На главную страницу | Мои темы
Какое оно, время?
По материалам дискуссии «Прежде, чем изучать пространство и время»,состоявшейся на сайте Мембрана.
Настоящая подборка представляет собой итог моих выступлений на дискуссии, посвященной проблемам, связанным с пониманием категории времени. При этом в основном приводятся немного отредактированные цитаты из моих главных постингов, снабженные более поздними комментариями.
1. Существует ли время? Как это ни странно, довольно многие участники дискуссии высказались в том смысле, что время - чисто психологическая категория и существование его обусловлено наличием человека и свойством его сознания....1. Пространство-время объективно сушествует.
2. Время - мера необратимых изменений, которые накапливаются в мире. Часы-просто
объекты, особо чувствительные к изменениям и индицирующие их. Время объективно,
это некий мировой параметр, заставляющий все часы (или процессы) идти если и не
синхронно (для разных ИСО), то по, крайней мере, согласовано и предсказуемо.
Задумаемся, почему, например, два хронометра, стоящие рядом, не идут как им
вздумается, а идут синхронно (условно, конечно)? Что заставляет их маятники (кварцевые
резонаторы и т.д) работать в одном ритме? Где тот дирижер, которому подчиняется
весь этот оркестр? Можно называть это по разному - параметр, координата или
как-нибудь еще - существует нечто, упорядочивающее ход всех процессов в мире, а
по простому - время...
Другое распространенное среди участников дискуссии мнение - представление о времени, как о четвертой координате четырехмерного пространства-времени. Таким образом, ход времени представляется просто движением вдоль оси четвертого измерения, причем точки движутся вдоль мировых линий... При этом у многих складывается впечатление, что ход истории задан траекториями мировых линий раз и навсегда...
Не следует забывать, что при всей своей мощи представление о
четырехмерном континууме и о движении вдоль оси времени - лишь формализм СТО/ОТО,
и тут большая степень условности... Попробуйте ка подвигаться вдоль этой самой
координаты! В электротехнике при расчете цепей постоянного тока используются
векторные представления для тока, напряжения, импеданса и т.д. Метод чрезвычайно
мощный. Строятся векторные диаграммы, похожие на ежей по количеству торчащих в
разные стороны векторов, считаются комплексные амплитуды и т.д... Но надо быть
исключительно наивным человеком, чтобы начать искать, где эти самые векторы
торчат из розетки! Когда мы говорим о времени, как о каком-то движении, тут
необходимо помнить, что это лишь образ. Когда идея о движении воспринимается
слишком всерьез, возникает соблазн остановиться, подвигаться вперед-назад... А в
реальности это невозможно. Потому что на самом деле двигаться некуда -
прошедшего нет, будущего нет, все что есть - это текущее мгновение, все
происходит здесь и сейчас!
На самом деле мы никуда не движемся... Мы - меняемся... Вместе с миром, конечно.
Раз и навсегда записана история тех изменений, которые уже произошли - и то по
мере углубления в прошлое подробности произошедшего выглядят все более и более "затертыми
"... Некоторые будущие события также с определенной вероятностью можно
предсказать - например, движение астрономических объектов, но опять-таки, чем
дальше в будущем прогнозируемое событие, тем вероятность успешного прогноза
меньше.
Путешествовать во времени нельзя - просто некуда: нет никакого "прошлого " -
есть только воспоминания о нем. Нет никакого будущего - есть только более или
менее точно предсказанные грядущие изменения... Поэтому все предсказания,
прорицания - лишь более или менее удачные прогнозы, а чаще всего - просто
шарлатанство...
Здесь мы входим в главную фазу дискуссии: каков наш мир? При этом сталкиваются две взаимоисключающие коцепции:
а) мир детерминирован, т.е. все, что должно произойти, жестко задано в момент сотворения мира, не подлежит никакому пересмотру. Мир - кинолента, кадр за кадром прокручиваемая перед нами...
б) мир недетерминирован, т.е. будущее представляется лишь как вариант из бесконечного моря возможностей, причем реализуется наиболее вероятная. Мы в силах вличть на свое будущее и будущее мира...
4. Детерминированный хаос...
