия которого в среднем была равна нулю (хотя за счет принципа неопределенности в нем могли совершаться хаотические ненулевые колебания энергии относительно этого нулевого уровня), произошел взрыв, который и положил начало развитию Вселенной. Среди бесконечного множества вопросов, которые следовало бы задать авторам идеи Большого Взрыва (а ведь разные авторы иногда вкладывают в идею несколько разные смыслы), есть один, который я задам сейчас: мог ли такой ваккуум прийти к взрыву в принципе?
Под взрывом мы обязаны понимать то, что вот взрывчатка лежит на складе и не взрывается до тех пор, пока некоторые ее параметры ни придут к определенному критическому состоянию. То есть, обязан существовать физический процесс изменения ситуации, который в описываемом вакууме на самом деле существовать не мог. Мы еще можем представить себе взрывчатку, которая взорвалась через миллионную долю секунды после ее создания: мы же видим все предыдущие стадии ее создания. Но там ведь некий вакуум, в котором нет периодических колебаний и им неоткуда взяться. Так когда же произошел взрыв? Мгновенно, после того, как такой вакуум возник (из чего?)? Или все это существовало бесконечное время, хотя времени пока еще нет?
Такое впечатление, что идею Взрыва предложили ученые, которые никогда ничего не взрывали.
Об изменении эталонов измерения времени в процессе развития Вселенной я выскажусь чуть позже, а сейчас о других парадоксах времени в литературе. И это уже о времени в науках о жизни и гуманитарных науках
2. О длительности жизни библейских патриархов.
Как нам следует относится к написанному в Торе и Библии? Существует мнение, что древние были отъявленными лгунами, поскольку писали совершенно невозможные вещи. Я не вижу смысла им лгать: они вряд ли хотели зашитить докторские диссертации, чтобы стать во главе кафедр и институтов. Они писали правду о том, что видели, и наша задача понять, как такое могло быть правдой.
Итак, перед нами целый ряд патриархов с продолжительность жизни более 800 лет (Мафусаил даже 969 лет). Один только Енох жил 365. Но вспомните фразу «он ходил перед Богом» (ну какой еще тут может быть смысл, кроме того, что он был убогим, то есть, больным?). А потому он даже не умер, а «Бог взял его», то есть молодые не умирают: их забирает Бог.
Многие выдающиеся ученые (например, Ньютон) пытались разгадать загадку длительных сроков жизни патриархов, и почти все из них понимали, что у древних евреев не мог быть 365-дневный годовой цикл: они физически не смогли бы его установить, живя в степной, или пустынной местности (где нет четких ориентиров, чтобы увидеть вращение неба и сопоставить его с количеством дней) и с погодой без четких сезонных изменений. Кстати, даже лингвистически слова «год», или «шона» совсем не связаны с нашим годовым циклом. Возьмите слова «год» в русском и однокоренное «година» в иных славянских языках. Они же совсем о разных интервалах времени. Кстати, слово «годен» (с тем же корнем «год») в данном случае означает, что еще не завершился период времени, когда оцениваемое изделие было изготовлено (вот такой эталон времени и одновременно качества). И слово «шона» означает «перемены», и только сейчас приобрело смысл современного года. Единственным мерилом времени у древних евреев мог быть лунный цикл (интересно предположить: живет человек, каждый месяц в некую «копилку» он, или кто-то другой складывает камешек, а после смерти эти камни укладываются на могилу; нашли мы могилу Мафусаила через тысячу лет после его смерти, когда научились считать до тысячи, посчитали камешки и узнали, что жил он 969 циклов). То есть, сроки жизни патриархов надо разделить чуть более, чем на 12. Тогда продолжительность жизни была бы порядка 75-80 лет, что хоть и много, но приемлемо. Вот что значит реальное отношение к эталонам.
Единственное, что удерживало ученых от признания этой теории, это то, что был еще один список: возраст отцов, в котором у них рождались сыновья. По этому списку получалось, что некоторые из них рождали сыновей, когда им не было еще 5,5 лет. Как сказали бы наши внуки: «Полный облом».
Перед нами непреодолимая преграда, которую можно преодолеть только верой в Бога. Но эту преграду создали мы сами, полагая, что уклад жизни древних людей никак не мог отличаться от нашего (я очень часто встречал в научной литературе наивные попытки приписать древним людям наш образ мыслей). Но давайте попробуем мыслить реалистично.
В реальности перед всеми древними родами и племенами стояла важнейшая задача увеличения численности (воевали дубинами и ножами, но не пулеметами). Но вот незадача природы: забеременевшая женщина практически на год выпадала из процесса продолжения рода и при этом рожала в среднем одного ребенка за раз. А вот мужчина за год при определенном напряжении мог бы зачать до 730 детей. Но у него только одна жена. Как тут ускорить процесс роста населения?
Понятно, что логику древних мы сейчас можем только предположить (хотя и с высокой долей вероятности, поскольку есть некоторые намеки), но наше предположение все-таки вероятнее, чем утверждение, что вот такие были условия жизни, что жили по 800-900 лет (думаю, что совсем наоборот, тем более, что не нашли костей, подтверждающих такие сроки жизни). Я своим предположением не боюсь бросить тень на патриархов, поскольку они были людьми мыслящими реально и решавшими реальную задачу. А потому они вполне могли допустить такой уклад жизни, который наши современники бы осудили. В отличие от мусульман, которые посчитали правильным узаконить брак одного мужчины с четырьмя женщинами, древние евреи пошли другим путем. Когда мальчик достигал 4-5 лет отроду, то его женили на девочке 12-13-15 лет. И, поскольку мальчик был еще не готов к роли мужа, то эту роль вполне мог играть его отец (если уже достигал 12-13 лет), или даже дедушка. А родившихся детей записывали на маленького мальчика (не потому ли у евреев отцовство не устанавливалось, а играло роль только материнство). Конечно, сейчас можно с негодованием отвергнуть данное предположение (патриархов обвинили в святотатстве), но откуда взялось право первой брачной ночи (кстати, не противоречащее христианской морали) и снохачество, которое существовало (а где-то и сейчас существует) и тоже не у самых диких народов?
