Время теории относительности: степень его

адекватности объективно-реальному времени*

В связи с обсуждаемой проблемой, прежде всего, следует сказать, что под объективно-реальным, по моей терминологии, функциональным временем¹ следует понимать время, которое образуется в результате последовательной смены качественно новых состояний материальных объектов, процессов (каждый объект – процесс). Дело в том, что все концептуальные времена, в том числе классической механики и теории относительности, являются постулированными, условными, придуманными человеком. В этой связи они неадекватно отражают объективно-реальное время, которое не зависит от воли человека, его сознания. Объективно-реальное время адекватно отражает только функциональное время. Лишь оно не зависит от воли человека, его сознания.

Тем не менее, в философии и науке до наших дней принято считать, что на вопрос: что такое время? – ответа не существует. Более того, по мнению ряда исследователей, время умонепостигаемо. Так, известный русский философ В.С. Соловьев в статье «Время», Энциклопедического словаря издателей Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона, подчеркивал, что «время не допускает рационального определения его сущности». Американский ученый Липпинкот писал: «Перед тайной времени все – способности разума, формулы логики, методы науки, – все делается бессильным. Время есть нечто, что недоступно познанию…. Все мыслители всех веков не смогли понять эту великую тайну – время. Не имеется реального решения этой проблемы» [2].

Эти высказывания имели место, несмотря на то, что мысль о связи времени с движением выдвигалась в истории философии от Аристотеля до Гегеля. А. Эйнштейн же связал время с движением уже в физической теории, придав ему, тем самым, физический смысл. Лауреат Нобелевской премии И.Р. Пригожин назвал этот факт самым выдающимся достижением науки XX века [3]. Однако механизм связи времени с движением не был раскрыт до конца и великим ученым. Дело в том, что Эйнштейн, как мне представляется, неправомерно связал время с механическим движением. В этой связи время теории относительности, как и другие концептуальные времена, является постулированным, условным, придуманным человеком, хотя более адекватно отражает объективно-реальное время.

Вместе с тем проблема использования фактора объективно-реального, функционального времени становится в наши дни важнейшей в науке. Неслучайно И. Пригожин, имея в виду объективно-реальное время, подчеркивал, что «главное сейчас в науке – переоткрытие времени, выход его на первый план» [4]. По его справедливому мнению, если переоткрыть время (то есть выявить природу объективно-реального времени – Т.Л.) и ввести новое понятие времени в уравнения динамики, можно будет начать новый этап научно-технической революции [5].

Как уже было подчеркнуто, объективно-реальное, функциональное время образуется в результате последовательной смены качественно новых состояний конкретных материальных объектов, процессов. Иными словами, объективно-реальное, функциональное время образуется качественными изменениями, как причиной становления. Понятие изменения здесь означает, что нечто случается, нечто происходит – в отличие от другого смысла слова изменяться, когда речь идет только о различии, различии в значении некоторого параметра, характеризующего явление. Например, окраска стены изменяется от одного ее края до другого, – изменение есть, но это не временное изменение; изменение есть, но события не происходят.

Последовательно сменяющиеся качественно новые состояния материального объекта образуют собственное время, в котором и существуют. Обусловлено сказанное тем, что состояния материального объекта, как и сами объекты, не могут возникать и существовать, не образуя время. Объективно-реальное, функциональное время не имеет, на мой взгляд, другой причины возникновения и существования.

Поскольку объекты и их состояния образуют собственное время лишь с момента своего возникновения и до воплощения их материального содержания в последующие объекты и их состояния, оно всегда настоящее. В этой связи функционирование объекта, пока он существует как таковой, постоянно осуществляется в его собственном настоящем времени. Следовательно, только настоящее время, образуемое конкретными, конечными материальными объектами, процессами, существует объективно, в реальной действительности. Так называемые прошлое и будущее времена статуса реальности не имеют. В природе не существует прошлое время как некоторого рода вместилище, в которое бы переходили все существовавшие ранее, но исчезнувшие как таковые, материальные объекты. Объясняется сказанное тем, что материальное содержание исчезнувших как таковые объектов воплощается в последующие объекты. По указанной причине, не существует и будущее время, в котором бы находились материальные объекты до своего возникновения.