Существует теория динамического хаоса. Например:
бабочка Лоренца. Даже обыкновенные системы, классические, могут становиться совершенно непредсказуемыми. Может быть, дело в этом? Хаос обыкновенных классических систем при всей своей непредсказуемости остается детерминированным! Тоесть в исходном состоянии таких систем содержится в некой скрытой форме конечная ситуация. И не столь важно даже, что ее нельзя предсказать. Важно, что если повторять развитие такой системы сколько угодно раз, всегда при идентичных исходных условиях будем получать идентичные результаты! Тоесть хаос этот - «не настоящий». А настоящий хаос возникает тогда, когда при идентичных исходных условиях каждый раз будут получаться различные результаты - подчиняясь определенной статистике, разумеется... И вот именно такого рода хаотичность лежит в основе квантово-механических процессов. Поэтому я и утверждаю, что будущего нет - в том смысле, что в мгновенном состоянии мира НЕ СОДЕРЖИТСЯ точной информации о его будущем состоянии...5. Мега - и микро миры...
Бытует мнение, что вероятностное поведение характеризует лишь объекты микромира. Поведение объектов мегамира, наоборот, строго детерминировано. Например, движение планет, астероидов...
Человек - объект макромира. Но в оснве процесса мышления лежат
квантово-механические, вероятностные процессы. В результате поведение человека
совершенно недетерминировано, а вместе с ним, как это ни странно, движение
упомянутого астероида также теряет свой детерминизм! Действительно, если
предположить, что траектория астероида детерминирована на миллиарды лет вперед (что,
впрочем, неверно), то после пролета космических аппаратов (Пионер 10, 11) через
солнечную систему в траектории движения ВСЕХ ее объектов внесено возмущение,
которое через определенное (большое, конечно) время существенно изменит орбиты
всех ее компонентов, и астероида - в том числе... А сейчас Пионеры навсегда
покинули Солнечную систему. Значит, ее (Солнечной системы) траектория движения в
Галлактике также получила возмущение (ее ипульс изменился), и теперь судьба всей
Галлактики сложится немного по-другому. Вспомним наш бильярд... А все началось с
микропроцессов в чьей-то голове!
6. Что задает направление стреле времени?
Почему время течет от прошлого к будущему? Почему не наоборот? Возможно, когда-нибудь время развеонется и двинется вспять? Существуют и такие варианты решения уравнений ОТО...
Но давайте попробуем представить, что время все-таки пошло
вспять... Выполним мысленный эксперимент: обернем ход времени и посмотрим, что
из этого получится. Но как это сделать? А очень просто: надо мгновено,
одновременно(???) во всей Вселенной заменить скорости всех частиц на
противоположные. Относительно чего, спросите Вы? Да так ли это важно? Ну, скажем,
относительно центра масс Метагаллактики... Кроме того, необходимо мгновенно «развернуть»
на 180 гр. все фотоны, нейтрино, гравитоны... что там еще летает? Впрочем,
возможно, что и этого мало, но не буду утомлять читателя подробностями. Что,
слабо? А вот и нет - произнесем магическое заклинание «абракадабра», и волею
великой ОТО мысленный реверс времени произведен!
Как будем наблюдать за ходом эксперимента? Тут есть по крайней мере две проблемы:
чтобы что-то видеть, необходимо как-то взаимодействовать с фотонами, а вот этого
позволить себе никак нельзя... Но мы будем смотреть (и слушать тоже!) за
результатом мысленного эксперимента «мысленным» же взором и авось все будет в
порядке. Вторая проблема - для нашего наблюдателя время не должно повернуть
вспять! Потому что представить себе, как это мыслить шиворот-навыворот, я
решительно отказываюсь - тут воображение мое дает сбой. Как обойти эту трудность?
А так же, как и все остальные - грубо нарушив все мыслимые законы (чего там,
семь бед, один ответ)... Прсто константируем «факт», что для наблюдателя время
течет нормально, и все...
Итак, абракадабра, «время, назад!».
7. Время, назад!
Непредодолимые трудности продолены. Мысленный эксперимент по обращению хода времени начался... Кажется, много раз видели мы мир с обращенным временем. Присмотримся к такому миру повнимательнее!