Разве мы не предложили способ приведения временного несоответствия в реальные рамки?
Не до конца, поскольку есть еще 96 лет, в которые Сарра родила ребенка. Если ее возраст разделить на те же 12, то окажется, что она родила в 8 лет (и с уже «увядшими сосцами»?). Обратили ли вы внимание на то, что после первых патриархов продолжительность жизни как-то плавно уменьшилась до 200 лет, а потом Бог вообще положил срок жизни людей в 120 лет? Что может быть важно для людей, кроме лунного цикла? Совершенно неоспоримо, что урожаи. А урожаев в том месте может быть от двух до трех за год, например, в зависимости от продукции. Если принять эту новую систему (новый эталон времени), то Сарра родила в интервале от 32 до 48 лет. Это, конечно, позновато для того времени, но вполне реалистично (в этом возрасте и сосцы могли иссохнуть). Хотелось бы думать, что цифра близка к двум, поскольку лучше бы продолжительность жизни, установленная Богом, была бы ближе к 60, чем к 40.
Другими словами мы увидели, что Тора (Библия) — не религиозная фантазия, а самая настоящая научная книга, в которой описан переход от одной системы измерения времени к другой (смена эталонов измерения).
К временным парадоксам, заставившим нас сомневаться в «линейном» понятии времени, следует добавить еще несколько. Сроки Потопа в разных местах Междуречья не совпадают (более, чем на 2 тыс. лет). Продолжительности жизни царей в той же местности по Полу Джонсону («История евреев») великоваты. Вениамин из Толедо, более 800 лет назад попавший в Домаск, не смог правильно назвать имя правителя (вот таким тупым был Вениамин, что переврал имя, которое ему назвали местные жители), которое зато точно знают современные историки. Ученые средних веков в Европе и Азии изучали интенсивности появления на небе комет. И пики интенсивности в европейских и азиатских исследованиях не совпадают по годам.
3. Почему путь из египтян в ханаане занял 40 лет?
Разведчики, которых послал Моисей, проделали этот путь гораздо быстрее (может, дней за сорок). Но вот большинство из них сомневались в возможности завоевания Ханаана. Дальше легенда говорит, что то ли Бог, то ли сам Моисей решили, что данная осторожность является проявлением рабской психологии, и надо дождаться, пока вымрут все ее носители.
Мы, не сумев пока найти истинные причины, пытаемся вложить в головы тех людей то, что абсолютно не стыкуется с ситуацией. Люди с рабской психологией не могли уйти в столь авантюрный исход. Кроме того, на любом военном совете есть «кавалеристы» и сторонники осторожных мер, и никто не называет последних рабами. Должна быть очевидная и просто физическая причина столь долгого и зигзагообразного пути евреев через пустыню.
Для меня ключевым моментом в решении этой проблемы стала фраза гида о том, что во времена Иисуса в Назарете жили 300 человек, поскольку колодец не смог бы напоить большее количество.
По пустыне можно идти только от колодца к колодцу желательно в течение одного дня. Но все колодцы уже сосредоточили вокруг себя столько людей, сколько они смогут напоить. Ну пару путешественников еще напоят, но не тысячи человек. Этим тысячам тогда нужно завоевать колодец, который аборигены будут защищать до последнего человека, поскольку потеря колодца — это ужасная смерть в пустыне. Все это требует времени. Причем нужно еще организовать водоносов из предыдущего водного источника. А потом накопление воды, чтобы либо найти новый колодец, либо место, где его можно вырыть. А там все опять повторяется. И возможные колодцы вовсе не лежать на нужной дороге, и тогда по пустыне необходимо идти галсами, что создает иллюзию метания. То есть, переход от колодца к колодцу составляет не один день (как нам кажется), а, возможно несколько месяцев, или даже годы. Вот так и получилось 40 лет. Вот такие кодоны времени.
4. Время в физических экспериментах и в теории.
Когда мы записываем математическое уравнение, которое на наш взгляд характеризует некий физический процесс, мы соединяем математическими действиями переменные величины (размеры и их производные, и время), а также параметры, которые мы считаем постоянными величинами. И при этом нам кажется, что все переменные (например, x, y, z, t) являются некими «мировыми» переменными, одинаково воспринимаемые во все времена и в любой точке пространства.
Главное, на мой взгляд, в том, что любое уравнение математики, если оно описывает физический процесс, функционально связывает между собой переменные и параметры, которые вне зависимости от нашего осознанного желания обязательно должны иметь размерность. В данной ситуации под размерностью следует понимать то, что обязательно существуют некие эталоны измерений, и каждое переменное и параметр представляют собой некоторое число данных эталонов, или их комбинации. Без размерностей уравнения лишены всякого физического смысла. Переменные в данных уравнениях – это время и расстояния, или их производные любого порядка, параметры – некие физические «константы» (как правило, устанавливаемые экспериментально), связывающие между собой эти переменные. Константы в кавычках означают, что они на самом деле могут и не быть константами на все времена.