В связи со сказанным функциональное время течет от настоящего, образуемого одними состояниями объекта к настоящему, образуемому последующими состояниями того же объекта, а не от прошлого через настоящее к будущему, как принято считать в науке. Поскольку функциональное время образуется реально существующими материальными объектами и их состояниями, пока они существуют как таковые, оно имеет физический смысл, физическое значение. В теории относительности физический смысл придается постулированному времени.

Несмотря на сказанное, функциональное время несубстанционально (оно не является ни веществом, ни полем, ни особой субстанцией, существующей независимо от вещей и явлений). Для того чтобы существовать, длиться, оно должно возникать и исчезать вместе с материальными объектами, процессами. Мир в целом, несотворим и неуничтожим, не возникает и не исчезает как таковой, поэтому понятие времени к нему не применимо. Именно указанной причиной обусловлено отсутствие единого мирового времени, а не конечностью скорости распространения материальных взаимодействий, как принято считать в теории относительности.

Поскольку функциональное время несубстанционально, оно не имеет собственных свойств, а лишь специфически отражает свойства процесса, образующего его. Так, например, временной ритм и временные длительности, образуемые последовательно сменяющимися состояниями данного процесса, всецело зависят от характера протекания процесса, то есть от того, как часто возникают и как долго длятся его состояния. Таким образом, время является функцией процесса, а не процесс - функцией времени, как, на мой взгляд, ошибочно принято считать в науке.

Сказанное можно проиллюстрировать на примере цезиевых часов, выбранных в качестве эталона времени. Известно, что секунда равна интервалу времени, в течение которого электромагнитная волна, испускаемая атомом цезия-133, совершает 9.192.631.720 колебаний, соответствующих частоте перехода между двумя энергетическими уровнями атома цезия. Однако секунда является единицей условного, постулированного времени, а не объективно-реального, функционального времени. Единицей функционального времени, образуемого атомом цезия, является интервал времени, за которым он переходит от одного энергетического уровня к другому. Все сказанное позволяет сделать функциональное время объектом изучения.

Термин «собственное время», как известно, используется и в теории относительности. Однако между собственным временем теории относительности и собственным временем функциональной концепции существует коренное различие. Дело в том, что собственное время теории относительности измеряется «хорошими часами», связанными с движущимся телом. Собственное же время функциональной концепции можно было бы измерить лишь «идеальными часами», способными точно повторять ритмы и длительности, образуемые последовательно сменяющимися состояниями самого тела, объекта.

Как известно, в теории относительности время, показываемое часами, зависит от скорости их движения. Движущиеся относительно некоторой системы отсчета часы, с точки зрения этой системы, идут медленнее, чем часы, покоящиеся в этой системе отсчета (но совершенно идентичные с движущимися). Замедление времени в физике считается экспериментально доказанным фактом. Несмотря на сказанное, объективно-реальное, функциональное время, по причине своей несубстанциональности, замедляться не может. Замедляться могут лишь сами процессы, образующие время.

В связи со сказанным следует подчеркнуть еще, что функциональное время не может не только замедляться, но и останавливаться. Оно может лишь прекратиться, закончиться вместе с образующим его процессом. По указанной причине, нельзя признать корректным и сенсационное сообщение о том, что американским ученым удалось остановить время [6].

Известно также, что в теории относительности время обратимо на номонологическом уровне. Теория относительности (как и классическая механика) допускает обратный ход времени. Согласно же функциональной концепции времени, оно принципиально необратимо, поскольку несубстанционально. Проблема необратимости времени занимает важное место в современной науке и философии, поскольку она имеет серьезное естественнонаучное и мировоззренческое значение. Не случайно на Международном совещании по фундаментальным проблемам физики высоких энергий и теории поля, состоявшемся летом 2001 г. в Протвино, подчеркивалось, что указанная проблема является одной из сложнейших задач современной науки, требующая не только философского, но и полного физического понимания [7].

