Физика времени - Чернин Артур Давидович (читать книги полные txt) 📗
«В одну и ту же реку нельзя войти дважды, ибо воды в ней вечно новые».
«Солнце новое каждый день».
«Все течет, все изменяется».
«Мир является совокупностью событий, а не вещей».
Древний мыслитель проводит идею о том, что изменение и развитие составляют самую суть физического мира. Мир — это совокупность событий, под которыми понимается все, что начинается или возникает, затем длится и, наконец, завершается. Мир находится в состоянии непрекращающихся изменений, и все, что происходит в нем, происходит во времени и принципиально от времени неотделимо. События противопоставляются у Гераклита вещам как каким-то неизменным предметам, лишенным жизни, движения или развития.
Да, мир — поток событий, разнообразных происшествий с физическими телами. Но события эти происходят не хаотически, не случайно и бессвязно. Они следуют единым и общим законам, которым подчиняется весь мир предметов и явлений.
Фундаментальные законы природы неизменны, они справедливы во все времена. Один из самых важных — закон сохранения энергии (о котором, конечно, в античном мире еще не знали). В этом смысле две точки зрения, о которых мы выше упомянули, совсем не обязательно исключают друг друга. Скорее, они друг друга дополняют: все меняется — в соответствии с неизменными законами природы.
Но и это оказывается еще не все. Оказывается, сами эти законы не существуют вне времени, в отрыве от него. Между ними и временем имеется глубокая внутренняя связь; такую связь выявила современная физика, физика XX века. Это касается, в частности, и закона сохранения энергии. Оказывается, что сохранение энергии в физических процессах вытекает из определенных свойств времени, оно представляет собой их прямое следствие. Об этом мы расскажем в главе 12.
Великий год
К античности восходит немало вопросов, которые и до сих пор ставит перед нами время и его бег. В Древней Греции спорили о начале и конце времени. Было ли начало у времени? Прекратится ли его бег когда-либо в будущем? Может ли вообще время остановиться?
В рассуждениях античных мыслителей преобладал взгляд на время как на бег по кругу. Вот одно характерное высказывание.
«Время не подобно прямой линии, безгранично продолжающейся в обоих направлениях. Оно ограничено и описывает окружность. Движение времени соединяет конец с началом и это происходит бесчисленное число раз. Благодаря этому время бесконечно».
Такой точки зрения держались столетиями; приведенное утверждение относится к V веку нашей эры и принадлежит Проклу, который суммирует в нем установившийся еще с времен ранней античности взгляд.
Этот геометрический образ строится на сравнении времени с движением по окружности, то есть с помощью пространственной аналогии. Он соединяет в себе два свойства окружности — ограниченность и вместе с тем бесконечность. Перенесение их на время означает, очевидно, что всякое изменение или развитие во времени длится не сколь угодно долго. Все происходит в пределах цикла, соответствующего полному обходу по окружности. По этой причине и само изменение должно быть цикличным: в конце циклов мы приходим к тому, с чего начали.
А потом все повторяется сначала, и так снова и снова — до бесконечности.
В этом мире бесконечных повторений исключается какое–либо разнообразие. Все, что происходит сейчас, уже происходило когда-то, и притом бесконечное число раз, — в прошлых циклах. И в будущем ничего, кроме уже происходившего, не ожидается.
Утешительно, как видно, лишь то, что сам этот цикл может быть очень длинным. Давалась даже оценка этого «великого года», как его называли, — 36 тысяч лет. Это таинственное число упоминается в сочинениях Платона, великого мыслителя античности, жившего в V—IV веках до нашей эры*).
*) Концепция великого, или мирового, года была широко распространена и на Древнем Востоке. Там фигурировали гораздо большие длительности — от 8 с лишним миллиардов до почти 200 тысяч миллиардов лет. Представления о времени на Древнем Востоке — особая тема, выходящая за рамки нашей книги.
Время и небо
Представление о цикличности времени имеет глубокие корни в человеческом опыте и сознании. Время всегда ощущалось прежде всего через регулярную смену непрерывно повторяющихся земных и небесных явлений. Ежедневный восход Солнца, ежегодный приход весны — вот главные ориентиры в нашем ощущении времени.
Наблюдения ночного неба позволили древним астрономам открыть периодические движения светил. Они говорили об этом как о вращении небесных сфер, круговом движении небес. Неизменное, невозмутимое циклическое «движение небес» наводило на мысль о непрерывном круговом ходе времени.
Вот что говорил Платон: «…мы не смогли бы сказать ни единого слова о природе Вселенной, если бы никогда не видели ни звезд, ни Солнца, ни неба. Поскольку же день и ночь, круговороты месяцев и лет, равноденствия и солнцестояния зримы, глаза открыли нам число, дали понятие о времени и побудили исследовать природу Вселенной».
Течение времени, его причина и происхождение связывались со Вселенной. У Платона время и Вселенная нераздельны. Он учил, что само вращение небес и вызывает ход времени: Вселенная своим круговращением как бы производит для нас время. И если бы небеса когда-либо разрушились, то время тоже исчезло бы.
Астрономические наблюдения дали представление о времени как одной из первооснов всего окружающего нас мира. Пусть на самом деле время и не производится вращением небес, но мы можем судить о времени по их движению, с их помощью мы можем измерять время.
Циклические астрономические явления — вращение Земли вокруг своей оси и происходящая из-за этого смена суток, вращение Земли по орбите вокруг Солнца и связанная с ним смена времен года — это грандиозные часы природы. По этому образцу, сверяясь с небом, люди во все времена строили свои часы, устройства для счета времени (см. главу 3).
Время и движение
Еще в I веке до нашей эры в обширной и полной разнообразных сведений о мире поэме «О природе вещей» Лукреций писал:
Споры о связи времени с движением велись веками. Платон полагал, что время и движение, особенно движение небес — это просто одно и то же, что они тождественны друг другу.
Такую крайнюю точку зрения оспаривал Аристотель, самый знаменитый из учеников Платона, великий ученый античности. Он говорил, что время и движение, хотя бы даже и движение всей Вселенной, — это все же разные вещи. И правда: о времени мы судим по движениям и сами эти движения происходят во времени. Но движения могут быть быстрыми и медленными, движение можно прервать или возобновить и вызвать. Тела могут двигаться или находиться в покое. А время течет всегда, и ни прервать, ни снова пустить его ход нельзя.
Столетия спустя, в раннем средневековье, об этом говорилось так: если небеса прекратят движение, но гончарный круг будет продолжать крутиться, можно все же надеяться, что каждый его оборот будет отражать и отмерять ход времени.
По мысли Аристотеля, связь времени и движения такова, что время дает движению меру: «время есть число движения». Время считает, пересчитывает одно за другим последовательные состояния движения. Благодаря времени мы получаем количественную меру движения и можем, например, выяснить, какое из движений быстрее, а какое медленнее. Мы бы, наверное, сказали об этом так: время дает движению скорость, и по значению скорости, по этому числу, мы судим о движении, о его быстроте.