Таким образом, как только мы записываем уравнение самого общего вида
Y= f(x1,…xn,t, ∂x/∂t,…∂nx/∂tn и так далее для всех xi),
то должны понимать, что, поскольку никакого мирового времени T и мирового размера Х не существует, то мы осознанно (или неосознанно) закладываем в уравнения переменные t и х, измеряемые в секундах и метрах. Секунда сейчас есть время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Метр— это длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299 792 4581 секунды. То есть, эталоны секунды и метра сейчас и ранее очевидным образом связаны с наличием вещества, определяются и измеряются им.
Не означает ли все это, что уравнения, описывающие эволюцию Вселенной, имеют смысл только для того интервала времени, когда вещество уже образовалось? Я сейчас отложу вопрос о том, что размерности переменных и параметров уравнений могли изменяться во времени плавно (никакими научными данными этого опровергнуть невозможно, но, более того, на это существуют явные намеки). Но то, как описывается процесс эволюции, говорит, что атомы водорода образовались через 380 тыс. лет после Большого Взрыва (в данной ситуации неважно, является ли это правильным представлением, или нет: важно то, как ученые описывают «фазовые переходы» в состоянии материи сразу после Большого Взрыва и до настоящего времени). До этого времени вещества, которое можно было бы положить в основу создания эталонов, просто не было. Было что-то другое, но там и время, и размеры были другими, и, думаю, мы абсолютно не знаем какими. Кроме того, у нас нет никаких оснований считать, что скорость света и частота колебаний при переходе между двумя сверхтонкими уровнями в атоме цезия-133, а также все остальные параметры вещества и пространства, которые мы считаем божественно неизменными, таковыми являются на самом деле. Что означают статьи с названием «Непостоянные постоянные», или заявление, что Вселенная в некоторые моменты расширялась быстрее скорости света?
Все это говорит о том, что эволюция природы (а это и есть эксперимент, причем самый длительный) происходит в условиях изменения как переменной времени t, так и переменных пространства x,y,z. И мы просто не имеем права использовать теоретические уравнения с неизменными переменными, а заодно и параметрами. Если я правильно понял д-ра Э.Левин, то она написала именно об этом. Однако, сознаюсь, что не понимаю необходимость «признать исторический характер мира» (Р. Унгер), поскольку никак по-другому этот характер и не представляю.
5. Задача о замене масла в автомобиле.
В физике так получилось, что использование в некоторых задачах многомерного пространства вместо привычного трехмерного существенно облегчило решение этих задач. Облегчило настолько, что ученые забыли, что системы с n степенями свободы все равно находятся в том самом трехмерном пространстве. Ну, а от этого вообще перешли к одиннадцатимерному пространству Вселенной. Аналогичной формальной ошибки, на мой взгляд, следует ожидать и от подмены понятия времени временными кодонами.
Наверное, задача с заменой масла в автомобиле, которая, на мой взгляд, не имеет практического звучания, взята в качестве простейшего примера, позволяющего читателю понять, что же может происходить в более сложных системах. Попробую ее рассмотреть со своей точки зрения тоже в качестве простейшего примера.
Вообще-то, замена масла требуется не только от срока, или пробега (д-р Э.Левин об этом говорит), но иногда от режима эксплуатации машины (если даже на короткое время был перегрев двигателя, то компьютер машины потребует замены масла). То есть, кодон времени должен быть сложнее. Но дело в том, что такое происходит редко, и еще реже масло может испортиться внутри двигателя, если машина не работает. Несмотря на эмоциональные утверждения неспециалистов машина практически на 100% стареет не в гараже, а на дороге. В этой ситуации установление календарного срока замены масла не имеет никакого смысла (кроме желания механиков заработать немного больше). Более того, в тех машинах, где всем управляет компьютер, он потребует от вас замену масла только в результате пробега (если не было перегрева).
(Кстати, интересный момент: механики задолго до ученых использовали в качестве эталонов измерения времени — на самом деле пробега — экзотические эталоны. Один из них сказал однажды, что тормозные колодки пройдут еще два масла — две замены.)
В машине сотни, если не тысячи деталей, каждая из которых имеет свой срок службы. И длительности этих сроков вовсе не совпадают друг с другом. И возможность длительной эксплуатации машины определяется при этом ее ремонтопригодностью, то есть, возможностью заменять вышедшие из годности детали. В данной ситуации мы могли бы составить сложнейший кодон времени, но, наверное, это не имеет смысла, поскольку легче об этом не думать, а просто менять детали. И делать это до тех пор, пока не станет ясно, что стоимость замен становится большой, и дешевле купить новую машину. То есть, уже теперь деньги становятся эталоном времени. Ну почти «время — деньги».
Труднее с биологическими объектами (особенно с людьми), но и здесь уже начинают использовать приемы ремонтопригодности (замену органов), да и «старые» способы лечения позволяли нам прожить дольше. А срок прожитой человеком жизни отсчитывается от рождения до смерти вне зависимости от того, сколько может проработать какой-либо орган. Иногда его даже удаляют, а человек живет.
Резюмируя сказанное, можно утверждать, что, конечно, в некоторых задачах для упрощения понимания ситуации можно использовать сложные и многоуровневые кодоны времени, но никогда не нужно забывать, что все это существует в самом обычном едином непрерывном времени.
6. «Часы Феникса».
Конечно, в исторических научных исследованиях нам хотелось бы найти такие устойчивые циклы, с которыми мы могли бы связать качественные культурные изменения в человеческой цивилизации. Но, к сожалению, таких циклов пока найти не удалось (возможно кому-то кажется по-другому), поскольку многие события, описываемые в легендах, или исследованиях, которые мы считаем научными, иногда настолько не совпадают во времени в разных «странах», что люди считают их разными событиями (но, почему-то очень похожими). Но мне сейчас хотелось бы сказать не об этом.