По справедливому мнению В.П. Казарян, одна из трудностей (или особенностей) понимания времени, характерных для XX века, – это направленность течения времени. Она пишет: «В реляционной концепции направление течения времени связывается (непосредственно или опосредованно) с процессом становления – переходом события от небытия к бытию; в то же время физические теории формулируют законы, инвариантные, относительно инверсии знака времени, то есть безразличные к направлению его течения» [8]. В этой связи замечу, что течение времени действительно связано со становлением, однако это не означает, что оно течет в том направлении, в котором, с точки зрения наблюдателя, протекают материальные процессы. В какую бы сторону не протекали материальные процессы, с точки зрения наблюдателя, они всегда образовывают собственное настоящее время. Что касается законов физики, они допускают обратимость концептуального, постулированного времени, которое не является адекватным отражением времени природы.

Временные промежутки, образовываемые последовательно сменяющимися состояниями конкретных материальных объектов и самими объектами, по причине несубстанциональности времени, имеют порядок смены одного промежутка времени другим, точнее, последующим промежутком времени, а не определенное направление. «Важно отметить, – писал А.М. Мостепаненко, – что с помощью обратимых процессов можно зафиксировать лишь упорядоченность времени, но не его направление. В самом деле, если процесс обратим, то обращенный процесс неразличим с прямым, протекающим во времени с противоположным направлением» [9]. На мой взгляд, то же время не имеет определенного направления. Однако, при этом, я имею в виду функциональное время, которое только отражает адекватно объективно-реальное время. И еще: нельзя согласиться с тем, что «направление времени может быть однозначно зафиксировано лишь с помощью необратимых процессов» [10], ибо материальные процессы, являющиеся причиной образования времени, не являются причиной его необратимости, обусловленной несубстанциональным характером времени.

В связи со сказанным можно согласиться с В.П. Казарян, которая, имея в виду математизированный теоретический мир, пишет: «Любой процесс развернут как последовательность событий, соответствующих порядку моментов, существующих так же, как и места пространства. Поэтому замена + t на - t не означает никакого обращения времени, а лишь изменение временной координаты, которой соответствует определенное состояние процесса. В такой ситуации номологическая обратимость или инвариантность законов относительно изменения знака временной переменной (t) означает симметричность застывшего мира теоретических событий относительно начала отсчета времени и не может ничего сказать ни в пользу обратимости, ни в пользу необратимости времени» [11].

В связи с обсуждаемым вопросом представляет интерес и высказывание Р. Фейнмана: «Законы физики нередко не имеют очевидного прямого отношения к нашему опыту, а представляют собой его более или менее абстрактное выражение. Примером этому может служить тот факт, что законы обратимы, а явления — нет» [12].

С точки зрения В.П. Казарян, «смысл проблемы направления времени заключается в выяснении причины того, чем обусловлена физическая необратимость процессов в природе. Различные авторы по-разному пытаются решить эту проблему: выводят необратимость времени из необратимости причинно-следственных отношений; связывают с процессом возрастания энтропии; связывают с неповторимостью граничных и начальных условий [13]. В этой связи замечу, во-первых, что смысл проблемы направления несубстанционального времени, его необратимости не может заключаться в выяснении причин физической необратимости процессов в природе. Следовательно, решать эту проблему путем обоснования необратимости времени необратимостью причинно-следствен-ных отношений или связыванием ее с процессом возрастания энтропии или только с необратимостью граничных и начальных условий неправомерно, ибо главной причиной необратимости времени является его несубстанциональный характер.

Тот же автор далее поясняет: «Частица изначально характеризуется таким свойством, как обладание определенным направлением времени. Изменение этого свойства означает изменение состояния частицы. Поскольку время СТО соответствует механическому движению неизменной частицы, то процесс изменения направления времени (свойства частицы) можно рассматривать как смену состояний, соответствующих иному времени, чем физическое время механического перемещения. Для частицы, изменяющей свое состояние, понятие об обратном направлении соответствует ложному отождествлению времени механического движения и времени, соответствующего смене состояния неклассической частицы (собственного времени частицы)» [14].

