Время и парадоксы Ньютона
ВРЕМЯ И ПАРАДОКСЫ НЬЮТОНА
Является ли Вселенная единой и стройной системой, в которой действуют общие законы, или Вселенная это странное образование без фундаментальных констант и инвариантов, где все меняется со временем и при перемещении в пространстве. Любой человек, даже не ставя перед собой этот вопрос, непроизвольно мыслит исходя из условия системности Вселенной. Это вызвано тем обстоятельством, что повседневная практика постоянно свидетельствует о всеобщей взаимосвязи объектов окружающего мира и присущей этому миру гармонии. Последние достижения наблюдательной астрофизики не дают никаких поводов для сомнений в этой убежденности.
Но системное представление о Вселенной таит подвох. Многие люди, признавая Вселенную гармоничной системой, остаются уверенными в её бесконечности, а это оказывается невозможно. Если Вселенная – система с единым временем, а это необходимый атрибут, то она неизбежно конечна, т.к. синхронизация времени (идеальных часов) в бесконечном пространстве неосуществима. Вскрывшийся парадокс легко преодолевается. Естественная конечность Вселенной обосновывается существованием бесконечного количества иных вселенных. Одним из косвенных подтверждений конечности Вселенной является так называемый парадокс «черного неба» или парадокс Шезо-Ольберса. Теоретический расчет предсказывает, что в случае бесконечности Вселенной ночное небо не должно быть черным, а должно быть равномерно светящимся. Так как светимости, пропорциональной средней плотности звезд, не наблюдается, то возможны два варианта, либо расчеты ученых ошибочны, либо звездное вещество во Вселенной не бесконечно. Звездное вещество других вселенных не может приниматься во внимание, т.к. существование множества вселенных не мыслимо вне абсолютной автономии.
Признание конечности Вселенной снимает с обсуждения ряд сложнейших философских проблем, связанных с сущностью бесконечности, но ставит не менее сложные практические вопросы по организации системной структуры. Одним из них является вопрос о механизме формирования единого системного времени Вселенной.
Чтобы понять сложное явление, необходимо сначала разобраться в его доступных проявлениях, например, в бытовом представлении.
Бытовое время естественно воспринимается как последовательность событий, взаимосвязанных между собой. Наиболее наглядно это происходит, если цепь событий реализуется малым количеством объектов и постоянно повторяется, это так называемые циклические процессы. Подсознательно такие последовательности соотносится с собственными физиологическими процессами человека, и формирует у него субъективное чувство хода времени и чувство временного интервала. Это наблюдение вряд ли кто будет оспаривать. Но кроме явно взаимосвязанных событий сплошь и рядом происходят события, взаимосвязь которых не очевидна. Каким образом распределить во времени эти события? В этом случае нас выручает еще одно природное физиологическое чувство (и связанное с ним научное понятие) – это чувство событийной одновременности.
Научившись определять одновременность двух независимых событий, можно одно из событий выбрать из последовательности связанных событий, и тем самым включить независимое событие во всеобщую временную последовательность.
Закройте глаза, а затем на мгновенье откройте их. Все, что вы увидите в этот момент, воспринимается человеком как множество одновременных событий, время которых определяется по часам, которые он видит в этот же момент - это определение одновременности на физиологическом, бытовом уровне. Одновременность в науке и технике, определяется несколько иначе. Специально разработанные датчики, при наличии исследуемого события, формируют некий признак; этот признак передается на запоминающее устройство, снабжённое синхронизированными требуемым образом часами, показание которых и регистрируется. Два представленных метода по сути очень схожи, но существенно отличаются по методике и техническому оснащению, от которого зависит погрешность измерения. Кроме того, описание второго метода не оставляет никаких сомнений в том, что точно измерить время события невозможно по принципиальным соображениям, дело в том, что момент регистрации неизбежно отделен от момента события временем реакции сенсора и временем доставки информации до регистрирующего устройства. Эти задержки можно компенсировать и уменьшать, но полностью избавиться от них невозможно.
Роль погрешности очень существенна, и для ее изучения создана специальная наука, метрология. Оказывается, множество событий, увиденных наблюдателем в определенный момент, можно считать или одновременными, или не одновременными в зависимости от требуемой и реализуемой погрешности измерений, определяемой сутью исследуемого процесса.
Фундаментальным положением метрологии является незыблемая истина: ничто нельзя измерить с абсолютной точностью, т.е. с погрешностью, равной нулю.
С тех пор как было установлено, что свету присущ удивительный набор свойств: предельно возможная скорость распространения, относительное ее постоянство, а также прямолинейность распространения в однородной среде,- эти свойства стали использовать для определения координат и времени реализации удаленных событий. По этому вопросу разногласий в научном сообществе практически не возникло.