Как-то я беседовал с врачом, и он рассказал о медицинском «гороскопе». В зависимости от того, сколько солнечного света и различных витаминов (а это зависит от времени года) получает беременная женщина и ее плод от сроков зарождения до родов, и даже после них, зародыш может формироваться по-разному: здоровье и особенности человека в дальнейшем будут определяться этими сроками. Это понятно, поскольку логично с физической точки зрения.
Я готов предположить, что состояние системы (возможно, это ноосфера) определяет некоторые процессы в человеческой цивилизации. Климат может быть разным и влиять на человеческую активность, магнитные бури ее подавлять и так далее. Я не исключаю и того, что все параметры пространства (их изменения во времени), в котором мы существуем, тоже влияют на активность человеческой деятельности. Но мне, читая литературу, хотелось бы увидеть связь всего этого с, например, положением планет в пространстве. Я не люблю гороскопы и вообще астрологию, поскольку не вижу такой связи.
Мне совершенно непонятно, каким образом две не самые большие (особенно маленький Плутон) и не самые близкие к Земле планеты (тем более, что Плутон сейчас даже не считают обычной планетой) могут влиять на состояние ноосферы Земли (почему не Юпитер с Сатурном?). Я не верю (по крайней мере, потому, что ни один из авторов этого не показал), что здесь есть хоть какая-нибудь физическая связь. Кстати, наклон плоскости орбиты Плутона к плоскости эклиптики такой большой, что весьма вероятно, что Плутон вовсе не формировался внутри солнечной системы, а был захвачен ею относительно недавно. И мы вовсе не знаем, когда: мы Плутон-то увидели менее 100 лет назад. А если не было всех предыдущих циклов? Или гибель динозавров вовсе не была связана с циклом Нептун-Плутон?
Ну, а если связь все-таки есть (мы ее просто пока не видим), то для того, чтобы считать предположения верным, следует ответить на три вопроса. Во-первых, во всех ли периодах часа Феникса происходили эпохальные события (кстати, что означают слова «человеческие культуры развиваются кардинально различным образом»?)? Во-вторых, все ли эпохальные события происходили именно в период часа Феникса? В-третьих, к каким событиям следует отнести эпидемии чумы в Европе средних веков, уничтожившие половину ее населения? Явление кризисное для Европы, может, даже изменившее культуру.
7. Заключение.
Мне кажется, что с успехом решая сложнейшие задачи, связанные с многочисленными проблемами времени, мы совершенно забыли о тех свойствах данного философского понятия, которые и определяют его. И в физике, и в других науках, которые мы привыкли называть науками о жизни и гуманитарными науками, на мой взгляд, следует отнестись ко времени, как к единому, непрерывному параметру длительности. Понятно, что иногда это чрезвычайно трудно, требует дополнительных знаний, или глубокого логического мышления. Но у нас нет другого пути, иначе мы скатимся либо в религиозность, либо в мистику.
Наше представление о времени носит двойственный характер: в обыденном плане вряд ли кто усомнится в однозначности этого понятия, но в научных изысканиях мы до сих пор не сумели разобраться в его многочисленных интерпретациях. В чем тут дело? Что заставляет нас мучительно искать адекватный подход к данному понятию? Отчасти моя статья написана под впечатлением от доклада доктора Элизабеты Левин «Различия между измерениями длительности в лабораторных экспериментах и измерениями времени в науках о жизни и гуманитарных науках». Однако ее работа явилась для меня, скорее, поводом высказать мысли, отличающиеся от изложенных в докладе, да и вообще в литературе. И я надеюсь, что мои представления помогут читателям найти реалистичный подход к проблеме времени, а также, возможно, послужат тропинкой к пониманию ситуаций, которые уже сотни лет являются неразрешимыми загадками для науки.
Можно констатировать, что о времени в научной литературе написано, пожалуй, больше, чем о любви в художественной. Высказываются разнообразнейшие точки зрения и предположения (к ссылкам, упомянутым д-ром Э.Левин, можно добавить «пожирание времени звездами» Козырева, неравномерность потока времени, водовороты времени и другие экзотические высказывания). На мой взгляд, мы в очередной раз сталкиваемся с ситуацией, когда в попытке углубления некоторого понятия мы заходим так далеко, что теряется изначальная сущность изучаемого объекта: среди всей этой массы информации либо не встречается, либо так глубоко зарыто, что его почти не видно, самое главное, на мой взгляд, условие — время — это некий параметр физического процесса, который измеряется с помощью другого (или даже того же самого) периодического процесса. Другими словами, говорить о времени имеет смысл только тогда, когда его можно измерять с помощью некого эталона (кстати, это относится не только ко времени, но и к размерам). Я выделил слово «периодического», поскольку никаким хаотическим процессом время измерить невозможно. И эта мысль является главной, поскольку понятно, что во всех ситуациях, когда разговор заходит о времени, невозможно найти ни одного случая, когда это было бы не так.
Вот такой вывод: нет времени без процессов, как нет процессов без времени.
Поскольку рассуждения о времени в литературе столь сложны и непонятны (возможно, и самим авторам), то хотелось бы на конкретных примерах понять, почему же у нас возникли такие проблемы со временем (особенно это касается наук о жизни и гуманитарных наук). Казалось бы, что может быть проще: выбери эталон, отметь начало события и его конец (то есть, определи длительность события в эталонах), подбери цепочку событий так, чтобы конец предыдущего совпадал с началом следующего, и у вас получится единое, непрерывное время, которым можно оценивать всю историю цивилизации и даже время существования Вселенной. Что же конкретно понудило нас искать нечто иное, чем то, о чем я написал в данном абзаце? Зачем нам считать время то скалярной величиной, то вектором, то тензором, то оператором?
