Читать интересную книгу Диалоги (июль 2003 г.) - Александр Гордон

И вначале я почувствовал интерес ко времени именно с этой стороны. В задачах, где время входит как бы в условие, в постановку задачи. Это всё очень важно в технике, в приложениях типа биологических, где приходится смотреть развитие объекта. Первые мои модели были в области биологии. И там я столкнулся с тем обстоятельством, что биологическое время само по себе нуждается в некоторой формализации – это не физическое время. Это другое время. А в технике мы сталкивались с вещами, когда приходилось менять единицу измерения времени с однородной на неоднородную. Например, бывали такие эффекты, когда неоднородные единицы времени, привязанные к особым событиям, позволяли использовать стандартные уравнения, ну, скажем, механики Ньютона, в то время как однородные единицы – не позволяли: какая-то идёт внутренняя синхронизация процесса на свои часы. А потом, когда я уже занялся общей теорией моделирования, я посмотрел на время не изнутри, а как бы извне, на модель времени – что она из себя представляет. Это очень интересно, очень захватывает.

А.Г. Почему всё-таки время стоит особняком среди всех физических величин, явлений, гипотез, в чём феномен?

А.К. Это единственный физический объект, вообще не физический даже, а просто объект окружающего мира, который не обладает повторяемостью. Всё остальное можно попробовать дважды, трижды, проверить какую-то версию. Если какая-то гипотеза не подтверждается, её можно отбросить. Если какое-то состояние нестабильно, значит, нужно укрупнить, рассмотреть макроуровень, как в термодинамике делается. И это относится абсолютно ко всей науке, не только к физике, ко всему, кроме времени. Время исчезает. Это постоянно исчезающий объект.

А.Г. Тогда получается, что изучение времени не может быть научным занятием, раз сам объект не научен. Ведь у него нет такого важного для науки качества, как воспроизводимость.

А.Л. К сожалению, это не единственная причина, почему изучение времени, может быть, не совсем наука. И это ещё один ответ на ваш вопрос о том, почему и чем время отличается от других объектов науки. Дело в том, что любая наука начинается с исходных неопределяемых понятий, про которые бессмысленно спрашивать, что это и почему они такие, а не другие? Потому что они воспринимаются интуитивно, и мы надеемся, что интуиция разных исследователей одинакова, хотя надежда эта призрачна. Время – одно из таких понятий. Оно исходное и неопределяемое. Пока оно находится в этом своём статусе, его свойства также будут постулатами, аксиомами, но отнюдь не теоремами. И это неизбежно, это не дефект науки, просто мы заинтересовались понятием, статус которого отличается от большинства других научных понятий. Исходными и неопределяемыми в науке являются и многие другие понятия, например, пространство, заряд, масса, взаимодействие, энергия, движение, жизнь…

А.Г. Какие гипотезы, теории, размышления, может быть, даже философские теории, были выдвинуты человечеством на пути изучения времени? Прежде чем мы перейдём, собственно, к вашим приоритетам.

А.К. Время ассоциируется с потоком. Это, видимо, главный образ, который был создан ещё в древности, в античности. Тогда же возникла идея, что нельзя дважды войти в реку. Эта идея неповторяемости была замечена. Время похоже на реку. Она всё время новая, но, несмотря на это, её можно нанести на карту, у неё есть русло. В ней есть что-то постоянное. Пожалуй, изучение времени – это попытка изучить то постоянное, что мы в нём находим. Те постоянные свойства, которые наблюдаются. И тут очень много было интересных соображений, и они продолжают выдвигаться до наших дней. Важная революция произошла буквально в начале 20-го века. Представления о времени, скажем, в античном мире, в средние века и в новейшее время были различны. А XX век дал своё, совершенно новое представление о времени.