Надо ли описывать, что увидит неш наблюдатель? Думаю, что нет
- все мы видели сотни раз киноленты, пущенные в обратную сторону. Читали
соответствующую фантастику... Впрочем, один сюрприз нас все-таки ждет:
изображение, которое мы «увидим», будет похожим на негатив. И в этом нет ничего
удивительного: все предметы, испускавшие свет в обычной жизни, теперь его
поглощают! Мы увидим темно-бордовое небо с абсолютно черным Солнцем, зрачки
людей должны, наоборот, светиться... Лампочка будет представляться темным пятном
с черной нитью накаливания внутри... Все, что поглощало свет, теперь его отдает
. Ну, а вокруг происходят уже привычные чудеса: вода течет вверх; рассыпаные по
полу осколки превращаются в вазу, которая «вскаивает» на стол ; купальщики задом
выскакивают сухими из воды; вода в стоящем на столе стакане, потихоньку
нагреваясь от прохладного воздуха, превращается в кипяток, после чего
формируется в аккуратную струю, направляется по красивой дуге вверх и вливается
в носик кстати подставленного чайника; валяющаяся в пыли сплющенная пуля вдруг
срывается с места, делает несколько прыжков с возрастающей амплитудой, после
чего, восстановив свою геометрию, устремляется «задом», с ускорением, по
восходящей траектории и точно попадает в срез ствола автомата; двигаясь по
стволу, пуля сжимает пороховые газы, охлаждает ствол, пока продукты сгорания не
восстанавливаются до пороха - и запирает этот порох в гильзе, причем оружие
делается чистым, холодным, ни молекулы пороховых газов не остается снаружи...
Продолжать в том же роде можно до бесконечности, но довольно! Зададимся вопросом:
нарушают ли все эти чудеса обычные (кроме термодинамики) законы физики? Ответ
будет: нет! Например, ток в нити накаливания лампочки направлен против вектора
напряжености поля. Как это возможно? Да очень просто: электороны, сталкиваясь с
атомами кристаллической решетки, каждый раз отбрасываются назад (против поля).
Энергия для этого приносится очень точно и вовремя подлетающими (возвращающимися!)
фотонами... Таким образом, нить накала выполняет не совсем обычную для нее роль
преобразователя тепла в электроэнергию. Еще более интересные вещи должны
происходить в центре Солнца. Там идет термоядерный синтез... наоборот. Тоесть
ядра гелия разваливаются с соответствующими превращениями элементарных частиц
под действием с ювелирной точностью направленных гамма-квантов и нейтрино, и
поглощают при этом огромное количество энергии... В самой по себе реакции ничего
необычного нет, необычно то, что «реакция» идет в массовом порядке, хотя каждый
отдельный акт требует совершенно фантастического стечения обстоятельств... Но
довольно примеров!
8. Почему мир обращенного времени устойчив?
Действительно, как же быть со всеми рассуждениями о мире - неустойчивой динамической системе, о мире - бильярде?
Как же быть с рассуждениями о мире, как о неустойчивой динамической системе, где малейшая неточность в начальных условиях должна приводить к непредсказуемым результатам? Да никак. Все эти рассуждения остаются верными. Но если предположить, что время в мире идет вспять, придется признать, что никаким неточностям в этом мире просто нет места. Такой мир ЗНАЕТ, что должно наступить в каждый следующий момент времени до (чуть не написал - конца времен) начала времен... Итак, то что кажется совершенно невозможным - всего-навсего пример ДЕТЕРМИНИРОВАННОГО, досконально знающего свою судьбу мира... Бросим еще прощальный взгляд на людей, оживленно идущих спинами вперед, ведущих разговоры на тарабарском языке, встающих из могил и «умирающих» в утробе матерей... Никакой свободы воли у них нет; да и можно ли назвать мышлением то, что происходит в их мозгах? Думаю, нет...
Что призойдет с миром обращенного времени, если случится один - единственный сбой?
Напоследок посмотрим, что случится с таким миром, если
допустить один-единственный маленький сбой... Один фотон чуть-чуть опоздал к
месту столкновения атома с электроном в нити накаливани нашей лампочки...
Электрон, получивший чуть меньший импульс, не попал воремя к месту встречи со
следующим атомом... Ну а далее «забывший», что надо делать, электрон начинает
двигаться согласно вектора электрического поля, внося разлад в ювилирно
запланированный порядок... Очень скоро беспорядок распространится по всей нити
накаливания, «план» окажется сорваным, нить накаливания перейдет в режим
потребителя энергии, выделяющей, а не поглощающей тепло... Что будет дальше?
Дальше нить накала перегреется и сгорит - ведь теперь она выделяет тепло, а
энергия (свет) продолжает поступать (возвращаться!) к ней из пространства...
Беспорядок со скоростью света распространится по всему миру; с Солнцем
произойдет то же самое, что с нитью накаливания, только гораздо эффектней...
Вселенная начнет погружаться в хаос. Когда и если пыль вселенского взрыва осядет,
выяснится, что вода течет вниз... Нагретые тела излучают, а не поглощают свет...
Энтропия растет... Время... течет в ПРИВЫЧНОМ направлении!
...Пора подводить итоги эксперимента.