Физику должно быть понятно, что важнейшую роль в измерениях играют выбранные нами эталоны измерений. В современной физике (да и не только в ней) мы имеем несколько измерительных систем, в основе которых лежат разные эталоны. Но мы уже настолько умны, что легко переходим из одной системы измерений в другую. Но что было тогда, когда никаких реальных систем измерений не существовало, и, тем более, не существовало переходов между ними? Как могли люди описывать длительности событий в те времена, когда не только механических, но и песчаных часов не существовало? Природа дала нам не так уж много циклов, которые мы могли бы заложить в качестве измерительных эталонов. Мы даже сейчас не можем использовать циклы оборотов электрона вокруг ядра атома из-за их малости. Секунда не является прородным циклом (ну, может, она как-то коррелировалась с ударом сердца?). Минуты и часы — тоже не природные циклы, чтобы древние могли бы их связать с каким-либо устойчивым природным циклом. Такими циклами являются обороты Земли вокруг своей оси, вокруг Солнца и лунный цикл (лунный цикл — практически месяц, а неделя — одна из четвертей Луны). Однако, до самых последних столетий никто не смог бы просчитать ни последовательность в оборотах Земли вокруг оси, ни вокруг Солнца, ни в лунных циклах: отдельные «короткие» отрезки времени мы могли бы еще как-то восстановить, но не всю последовательность.
Последовательность могли бы восстановить разные методы измерения времени, в частности, радиоуглеродный анализ событий. Однако, для тех, кто внимательно прочитал литературу, посвященную этому методу, ясно, что в его достоверности имеются большие сомнения: ошибка в измерениях иногда совершенно непредсказуема. Отмечены ситуации, когда достаточно позднее событие (явно относящееся к человеческой деятельности) датируется этим методом задолго до появления первых людей. И наоборот, в реальности древнее событие по данной методике еще не наступило. Например, занимательной, на мой взгляд, выглядит фраза, высказанная Пригожиным (он лишь повторяет результаты чьего-то исследования), что в каменной породе, возрастом 3,8 миллиарда лет нашли следы биологических веществ. А меня интересует, на какой глубине нашли эти камни, если возраст Земли оценивается в 4,2 миллиарда лет? Если за тысячи лет наносятся десятки метров породы, то что будет за миллиарды лет?
Но вопрос не только в том, что у нас нет единого во все времена эталона измерений времени, но и в элементарных логических и философских ошибках. Попробую это показать.
1. Начну с самого «древнего» случая: с Большого Взрыва.
Итак, по современным представлениям, в том вакууме, энергия которого в среднем была равна нулю (хотя за счет принципа неопределенности в нем могли совершаться хаотические ненулевые колебания энергии относительно этого нулевого уровня), произошел взрыв, который и положил начало развитию Вселенной. Среди бесконечного множества вопросов, которые следовало бы задать авторам идеи Большого Взрыва (а ведь разные авторы иногда вкладывают в идею несколько разные смыслы), есть один, который я задам сейчас: мог ли такой ваккуум прийти к взрыву в принципе?
Под взрывом мы обязаны понимать то, что вот взрывчатка лежит на складе и не взрывается до тех пор, пока некоторые ее параметры ни придут к определенному критическому состоянию. То есть, обязан существовать физический процесс изменения ситуации, который в описываемом вакууме на самом деле существовать не мог. Мы еще можем представить себе взрывчатку, которая взорвалась через миллионную долю секунды после ее создания: мы же видим все предыдущие стадии ее создания. Но там ведь некий вакуум, в котором нет периодических колебаний и им неоткуда взяться. Так когда же произошел взрыв? Мгновенно, после того, как такой вакуум возник (из чего?)? Или все это существовало бесконечное время, хотя времени пока еще нет?
Такое впечатление, что идею Взрыва предложили ученые, которые никогда ничего не взрывали.
Об изменении эталонов измерения времени в процессе развития Вселенной я выскажусь чуть позже, а сейчас о других парадоксах времени в литературе. И это уже о времени в науках о жизни и гуманитарных науках
2. О длительности жизни библейских патриархов.
Как нам следует относится к написанному в Торе и Библии? Существует мнение, что древние были отъявленными лгунами, поскольку писали совершенно невозможные вещи. Я не вижу смысла им лгать: они вряд ли хотели зашитить докторские диссертации, чтобы стать во главе кафедр и институтов. Они писали правду о том, что видели, и наша задача понять, как такое могло быть правдой.
Итак, перед нами целый ряд патриархов с продолжительность жизни более 800 лет (Мафусаил даже 969 лет). Один только Енох жил 365. Но вспомните фразу «он ходил перед Богом» (ну какой еще тут может быть смысл, кроме того, что он был убогим, то есть, больным?). А потому он даже не умер, а «Бог взял его», то есть молодые не умирают: их забирает Бог.