В начале ХХ века произошло осознание удивительных свойств времени. И мне кажется, что это понято уже навечно, по крайней мере, в рамках нашей непрерывной культурной традиции. Было понято, что пространство и время неразрывны, что это не два разных параметра (пространственная координата и временная координата), а есть единый четырехмерный мир, в котором топология и метрика так устроены, что некий сектор пространства выделяется. Этот сектор пространства мы и называем временем. Он обладает рядом свойств, одно из которых – необратимость движения в одном направлении. А остальные координаты этого четырехмерия позволяют в своём (пространственном) секторе плавно изменить направление движения на противоположное. Но время этого не позволяет. В то же время некоторые углы поворота времени оказались возможными. Но не так, чтобы повернуть назад. И эти углы мы называем скоростями. Вот это было радикальнейшее изменение, которое вошло в мир с появлением теории относительности. Появилось представление, что скорость – это поворот времени, поворот оси времени в четырех измерениях. Это повлекло за собой изменение наблюдаемых масштабов. Если одно тело движется с одной скоростью, другое с другой скоростью, они видят друг друга как бы под углом, но в четырехмерном мире. И время одного тела проектируется на время другого тела, причём проекции искажают масштабы. Это мы знаем и по обычным пространственным эффектам. Если стержень, например, линейку повернуть под углом, она будет казаться короче. Её можно даже посмотреть в торец, и тогда её длина просто в ноль обратится. Вот нечто в этом роде происходит и со временем – чем больше скорость объекта относительно нас, тем замедленнее кажется нам время, идущее на том теле, которое мы наблюдаем. Соответственно, наблюдателям, находящимся в той системе отсчёта, будет замедленным казаться наше время. И всё это – результат поворотов осей времени в четырехмерном пространстве. Это был великий прорыв в понимании структуры мира. Там такие имена, как Эйнштейн, Пуанкаре, Минковский, Гильберт. Они это сделали. Выделить кого-то одного невозможно, это был существенно коллективный разум. И мир изменился, представление о времени совершенно изменилось.

А.Л. Теория относительности на самом деле ничего не говорит о том, что такое время, какова природа времени. Теория относительности возникла, когда появилась новая процедура выяснения – одновременны ли удалённые друг от друга события. В эту процедуру Эйнштейн ввёл новый тип часов – световые часы, или часы Ланжвена. Такое небольшое нововведение, которое понадобилось для того, чтобы правильно ввести определение одновременности, оказалось достаточным для научной революции, которую связывают с теорией относительности. Но сама теория относительности не даёт ответа на вопрос о природе времени, а всего лишь даёт новый способ определения одновременности.

А.К. Вообще, мне кажется, что путь Галилей-Ньютон-Эйнштейн (условно) – это путь, как сказал Ньютон, не изобретаемой сущности. Ньютон тоже не объяснял, что такое время. И Галилей не объяснял, что такое время. Это попытка реляционного – через соотношение величин – объяснения мира. То есть мы связываем измерение с какими-то математическими переменными и ищем уравнение, которое их связывает между собой. Это, конечно, не объяснение.

А.Г. Есть другие подходы, которые настаивали бы на том…

А.К. Есть попытки.

А.Л. Когда мы говорим о времени, то подразумеваем, по крайней мере, три различных оттенка смысла: время-явление как синоним изменчивости Мира; время-часы как способ измерения изменчивости и время-понятие как конструкт человеческого мышления. Уметь измерять время – это ещё не значит понимать его природу. Понять природу времени, на мой взгляд, – значит понять происхождение изменчивости Мира; понять, почему Мир не остаётся во всём постоянным; понять происхождение нового в Мире. Вопрос настолько глобален, что простых ответов на него нет. Я понимаю исследователей, которые уходят от попыток ответа на вопрос о природе времени. Но ещё лучше я понимаю тех, кому этот вопрос не даёт покоя. Эйнштейн говорил, что время – это то, что показывают наши часы. Может быть, такой ответ правилен в ситуации, когда нельзя сказать большего. Может быть, понять природу времени – значит указать природное явление, процесс или «носитель» в материальном мире, свойства которого можно отождествить или корреспондировать с тем, что мы хотим понимать под временем. Мне известно несколько таких конструктивных подходов. Одним из первых в середине 20-го века был подход Николая Александровича Козырева, пулковского астронома, открывателя лунного вулканизма. Собственно, Николай Александрович Козырев ввёл представление о потоке времени как физической сущности. Для Козырева было важно, что эта сущность не совпадает ни с материей, ни с пространством, ни с полями в обычном их понимании, тем не менее она обладает свойствами, которые могут быть обнаружены физическими приборами.