В этой связи и в свете сказанного выше следует согласиться с В.П. Казарян, когда она пишет: «Это отождествление имеет место вследствие того, что современная физика учитывает только математическую, количественную сторону временных отношений и игнорирует качественную. Именно смена состояний объекта, не связанная с механическим перемещением его, отождествляется по временному характеру со сменой состояний при механическом перемещении объекта, использование в физике в качестве временной оси совокупности моментов, соответствующих событиям при смене состояний объекта в процессе механического перемещения его, вполне объяснимо особенностью физики как экспериментальной науки. Но это не означает, что все временные отношения объектов сводятся к временным отношениям механически движущихся материальных точек. Даже в пределах физики, по крайней мере, при философском анализе, необходимо отличать собственное временное следование состояний объекта от обычного физического (механического) времени экспериментатора. Может быть, это не имеет практического значения для физики, но необходимо для философской интерпретации результатов физики, при их использовании в решении более общих проблем» [15]. С моей же точки зрения, для разрешения трудностей, с которыми сталкиваются физика и философия при попытке решения проблемы времени, следует не только анализировать особенности идеализаций, применяемых в физике, различные концепции времени. Для этой цели, прежде всего, следует исследовать сущность функ-ционального времени, то есть времени самой природы, образующегося, как уже было сказано, в результате последовательной смены качественно новых состояний конкретных, конечных материальных объектов и самих объектов.

При указанном подходе к исследованию проблемы необратимости времени выясняется, что время принципиально необратимо. Дело в том, что если даже допустить обратное протекание материального процесса, что возможно лишь с точки зрения наблюдателя, время, образующееся в результате последовательной смены состояний этого процесса, не повернулось бы вспять, по причине его несубстанциональности. Последовательно сменяющиеся состояния, будучи качественно новыми, образовывали бы новые, последующие собственные временные промежутки.

Здесь следует подчеркнуть еще раз, что временные промежутки, образуемые конкретными, последовательно сменяющимися состояниями данных материальных процессов, имеют физический смысл, являются промежутками объективно-реального, функционального времени только с момента возникновения и до исчезновения образующих их состояний. Временные промежутки, ранее образовавшиеся, но уже исчезнувшие, не могут иметь физического значения. Прошлые, предыдущие, прежние, исчезнувшие промежутки времени уже не имеют, а будущие еще не имеют физического смысла.

Ранее образовавшиеся промежутки времени конкретного материального процесса в силу своего несубстанционального характера перестают существовать навсегда. В этой связи промежутки времени, которые бы образовывались в результате последовательной смены состояний процесса, повернувшегося обратно (в мысленном физическом эксперименте, поскольку в природе это невозможно), были бы новыми, последующими и, естественно, время процесса не повернулось бы вспять.

Число несуществующих уже промежутков времени никоим образом не может уменьшаться или последовательно отрицаться последующими промежутками времени, образующимися после того, как направление времени данного материального процесса стало обратным (если бы это было возможно). Несмотря на то, что материальное содержание данного процесса возвращалось бы в прежние, ранее существовавшие состояния, поскольку оно субстанционально, временные промежутки были бы новыми, ибо в отличие от процессов, состояний процессов, они не имеют материального, сохраняющегося, непреходящего содержания.

Таким образом, поскольку время не существует само по себе, вне материальных изменений, промежутки времени, ранее образовавшиеся в результате последовательной смены прошлых состояний материального процесса, перестают существовать, теряют физический смысл. В связи с этим новые, последующие промежутки времени, образующиеся как следствие последовательной смены состояний конкретного материального процесса (пусть даже протекающего в обратном направлении), могут являться лишь продолжением предыдущих, но не их отрицанием.

Только с точки зрения наблюдателя может повернуться вспять направление протекания процесса. Для наблюдателя возвращение материального процесса в прежнее состояние (по внешним признакам) послужило бы доказательством достоверности факта обратного протекания данного процесса. Но при этом, с «точки зрения» самой природы, наблюдалась бы другая картина: число последовательно сменяющихся состояний качественно новыми состояниями данного процесса и образуемых ими промежутков времени по-прежнему увеличивалось бы. Происходило бы становление новых состояний, а следовательно, образование новых промежутков времени, а не повторение прежних.