Многие выдающиеся ученые (например, Ньютон) пытались разгадать загадку длительных сроков жизни патриархов, и почти все из них понимали, что у древних евреев не мог быть 365-дневный годовой цикл: они физически не смогли бы его установить, живя в степной, или пустынной местности (где нет четких ориентиров, чтобы увидеть вращение неба и сопоставить его с количеством дней) и с погодой без четких сезонных изменений. Кстати, даже лингвистически слова «год», или «шона» совсем не связаны с нашим годовым циклом. Возьмите слова «год» в русском и однокоренное «година» в иных славянских языках. Они же совсем о разных интервалах времени. Кстати, слово «годен» (с тем же корнем «год») в данном случае означает, что еще не завершился период времени, когда оцениваемое изделие было изготовлено (вот такой эталон времени и одновременно качества). И слово «шона» означает «перемены», и только сейчас приобрело смысл современного года. Единственным мерилом времени у древних евреев мог быть лунный цикл (интересно предположить: живет человек, каждый месяц в некую «копилку» он, или кто-то другой складывает камешек, а после смерти эти камни укладываются на могилу; нашли мы могилу Мафусаила через тысячу лет после его смерти, когда научились считать до тысячи, посчитали камешки и узнали, что жил он 969 циклов). То есть, сроки жизни патриархов надо разделить чуть более, чем на 12. Тогда продолжительность жизни была бы порядка 75-80 лет, что хоть и много, но приемлемо. Вот что значит реальное отношение к эталонам.
Единственное, что удерживало ученых от признания этой теории, это то, что был еще один список: возраст отцов, в котором у них рождались сыновья. По этому списку получалось, что некоторые из них рождали сыновей, когда им не было еще 5,5 лет. Как сказали бы наши внуки: «Полный облом».
Перед нами непреодолимая преграда, которую можно преодолеть только верой в Бога. Но эту преграду создали мы сами, полагая, что уклад жизни древних людей никак не мог отличаться от нашего (я очень часто встречал в научной литературе наивные попытки приписать древним людям наш образ мыслей). Но давайте попробуем мыслить реалистично.
В реальности перед всеми древними родами и племенами стояла важнейшая задача увеличения численности (воевали дубинами и ножами, но не пулеметами). Но вот незадача природы: забеременевшая женщина практически на год выпадала из процесса продолжения рода и при этом рожала в среднем одного ребенка за раз. А вот мужчина за год при определенном напряжении мог бы зачать до 730 детей. Но у него только одна жена. Как тут ускорить процесс роста населения?
Понятно, что логику древних мы сейчас можем только предположить (хотя и с высокой долей вероятности, поскольку есть некоторые намеки), но наше предположение все-таки вероятнее, чем утверждение, что вот такие были условия жизни, что жили по 800-900 лет (думаю, что совсем наоборот, тем более, что не нашли костей, подтверждающих такие сроки жизни). Я своим предположением не боюсь бросить тень на патриархов, поскольку они были людьми мыслящими реально и решавшими реальную задачу. А потому они вполне могли допустить такой уклад жизни, который наши современники бы осудили. В отличие от мусульман, которые посчитали правильным узаконить брак одного мужчины с четырьмя женщинами, древние евреи пошли другим путем. Когда мальчик достигал 4-5 лет отроду, то его женили на девочке 12-13-15 лет. И, поскольку мальчик был еще не готов к роли мужа, то эту роль вполне мог играть его отец (если уже достигал 12-13 лет), или даже дедушка. А родившихся детей записывали на маленького мальчика (не потому ли у евреев отцовство не устанавливалось, а играло роль только материнство). Конечно, сейчас можно с негодованием отвергнуть данное предположение (патриархов обвинили в святотатстве), но откуда взялось право первой брачной ночи (кстати, не противоречащее христианской морали) и снохачество, которое существовало (а где-то и сейчас существует) и тоже не у самых диких народов?
Разве мы не предложили способ приведения временного несоответствия в реальные рамки?
Не до конца, поскольку есть еще 96 лет, в которые Сарра родила ребенка. Если ее возраст разделить на те же 12, то окажется, что она родила в 8 лет (и с уже «увядшими сосцами»?). Обратили ли вы внимание на то, что после первых патриархов продолжительность жизни как-то плавно уменьшилась до 200 лет, а потом Бог вообще положил срок жизни людей в 120 лет? Что может быть важно для людей, кроме лунного цикла? Совершенно неоспоримо, что урожаи. А урожаев в том месте может быть от двух до трех за год, например, в зависимости от продукции. Если принять эту новую систему (новый эталон времени), то Сарра родила в интервале от 32 до 48 лет. Это, конечно, позновато для того времени, но вполне реалистично (в этом возрасте и сосцы могли иссохнуть). Хотелось бы думать, что цифра близка к двум, поскольку лучше бы продолжительность жизни, установленная Богом, была бы ближе к 60, чем к 40.
Другими словами мы увидели, что Тора (Библия) — не религиозная фантазия, а самая настоящая научная книга, в которой описан переход от одной системы измерения времени к другой (смена эталонов измерения).
К временным парадоксам, заставившим нас сомневаться в «линейном» понятии времени, следует добавить еще несколько. Сроки Потопа в разных местах Междуречья не совпадают (более, чем на 2 тыс. лет). Продолжительности жизни царей в той же местности по Полу Джонсону («История евреев») великоваты. Вениамин из Толедо, более 800 лет назад попавший в Домаск, не смог правильно назвать имя правителя (вот таким тупым был Вениамин, что переврал имя, которое ему назвали местные жители), которое зато точно знают современные историки. Ученые средних веков в Европе и Азии изучали интенсивности появления на небе комет. И пики интенсивности в европейских и азиатских исследованиях не совпадают по годам.
3. Почему путь из египтян в ханаане занял 40 лет?
Разведчики, которых послал Моисей, проделали этот путь гораздо быстрее (может, дней за сорок). Но вот большинство из них сомневались в возможности завоевания Ханаана. Дальше легенда говорит, что то ли Бог, то ли сам Моисей решили, что данная осторожность является проявлением рабской психологии, и надо дождаться, пока вымрут все ее носители.