10. Чему учит попытка обратить время?.
Вот здесь можно, наконец, указать связь между влпросом о стреле времени, детерминированности мира и свободе воли человека...
Что больше всего поражает нас, когда мы рассматриваем мир с
обращенным временем? Жесткая заданность, очевидная «подстроенность» событий,
чувство, что все время выполняется сложнейший цирковой трюк... Ну а как быть с
нашим, «обычным» миром? Почему в нем ничего подобного не происходит? Если
считать, что он так же детерминирован, необходимо признать, что составитель
плана позаботился не только о самом плане, но и о том, чтобы тщательнейшим
образом его замаскировать... Что кто-то запланировал, что вода всегда сечет вниз...
Что тепло передается от нагретого тела к холодному... Что физические законы
представляются нам в своей основе вероятностными... Пожалуй, вот в этом месте
замаячила знакомая фигура старого монаха с остро отточенным клинком...
Нет, все гораздо проще, господа. Сформулируем выводы:
1. Время невозможно обернуть вспять, потому что для этого мир должен быть
детерминированным, а он таковым не является. Если бы даже и удалось каким-то
чудом все повернуть вспять, мир просто "не нашел бы дороги назад ".
2. Наш реальный недетерминированный мир развивается без всякого плана, ни
открытого, ни тщательно замаскированного. Мир ежесекундно, точнее, ежемгновенно
"вслепую " нащупывает свой путь - вода сама течет вниз не потому, что так было
запланирвано, а потому, что так получается... Тепло передается от нагретого тела
к холодному... Энтропия возростает.
3. В нашем недерминированном мире действует мощный случайный фактор. Именно он
делает мир недетерминированным. И именно он позволяет нам влиять на будущее,
реализовать свободу воли... Как? Это тема отдельного обсуждения...
10. Сколько длится " настоящее время"?
Действительно, сколько? Один квант времени? Секунда? день? год?... Зависит от ситуации. И представление о роковой неизбежности - тоже оттуда!
Настоящее время - категория чисто психологическая. Наличие
настоящего времени (НВ) обусловлено такими свойствами сознания, как память и
возмоэжность прогнозирования (как бы "память вперед") будущего. В результате
человек субъективно ощущает себя участником некой цепочки событий, имеющей
определенную протяженность во времени. Причем "видит " он эту цепочку всю
целиком, включая некоторую часть прошлого, и некоторую часть будущего. В своем
воображении человек свободно перемещается по временной координате вперед, назад,
петлями и вообще как угодно - в пределах НВ. Сколько же длится НВ? Это зависит
от ситуации, которую переживает человек. Вообще, думаю, можно говорить даже о
нескольких НВ, иногда переживаемых одновременно с разной интенсивностью.
Например, самое длинное НВ - жизнь человека. Примером более краткосрочного, но
также достаточно длинного НВ может быть служба в армии, учеба в вузе... Далее,
все укорачиваясь, отпуск - несколько недель, обычный день, полет в самолете -
несколькл часов, сидение на скучной лекции - меньше часа, и т.д. Наиболее
короткие НВ связаны с кризисными ситуациями, требующими мгновенной реакции и
немедленного действия - например, драка, погоня и т.д. Вот тут НВ действительно
может сократиться до предела - до десятых долей секунды, т.е. характерного
времени нервных реакций... Но даже в этих критических ситуациях необходимо
удерживать в сознании некий отрезок времени из прошлого и прогнозировать
ближайщее будущее, чтобы предвидеть и отразить, например, удар шпаги или подачу
в теннисе...
Что из этого следует? Много чего. Например, представление, что будущее
предопределено - оттуда...
Пример. Вы прогуливаетесь в теплый летний день по улице.
Настроение отличное, птицы поют, спешить некуда... (Ваше НВ растянуто минут на
20 - время ходьбы до конца квартала). Вы спокойно поглядываете по сторонам,
всматриваетесь в лица прохожих... И тут Ваша нога попадает на крышку
канализационного люка... Нога проваливается, падение, перелом, боль... Вы в шоке:
как же так, ВЕДЬ ТОЛЬКО ЧТО ВСЕ БЫЛО ТАК ХОРОШО! Ваше НВ по инерции продолжается.
В воображении ничего не стоит вернуться на 10 секунд назад и переиграть ситуацию...
Дудки! Уже ничего изменить нельзя... И вот тут-то Вы из части НВ,
соответствующей прошлому, видите этот несчастный случай как роковую
неотвратимость... Так рождается иллюзия предопределенности будущего.