Так, если бы процесс до того момента, как повернулся обратно, побывал в девяти состояниях, то для него очередное состояние было бы десятым, а не повторением или отрицанием девятого состояния потому, что оно было бы качественно новым состоянием. Образованный же им промежуток времени был бы не прошлым, не прежним, не бывшим девятым, а новым, десятым промежутком настоящего времени, что обусловлено несубстанциональным характером времени и взаимодействием качественно нового состояния с новой окружающей средой. По указанным причинам, общее число состояний, в которых побывал бы данный процесс, и соответствующих им временных интервалов увеличилось бы до десяти, а не уменьшилось бы до восьми, как это показалось бы наблюдателю. Каждое последующее состояние являлось бы качественно новым состоянием, являлся бы новым и каждый очередной промежуток времени, по указанной выше причине.

Здесь, однако, следует заметить, что речь идет не о формальном увеличении натурального ряда чисел, а о росте числа последовательно сменяющихся новых промежутков настоящего времени, имеющих в момент своего возникновения и существования физическое значение. В данном примере в числе 1, на которое увеличивается натуральный ряд чисел, не следует усматривать некий арифметический символ.

К сказанному выше добавлю еще и следующее. Известно, что, согласно мнению многих авторов, коррелятом необратимости времени является закон (принцип) возрастания энтропии. Однако факт неизбежного рассеяния энергии в реальных системах не может являться объективным критерием необратимости времени не в силу парадоксов обратимости и периодичности, как считает ряд исследователей, а потому, во-первых, что не существует ни единого мирового времени, ни времени само по себе. Следовательно, неправомерно вести речь о необратимости несуществующего времени. Во-вторых, и при условии существования единого мирового времени, если бы процесс возрастания энтропии сменился процессом ее уменьшения, концентрацией диссипированных в пространстве излучений, направление его не изменилось бы ввиду того, что время – не субстанциональная реальность, а потому не может возвращаться к самому себе.

В этой связи, по моему мнению, ошибочна в своей основе и концепция Л. Больцмана, который считал, что вследствие вечности времени Вселенная уже находится в термодинамическом равновесии, хотя при этом допускал, что в отдельных частях мира происходят отклонения от этого состояния (флуктуации). Неправомерность этой концепции объясняется тем, что Л. Больцман связывал возрастание энтропии, вернее, завершение времени релаксации, как он полагал, с вечностью несуществующего мирового времени, с некоторым абсолютным пространством (не говоря уже о том, что понятие вечности ко времени, как было показано выше, неприменимо). Все сказанное лишний раз подтверждает несостоятельность сделанного В. Томсоном и Р. Клаузиусом вывода о якобы неизбежной тепловой смерти Вселенной в результате достижения максимальной энтропии.

Материальные вещи и явления, их состояния существуют определенное время, текущее не от прошлого через настоящее к будущему, а от настоящего к последующему настоящему (независимо от точки зрения наблюдателя). И этот порядок следования, переход от настоящего к последующему настоящему не может меняться в зависимости от того, возрастает в них энтропия или уменьшается.

Неправомерно, с моей точки зрения, связывать необратимость времени и с процессами рассеяния электромагнитного излучения. Во-первых, каждая излученная волна, неограниченно расширяясь в пространстве, образует свое собственное время. Во-вторых, по указанной выше причине, если бы даже электромагнитные волны стали возвращаться назад в источник, направление образуемого ими времени не повернулось бы вспять.

На мой взгляд, следует признать некорректной и попытку связать однонаправленность времени с фактом расширения Вселенной, выражающегося в разбегании галактик друг от друга. Против подобного обоснования необратимости времени выдвигаются возражения, связанные с отсутствием какого-либо закона или принципа, исключающего движение галактик в обратном направлении, неправомерностью экстраполяции расширения, вернее, разбегания галактик в доступной нашему наблюдению части Вселенной на глобальную Вселенную. Однако, если даже Вселенная пульсирует как целое, то и в этом случае время, которое образовывалось бы в результате ее сжатия, не было бы обратным, по причине несубстанциональности времени. В силу той же причины, периоды времени сжатия Вселенной не могут быть отрицанием периодов времени ее расширения.