Мы, не сумев пока найти истинные причины, пытаемся вложить в головы тех людей то, что абсолютно не стыкуется с ситуацией. Люди с рабской психологией не могли уйти в столь авантюрный исход. Кроме того, на любом военном совете есть «кавалеристы» и сторонники осторожных мер, и никто не называет последних рабами. Должна быть очевидная и просто физическая причина столь долгого и зигзагообразного пути евреев через пустыню.
Для меня ключевым моментом в решении этой проблемы стала фраза гида о том, что во времена Иисуса в Назарете жили 300 человек, поскольку колодец не смог бы напоить большее количество.
По пустыне можно идти только от колодца к колодцу желательно в течение одного дня. Но все колодцы уже сосредоточили вокруг себя столько людей, сколько они смогут напоить. Ну пару путешественников еще напоят, но не тысячи человек. Этим тысячам тогда нужно завоевать колодец, который аборигены будут защищать до последнего человека, поскольку потеря колодца — это ужасная смерть в пустыне. Все это требует времени. Причем нужно еще организовать водоносов из предыдущего водного источника. А потом накопление воды, чтобы либо найти новый колодец, либо место, где его можно вырыть. А там все опять повторяется. И возможные колодцы вовсе не лежать на нужной дороге, и тогда по пустыне необходимо идти галсами, что создает иллюзию метания. То есть, переход от колодца к колодцу составляет не один день (как нам кажется), а, возможно несколько месяцев, или даже годы. Вот так и получилось 40 лет. Вот такие кодоны времени.
4. Время в физических экспериментах и в теории.
Когда мы записываем математическое уравнение, которое на наш взгляд характеризует некий физический процесс, мы соединяем математическими действиями переменные величины (размеры и их производные, и время), а также параметры, которые мы считаем постоянными величинами. И при этом нам кажется, что все переменные (например, x, y, z, t) являются некими «мировыми» переменными, одинаково воспринимаемые во все времена и в любой точке пространства.
Главное, на мой взгляд, в том, что любое уравнение математики, если оно описывает физический процесс, функционально связывает между собой переменные и параметры, которые вне зависимости от нашего осознанного желания обязательно должны иметь размерность. В данной ситуации под размерностью следует понимать то, что обязательно существуют некие эталоны измерений, и каждое переменное и параметр представляют собой некоторое число данных эталонов, или их комбинации. Без размерностей уравнения лишены всякого физического смысла. Переменные в данных уравнениях – это время и расстояния, или их производные любого порядка, параметры – некие физические «константы» (как правило, устанавливаемые экспериментально), связывающие между собой эти переменные. Константы в кавычках означают, что они на самом деле могут и не быть константами на все времена.
Таким образом, как только мы записываем уравнение самого общего вида
Y= f(x1,…xn,t, ∂x/∂t,…∂nx/∂tn и так далее для всех xi),
то должны понимать, что, поскольку никакого мирового времени T и мирового размера Х не существует, то мы осознанно (или неосознанно) закладываем в уравнения переменные t и х, измеряемые в секундах и метрах. Секунда сейчас есть время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Метр— это длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299 792 4581 секунды. То есть, эталоны секунды и метра сейчас и ранее очевидным образом связаны с наличием вещества, определяются и измеряются им.
Не означает ли все это, что уравнения, описывающие эволюцию Вселенной, имеют смысл только для того интервала времени, когда вещество уже образовалось? Я сейчас отложу вопрос о том, что размерности переменных и параметров уравнений могли изменяться во времени плавно (никакими научными данными этого опровергнуть невозможно, но, более того, на это существуют явные намеки). Но то, как описывается процесс эволюции, говорит, что атомы водорода образовались через 380 тыс. лет после Большого Взрыва (в данной ситуации неважно, является ли это правильным представлением, или нет: важно то, как ученые описывают «фазовые переходы» в состоянии материи сразу после Большого Взрыва и до настоящего времени). До этого времени вещества, которое можно было бы положить в основу создания эталонов, просто не было. Было что-то другое, но там и время, и размеры были другими, и, думаю, мы абсолютно не знаем какими. Кроме того, у нас нет никаких оснований считать, что скорость света и частота колебаний при переходе между двумя сверхтонкими уровнями в атоме цезия-133, а также все остальные параметры вещества и пространства, которые мы считаем божественно неизменными, таковыми являются на самом деле. Что означают статьи с названием «Непостоянные постоянные», или заявление, что Вселенная в некоторые моменты расширялась быстрее скорости света?
Все это говорит о том, что эволюция природы (а это и есть эксперимент, причем самый длительный) происходит в условиях изменения как переменной времени t, так и переменных пространства x,y,z. И мы просто не имеем права использовать теоретические уравнения с неизменными переменными, а заодно и параметрами. Если я правильно понял д-ра Э.Левин, то она написала именно об этом. Однако, сознаюсь, что не понимаю необходимость «признать исторический характер мира» (Р. Унгер), поскольку никак по-другому этот характер и не представляю.
5. Задача о замене масла в автомобиле.
В физике так получилось, что использование в некоторых задачах многомерного пространства вместо привычного трехмерного существенно облегчило решение этих задач. Облегчило настолько, что ученые забыли, что системы с n степенями свободы все равно находятся в том самом трехмерном пространстве. Ну, а от этого вообще перешли к одиннадцатимерному пространству Вселенной. Аналогичной формальной ошибки, на мой взгляд, следует ожидать и от подмены понятия времени временными кодонами.
Наверное, задача с заменой масла в автомобиле, которая, на мой взгляд, не имеет практического звучания, взята в качестве простейшего примера, позволяющего читателю понять, что же может происходить в более сложных системах. Попробую ее рассмотреть со своей точки зрения тоже в качестве простейшего примера.
Вообще-то, замена масла требуется не только от срока, или пробега (д-р Э.Левин об этом говорит), но иногда от режима эксплуатации машины (если даже на короткое время был перегрев двигателя, то компьютер машины потребует замены масла). То есть, кодон времени должен быть сложнее. Но дело в том, что такое происходит редко, и еще реже масло может испортиться внутри двигателя, если машина не работает. Несмотря на эмоциональные утверждения неспециалистов машина практически на 100% стареет не в гараже, а на дороге. В этой ситуации установление календарного срока замены масла не имеет никакого смысла (кроме желания механиков заработать немного больше). Более того, в тех машинах, где всем управляет компьютер, он потребует от вас замену масла только в результате пробега (если не было перегрева).
(Кстати, интересный момент: механики задолго до ученых использовали в качестве эталонов измерения времени — на самом деле пробега — экзотические эталоны. Один из них сказал однажды, что тормозные колодки пройдут еще два масла — две замены.)
В машине сотни, если не тысячи деталей, каждая из которых имеет свой срок службы. И длительности этих сроков вовсе не совпадают друг с другом. И возможность длительной эксплуатации машины определяется при этом ее ремонтопригодностью, то есть, возможностью заменять вышедшие из годности детали. В данной ситуации мы могли бы составить сложнейший кодон времени, но, наверное, это не имеет смысла, поскольку легче об этом не думать, а просто менять детали. И делать это до тех пор, пока не станет ясно, что стоимость замен становится большой, и дешевле купить новую машину. То есть, уже теперь деньги становятся эталоном времени. Ну почти «время — деньги».
Труднее с биологическими объектами (особенно с людьми), но и здесь уже начинают использовать приемы ремонтопригодности (замену органов), да и «старые» способы лечения позволяли нам прожить дольше. А срок прожитой человеком жизни отсчитывается от рождения до смерти вне зависимости от того, сколько может проработать какой-либо орган. Иногда его даже удаляют, а человек живет.
Резюмируя сказанное, можно утверждать, что, конечно, в некоторых задачах для упрощения понимания ситуации можно использовать сложные и многоуровневые кодоны времени, но никогда не нужно забывать, что все это существует в самом обычном едином непрерывном времени.
6. «Часы Феникса».
Конечно, в исторических научных исследованиях нам хотелось бы найти такие устойчивые циклы, с которыми мы могли бы связать качественные культурные изменения в человеческой цивилизации. Но, к сожалению, таких циклов пока найти не удалось (возможно кому-то кажется по-другому), поскольку многие события, описываемые в легендах, или исследованиях, которые мы считаем научными, иногда настолько не совпадают во времени в разных «странах», что люди считают их разными событиями (но, почему-то очень похожими). Но мне сейчас хотелось бы сказать не об этом.
Как-то я беседовал с врачом, и он рассказал о медицинском «гороскопе». В зависимости от того, сколько солнечного света и различных витаминов (а это зависит от времени года) получает беременная женщина и ее плод от сроков зарождения до родов, и даже после них, зародыш может формироваться по-разному: здоровье и особенности человека в дальнейшем будут определяться этими сроками. Это понятно, поскольку логично с физической точки зрения.
Я готов предположить, что состояние системы (возможно, это ноосфера) определяет некоторые процессы в человеческой цивилизации. Климат может быть разным и влиять на человеческую активность, магнитные бури ее подавлять и так далее. Я не исключаю и того, что все параметры пространства (их изменения во времени), в котором мы существуем, тоже влияют на активность человеческой деятельности. Но мне, читая литературу, хотелось бы увидеть связь всего этого с, например, положением планет в пространстве. Я не люблю гороскопы и вообще астрологию, поскольку не вижу такой связи.
Мне совершенно непонятно, каким образом две не самые большие (особенно маленький Плутон) и не самые близкие к Земле планеты (тем более, что Плутон сейчас даже не считают обычной планетой) могут влиять на состояние ноосферы Земли (почему не Юпитер с Сатурном?). Я не верю (по крайней мере, потому, что ни один из авторов этого не показал), что здесь есть хоть какая-нибудь физическая связь. Кстати, наклон плоскости орбиты Плутона к плоскости эклиптики такой большой, что весьма вероятно, что Плутон вовсе не формировался внутри солнечной системы, а был захвачен ею относительно недавно. И мы вовсе не знаем, когда: мы Плутон-то увидели менее 100 лет назад. А если не было всех предыдущих циклов? Или гибель динозавров вовсе не была связана с циклом Нептун-Плутон?
Ну, а если связь все-таки есть (мы ее просто пока не видим), то для того, чтобы считать предположения верным, следует ответить на три вопроса. Во-первых, во всех ли периодах часа Феникса происходили эпохальные события (кстати, что означают слова «человеческие культуры развиваются кардинально различным образом»?)? Во-вторых, все ли эпохальные события происходили именно в период часа Феникса? В-третьих, к каким событиям следует отнести эпидемии чумы в Европе средних веков, уничтожившие половину ее населения? Явление кризисное для Европы, может, даже изменившее культуру.
7. Заключение.
Мне кажется, что с успехом решая сложнейшие задачи, связанные с многочисленными проблемами времени, мы совершенно забыли о тех свойствах данного философского понятия, которые и определяют его. И в физике, и в других науках, которые мы привыкли называть науками о жизни и гуманитарными науками, на мой взгляд, следует отнестись ко времени, как к единому, непрерывному параметру длительности. Понятно, что иногда это чрезвычайно трудно, требует дополнительных знаний, или глубокого логического мышления. Но у нас нет другого пути, иначе мы скатимся либо в религиозность, либо в мистику.