Часы называются синхронизованными между собой, если в любой момент времени их показания совпадают. Общепринятая методика Эйнштейна описывает синхронизацию показаний двух одинаковых часов с помощью луча света. Синхронизация происходит в течение некоторого интервала времени и предполагает относительную неподвижность часов. Дальнейшая синхронность хода часов обеспечивается их предполагаемой идентичностью – это прописная истина. Если же часы находятся в относительном движении, то синхронизация возможна только условная. Это значит, что показания одних часов необходимо все время пересчитывать, а для этого необходимо знать закон относительного движения часов. Принципиальных преград здесь нет, но погрешность синхронизации растет с ростом количества условностей.
Природная обусловленность существования времени логически следует из диалектического принципа причинности. Суть принципа проста, ни одно событие в мире не происходит само по себе, а неизбежно имеет причину, и само при этом является причиной для следующего события. Взаимосвязанные события (причина и следствие) принципиально не могут произойти одновременно. В противном случае, можно было бы построить замкнутую цепочку событий, последнее из которых блокировало бы исходное событие, что приводит к логическому абсурду.
Казалось бы, в определении времени на основе принципа причинности все ясно и просто, но это только кажется. В жестком требовании принципа «несовпадение времени реализации причины и следствия» ничего не сказано об интервале между событиями. Таким образом, принципом причинности определяется только существование стрелы времени и ее принципиальная однонаправленность. Темп времени принципом причинности не определяется. При этом требование неодновременности сформулировано в абсолютных критериях (без указания погрешности), которые на практике нельзя ни реализовать, ни проверить.
Обозначенная выше проблема совершенно не существенна для квантовых представлений, т.к. в этом случае минимальная задержка между причиной и следствием естественным образом определяется временным квантом.
Общая трудность в осознании природы времени происходит от неосознаваемого смешения стереотипов физиологического восприятия, с реальными свойствами и проявлениями времени. Чтобы выявить и устранить влияние этого искажающего фактора, необходимо его осознать, а для этого надо сделать над собой осознанное волевое усилие. Для облегчения понимания этой не простой для некоторых людей задачи, можно предложить следующий пример из аналогий.
В мире непрерывно происходящих реальных событий пространство заполнено различными субстанциями с распространяющейся (летучей) информацией: запах, звук, цвет и освещенность. Перечисленные параметры в природе, без человека, не существуют. Есть только ароматические молекулы, механические и электромагнитные колебания различных сред, а также дискретное множество фотонов с разной энергией. Самым емким из носителей информации для нас является свет. Весь мир пронизан фотонным излучением, которое принято считать электромагнитным, как и радиоволны. Радиоволны существуют в огромном диапазоне частот, но мы не видим это многообразие – и это привычно. Эта привычность позволяет осознать, по аналогии, что и у фотонов нет ни цвета, ни света; есть только способность возбуждать реакцию живого организма на фотоны. Вне интеллекта – мир даже не бесцветный, он никакой. Цвет – это субъективное восприятие величины и направления импульса фотона, которое человек физиологически формирует в своем организме с помощью биологического прибора (глаза) и биологического анализатора (мозга). Нет способа убедиться, что красный цвет все видят одинаково, но можно продемонстрировать, что часть людей видит один и тот же цвет по-разному, это дальтоники. И все-таки, принято считать, что большинство людей воспринимают цвет одинаково. Это логично, т.к. подтверждается общечеловеческой практикой, а также находит обоснование в идентичной физиологии каждого здорового человека. Итак, цвет – это только соответствующий образ на поглощенный фотон определенной энергии. Это значит, что и присущее человеку ощущение темпа времени тоже может являться только образом какого-то природного процесса.
Осознав природу формирования цвето-световых ощущений, можно понять, что любое наше субъективное (физиологическое) ощущение только соответствует (не совпадает, а именно, всего лишь соответствует) конкретному реальному физическому воздействию. Нашему ощущению «хода времени» соответствует физическое (реальное) восприятие очередности событий, а не скорости их прохождения. Чувство относительного различия скорости двух и более процессов – это уже иное физиологическое чувство, формируемое опытом сравнения различных циклических процессов, это уже чувство темпа, но не темпа времени, а пока только относительного темпа по сравнению с временным эталоном. Вот это совмещение двух, по-разному формируемых, ощущений и создает некоторую путаницу при анализе восприятия временного интервала человеком.
Коварство стереотипного мышления состоит в том, что человек, даже осознавший и согласившийся со всем выше изложенным, может оставаться в плену прежних своих представлений, не замечая этого.
Можно ли объективно установить темп следования событий, хотя определение темпа времени отсутствует? Оказывается можно, но только, как всегда, как и любую физическую величину, в сравнении с выбранным эталоном.
Напомним, что эталон - это некоторый природный, или искусственный, объект (или процесс), который позволяет производить относительное сравнение удаленных, или разнесенных во времени произвольных объектов и процессов, без совмещения самих сравниваемых объектов и процессов, а только методом последовательного сравнения их с переносимым эталоном.
Страницы: 1, 2