Нельзя, в связи со сказанным выше, согласиться с Б.Я. Зельдовичем и В.В. Шкуновым, которые пишут: «Мы привыкли, что время идет вперед. Однако для волновых движений ситуация качественно иная: световые волны можно «обратить во времени» и заставить их распространяться по прежде пройденной траектории «вспять» [16], хотя сделанный ими вывод основывается на эксперименте, результаты которого они описывают следующим образом: «Представьте, что перед вами фотография световой волны, распространяющейся слева направо. Из-за обратимости процесса распространения невозможно, судя лишь по фотографии, узнать его направление – слева направо или справа налево. Если бы пучок распространялся справа налево (то есть был сфотографирован обращенный пучок), фотография была бы той же, однако его волновой фронт был бы «вывернутым наизнанку», или обращенным по отношению к волновому фронту пучка. По этой причине, в советской научной литературе, процесс получения обращенной волны назвали обращением волнового фронта» [17].

По моему мнению, световые волны можно обратить в принципе и во времени лишь с точки зрения наблюдателя, а не самой природы. Несмотря на кажущееся обращение световой волны в известном эксперименте, речь можно вести только о продолжении движения световой волны. Тем более, неправомерно говорить об обращении световой волны во времени, которое к тому же не является ни веществом, ни полем. Отраженная световая волна движется не в прошлом времени, прошлого времени не существует, а продолжает образовывать свое собственное настоящее время.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. См.: Лолаев Т.П. Время: новые подходы к старой проблеме. Орджоникидзе, 1989; он же. Время в природе. Владикавказ, 1991;он же. Пространство и время, их связь с движением. Владикавказ,1992; он же. Концептуальные времена: степень их адекватности объективно-реальному времени. Владикавказ,1993; он же. Функциональная концепция времени. Владикавказ, 1994; он же. Философские и естественнонаучные основания необратимости времени // Вестник МГУ. Сер. 7. Философия. 1995. №3; он же. О «механизме» течения времени // Вопросы философии. 1996, №1; он же. Почему вечность не бесконечное время // Вестник МГУ. Сер. 7. Философия, 1998, № 2; он же. Пространственно-временная структура Вселенной и закон ее функционирования. Владикавказ, 1999; он же. Время как функция биологической системы // Философские исследования. 2000, № 3; он же. Конечное и бесконечное: новый взгляд на проблему// Вестник МГУ. Сер. 7. Философия, 2002, №2; он же. Функциональная концепция времени // Концепции современного естествознания: философское осмысление. Москва- Владикавказ. 2003 и др.

2. Lippincott, H.H. Eternal Life. – «The Personalist» / H.H. Lippincott. – (Los Angeles), 1960. – vol. 41. – №1. – p. 39-40.

3. Поиск. – 1993. – 5-10 марта. – №10.

4. Там же.

5. Там же.

6. См.: Nature. – 26. 01. 2001.

7. См.: Поиск. – № 32-33. – 17 августа 2001. – с. 7.

8. Казарян, В.П. Понятие времени в структуре научного знания [Текст] / В.П. Казарян. – М., 1980. – с. 94.

9. Мостепаненко, А.М. Размерность времени и временной порядок [Текст] / А.М. Мостепаненко // Пространство. Время. Движение. – М., 1971. – с. 40.

10. Там же.

11. Казарян, В.П. Указ. соч. – с. 108.

12. Фейнман, Р. Характер физических законов [Текст] / Р. Фейнман. – М., 1987. – с. 110.

13. Казарян, В.П. Указ. соч. – с. 104 [Текст].

14. Казарян, В.П. Относительно представления об обратном течении времени [Текст] / В.П. Казарян // Вопросы философии. – 1970. – №3. – с. 102.

15. Там же.

16. Зельдович, Б.Я. Обращение волнового фронта [Текст] / Б.Я. Зельдович, В.В. Шкунов // В мире науки. – 1986. – №2. – с. 16.

17. Там же.

УДК 115

©2005 г., Т.В. Тимошенко

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: