2.2. Происхождение времени и его основные свойства

2.2. Происхождение времени и его основные свойства

По крайней мере, в течение последних трех тысяч лет человечество упорно искало ответ на вопрос: что такое время? И непременно натыкалось на полное непонимание природы этого явления: как, когда и почему произошло время, откуда оно «втекает» в наш мир, что собой представляет его поток, почему все подчинено неумолимости его хода и, наконец, чем обусловлена эта неумолимость?

Две концепции времени — субстанциальная и реляционная — наиболее ярко и последовательно выражают противоположные взгляды на проблему природы времени. Сторонники субстанциальных представлений, считая время одним из атрибутов мироздания, изначально принимали его как некую нематериальную субстанцию, ни от чего не зависящую, но на все влияющую. Эта первоначальная, по существу, мировоззренческая и основополагающая установка, сразу накладывала мощные и как бы естественные ограничения на саму возможность познания этой таинственной сущности. Времени изначально придавались черты непознаваемости. Не случайно все чисто религиозные представления о времени были по существу представлениями субстанциальными. Творец Мира выступает и создателем, и носителем времени. И принципиальная непознаваемость этой сущности сразу становится обоснованной и неизбежной. Разумеется, я не хочу сказать, что все сторонники субстанциальных представлений считали время божественным проявлением. Такого единодушия не было в прошлые века и, тем более, нет в наше время. Но я говорю о неслучайном совпадении.

Среди первопроходцев субстанциального понимания истоков времени — такие великолепные имена: Аристотель, Демокрит, Ньютон и продолжатель их дела Н. Козырев. И все они представляли время как абсолютную (или почти абсолютную) нематериальную сущность, природа которой таинственна и, естественно, непознаваема. И обратите внимание: нам кажется совершенно нормальным, что, например, Ньютон — один из самых великих сторонников субстанциальной концепции — даже не ставил перед собой вопросов о природе времени. Конечно, это было давно. А в наше время? Н. Козырев тридцать лет изучал время, и, как ни печально это сознавать, в результате — ни одной сколько-нибудь плодотворной гипотезы относительно того, что же такое время.

Исаак Ньютон, исходя из чисто субстанциального подхода, продвинул наше понимание времени. Николай Козырев, сочетая субстанциальное понимание времени с элементами реляционного подхода, провозгласил новые гипотетические свойства времени, с помощью которых доказывал определенную способность времени взаимодействовать с веществом. Но и у Ньютона, и у Козырева — полная отрешенность от проблемы происхождения времени и… от понимания его сущности. Для тех, кто убежден, что время — это нематериальная (невещественная) субстанция, ничего не остается, кроме как согласиться с тем, что время — это некий «бестелесный дух».

Конечно, речь идет только об одном из аспектов понимания времени, которым эти ученые не занимались, и это нисколько не умаляет их роли в истории науки. Я просто хочу сказать, что их отстраненность от проблем природы времени — это не случайность. Над ними довлела мировоззренческая установка.

А что же представители реляционной концепции? И тут великолепная плеяда имен: Платон, Аристотель, Лейбниц, Бошкович, Эйнштейн. Они, конечно, понимали, что время непременно должно быть как-то связано с материальным миром. Более того, часто и само происхождение времени ставили в зависимость от реальных физических процессов.

Тот же Платон считал, что происхождение времени и его «количество» зависит от движения небесных тел. «Лейбниц… рассматривает пространство и время в их отношении к изменениям материальных объектов. Он дает… определение одновременности как отношению таких физических событий, которые взаимно допускают друг друга» {4}, т. е. следование во времени он связывает с причинными отношениями.

Я уже упоминал о вкладе Р. Бошковича в развитие реляционных представлений о времени. Сейчас, может быть, настал момент сказать, что этот выдающийся мыслитель, живший за два столетия до Эйнштейна, во многом предвосхитил идеи теории относительности. Он отрицал существование и абсолютного пространства, и абсолютного времени. Бошкович считал, что «протяженность объектов изменяется при их перемещении». Он допускал возможность существования неевклидовых геометрий и «полагал, что материя состоит из бесконечно малых элементов, которые обладают массой и способностью к динамическому взаимодействию» {4}.

О вкладе А. Эйнштейна в понимание зависимости времени от событий материального мира речь уже шла. Вклад огромен. Вот как точно и четко демонстрирует проф. Чернин роль физических процессов в становлении времени с позиции теории относительности. «Время — это всегда конкретное физическое свойство конкретных физических тел и происходящих с ними изменений» {10}.

И что же?

Две фундаментальные проблемы — происхождения времени и его физической сущности — не только не решены до настоящего времени, но даже слабо обозначены в постановочном плане. И снова хочется понять, отчего так случилось? Казалось бы, кому как не «реляционистам» давно следовало разобраться, ну хотя бы в первом приближении ответить на вечный вопрос — что такое время?

Мне кажется, что причина того, почему до сих пор этого не случилось, почти та же, что помешала и сторонникам субстанциальной концепции. Все та же святая подспудная вера в то, что эта проблема из разряда вечных, в смысле — вечно не разрешимых. Только обоснование у «реляционистов» совсем другое. Время тут интуитивно понимается как физическая реальность, связанная с самыми глубинными основами происхождения, устройства и существования Вселенной. А поскольку на фундаментальном уровне действительно есть проблемы, относящиеся к разряду неразрешимых, то и на «времени» как на одном из фундаментальных атрибутов мироздания вот уже несколько тысяч лет стоит клеймо: «непонятно, потому что и не может быть понятно». Удручающая печать непознаваемости сопровождает и такие проблемы: является ли Вселенная единственной в Мире и если нет, то что дальше? Почему Вселенная такая, какая она есть, а не иная? Что происходило до Большого взрыва? Когда и почему возникла материя? Почему электрон обладает именно таким, а не иным электрическим зарядом?..

То, что проблема времени соотносится с самыми фундаментальными проблемами Вселенной, — это справедливо, но в гносеологическом плане вывод у «реляционистов» такой же, как и у сторонников субстанциональной концепции: время — это нечто изначальное, таинственное и… непознаваемое. Об этом вслух не говорится, но что-то подобное подразумевается. Может быть, существует интуитивное ощущение, что не пришел еще час для понимания природы времени? Итак, предзнание единства времени и материи на фоне отсутствия ответов на вопросы о самых глубинных причинах, связанных с происхождением и существованием Вселенной, наверное, и является тем тормозом, который удерживает ученых от усилий, направленных на понимание природы времени.

Но сдвиги есть. Рискуя пропустить наиболее интересные работы, сошлюсь все-таки на некоторые. Близко к пониманию физической сущности времени подошел Ю. Белостоцкий (но он не раскрыл в полной мере роль внутренней энергии) {23}. А В. Копылов (на примере живых систем) прямо утверждает, «что временной ход у каждой материальной системы свой, определяемый ее энергонасыщенностью в данный момент, а потому непостоянный, т. е. временной ход системы отражает степень ее взаимодействия с физическим вакуумом. Физический же смысл времени это удельная плотность энергии системы» {24}. Эта его статья была опубликована лет на пять раньше, чем я пришел (независимо) к подобному выводу. Не исключено, что есть работы, в которых подобные представления о времени зафиксированы еще раньше. Я хотел только подчеркнуть, что идеи уже давно витают в воздухе.

Правда, справедливости ради, необходимо заметить, что В. Копылов ошибочно представляет роль внутренней энергии в формировании времени тел. В сконцентрированном виде некоторые его представления изложены так: «Все сказанное позволяет сделать вывод о существовании разного хода времени для одного и того же биологического объекта. Чем выше его энергонасыщенность, тем больше разрешающая способность и тем медленнее (выделено мною — А.Б.) течет время» {24}. Прошу обратить внимание, что уважаемый автор под медленным течением времени имеет ввиду именно замедленный ход (темп) времени. То есть термины мы понимаем одинаково, а смысл явлений — по-разному. Недостаточно четкое понимание В. Копыловым зависимости темпа времени от энергонасыщенности системы (а зависимость прямо противоположная тому, что он утверждает) сразу же проявляется, как только автор приводит примеры: «О замедлении временного хода заставляют нас думать и такие факты, как растянутая визуализация реальной картины, например неоднократные описания летчиками процесса разрушения конструкции, когда высокочастотные колебания конструкции… воспринимаются (ими) как замедленные кадры» {24}. В соответствии с представлениями автора у летчиков замедлилось собственное время и потому они видели как бы замедленный процесс разрушения.

Вынужден заметить следующее. Если бы у летчика собственный ход времени значительно замедлился, все происходящее, что он увидел бы (как происходящее в нормальном, т. е. не замедленном времени), просто промелькнуло бы перед его глазами, как нечто неразличимое. Ибо с позиций субъекта с замедленным временем все вокруг воспринималось бы как ускоренное. Здесь, может быть, уместна аналогия об ускоренной киносъемке, которая при демонстрации с нормальной скоростью движения кинопленки показывает кадры как замедленные: съемочная камера видит внешний мир как бы с позиций ускоренного времени… Другой пример: предположим, что темп собственного времени у летчика ускорился в 120 раз. Тогда за 10 секунд, которые он проживет по своим часам, он увидит некое событие в нормальном (не ускоренном) мире длительностью в 2 часа. Неудивительно, что летчики видели, как медленно разваливается конструкция… Этим, к слову, объясняется и один из парадоксов времени, свидетелем которого оказался боевой офицер времен Второй мировой войны. Вдруг он увидел упавший снаряд, который, вместо того чтобы мгновенно разорваться, начал медленно шевелиться в снегу (и снег начал таять), потом по поверхности снаряда побежали цветовые волны (следы «побежалости»), потом появились и начали раздвигаться трещины и, наконец, очень и очень не спеша, начали разлетаться осколки.

У летчиков, о которых пишет В. Копылов, темп собственного времени оказывался не замедленным, а ускоренным. Впрочем, это отступление.

Сейчас наша задача более общая: разобраться в природе времени, в истоках и причинах его происхождения. Я исхожу из признания решающей роли внутренней энергии в образовании времени как физического явления.

Большинство видов внутренней энергии проявляют себя в различных активных энергопроявлениях через силовые обмены (движение атомов и молекул, столкновения, излучения и т. п.), и вполне понятно, что, чем больше таких проявлений, тем больше темп собственного времени системы. Но сводить все виды внутренней энергии только к такого рода проявлениям было бы неправильно, поскольку наряду с проявленной энергией существует энергия в форме потенциальной, как бы закрепощенной в веществе. По выражению Р. Фейнмана, такая энергия присутствует в веществе в связи с самим фактом существования вещества и соотносится с массой как Е=mс². Это также и часть энергии, закрепленная в веществе в виде энергии связей.

Как уже отмечалось, чем большая часть внутренней энергии системы находится в непроявленном состоянии, тем меньше темп ее собственного времени. Тогда понятно, почему системы, пребывающие в состоянии, охлажденном почти до абсолютного нуля, будут, при прочих равных условиях, обладать минимальным темпом времени — у них отсутствуют тепловые движения, у них отсутствуют почти все движения… Но поскольку все системы находятся в состоянии практически непрерывного взаимообмена энергией, то, в соответствии с законом сохранения энергии, в системах происходит практически непрерывное изменение внутренней энергии. Это значит, что в случае ее увеличения часть материи, которая была представлена веществом, приобретает ранее не присущую ей способность участвовать в энергопроявлениях, например, за счет освобождения энергии связей. А в случае уменьшения внутренней энергии часть вещества как бы консервирует ранее свободно проявленную энергию, например, в энергию связей.

Среди факторов, влияющих на изменение собственного времени системы, особое место занимает гравитационное воздействие. И оно не может быть сведено только к снижению темпа времени. Зависимость гравитации и времени совсем не так однозначна, как трактует теория относительности.

Действительно, прирост гравитации (увеличение кривизны пространства) в локальности системы понижает ее темп времени. Но, кроме того, прирост гравитации оказывает и непосредственное влияние на внутреннюю энергию системы. В общем случае, энергия от этого может как понизиться, таки повыситься.

Представим себе некую автономную гравитационно связанную систему, состоящую из очень разряженного газопылевого скопления. Частицы пыли и газа столь далеки друг от друга, что столкновения между ними крайне редки. Естественно, энергия тепловыделения такой системы будет очень мала. Если же под действием гравитации система начнет сжиматься, то расстояния между частицами уменьшатся, частота их столкновений возрастет, соответственно, возрастет и внутренняя энергия системы. То есть в этом случае прирост гравитационного воздействия должен повысить, а не понизить темп собственного времени системы. Впрочем, на атомном уровне ритмика процессов и в этом случае, вероятно, будет замедляться {32}. Можно сказать, что темп собственного времени такой системы на определенном этапе прироста гравитации может оказаться как повышенным, таки пониженным.

При дальнейшем увеличении гравитационного воздействия на систему также существуют факторы, как повышающие, так и понижающие внутреннюю энергию, поскольку, с одной стороны, количество столкновений растет и это должно приводить к росту кинетической энергии, а с другой — разбег частиц уменьшается и это должно приводить к уменьшению энергии единичного столкновения и, следовательно, к снижению кинетической энергии.

При значительном приросте гравитации, когда вещество окажется уже сильно сжатым, вновь появляется фактор, способствующий росту внутренней энергии (разумеется, на фоне снижения ритмики всех процессов). Вступает в силу принцип запрета Паули, согласно которому в некоем определенном объеме может находиться только строго определенное количество частиц с низшим уровнем энергии. Часть частиц обязательно увеличит свою скорость — свою энергию. Это в целом, очевидно, не приведет к росту темпа собственного времени системы, но, тем не менее, это фактор, повышающий внутреннюю энергию и противодействующий снижению темпа времени при росте гравитации.

В любом случае, утверждение о том, что прирост гравитации только замедляет ход времени (растягивает собственное время) системы, является не вполне корректным.

Логично допустить, что влияние скорости системы на показатели ее внутренней энергии и, соответственно, на ее собственное время также неоднозначно и зависит от исходного состояния системы.

Мы видим, что самые разные факторы влияют на собственное время материальных систем, но как бы детально мы ни рассматривали эти факторы, проблема изначального происхождения времени от этого понятнее не станет.

Начнем издалека. Существует определение движения вообще как формы существования материи. Действительно, невозможно представить материю без движения в состоянии абсолютного покоя.

Если мы представим себе некую единую для всего нашего мира систему отсчета, которая будет двигаться с определенной скоростью в определенном направлении, то все остальные тела Вселенной будут двигаться относительно этой системы, кроме тех, естественно, чья скорость и направление совпадают со скоростью и направлением движения этой вселенской базы сравнения. Но даже эти, казалось бы, неподвижные тела будут двигаться относительно всех остальных тел Вселенной. И кажется, что если бы удалось представить единую для всей Вселенной неподвижную систему отсчета, то относительно нее перемещались бы все тела и все системы тел. Весь мир находится в движении, и закрадывается мысль, что дело не только в относительности покоя и движения. Кажется, что есть реальные физические причины, которые непрерывно словно подталкивают все вещественное и все материальное, что есть во Вселенной. Может быть, дело в том, что во Вселенной нет пустоты, ведь даже межгалактический вакуум — это не совсем пустота в том смысле, что там вообще ничего нет.

Можно утверждать, что каждое микротело Вселенной пребывает в состоянии постоянного взаимодействия с окружающей средой: с полями, частицами, телами. Любое изначальное (пусть как бы и случайное — в результате флуктуации) движение — это изменение взаимодействия. Любое взаимодействие — это изменение баланса сил и (или) начало новому движению.

То есть, по крайней мере, для субъектов микромира движения и взаимодействия неотделимы друг от друга.

Причину вечного движения материи я вижу в том, что любой материальный субъект Вселенной не может существовать без постоянного взаимодействия.

В результате — материя всегда в движении. Ив каждой конкретной материальной системе внутренняя энергия является мерой этого движения. Та самая внутренняя энергия, которая является одним из главных времяформирующих факторов. В этом кроется глубинная сущность природы времени изначальная причина его происхождения. А поскольку все взаимодействия причинно обусловлены, то события в микромире происходят по бесконечной цепочке: причина — следствие — новая причина — новое следствие и т. д., и т. п. И так всегда и везде бесконечные миллиарды и миллиарды лет.

Квантовая неопределенность не исключает причинную обусловленность событий в микромире. Квантовая неопределенность вносит некую расплывчатость в ожидаемый результат. Но это наши людские проблемы. Замеряя некий параметр, мы изменяем природные взаимодействия. Это понятно. Но при этом мы вносим, по крайней мере, одну из причин, порождающих саму неопределенность. Мы вынуждаем частицы микромира участвовать в микролокальных изменениях их собственного времени. Это одно из следствий гипотезы локально-когерентного времени, и об этом речь пойдет в последующих разделах.

Сейчас важно признать следующее: у времени всего два основных (изначальных) свойства — это его направленность и его темп (скорость осуществления последовательных событий).

Именно эти свойства и возникают и существуют всегда в любой материальной среде. Не нужно никакой особой субстанции (ни материальной, ни внематериальной), чтобы в природе существовало время. Сама материя, само вещество самим фактом своего существования извечно и постоянно порождает временные свойства.

Причинная последовательность взаимодействий в микромире обусловливает направленность времени, а энергетическая интенсивность этих взаимодействий — его темп.

Нет в мире времени как явления первичного и самодостаточного, есть разнообразнейшие проявления материи, порождающие временные свойства.

Последовательно отстаивая реляционную концепцию времени, разобравшись в истоках его происхождения, можно ответить и на некоторые «вечные» вопросы.

Говоря о первоистоках происхождения времени и, в частности, о причине его однонаправленности, выводя эти основные положения (почти постулаты) из причинно-следственной последовательности движений-взаимодействий материи на микроуровне, я обязательно должен сказать, что у меня был предшественник. Это великий Готфрид Лейбниц. Три столетия назад он не только возражал против абсолютного времени Ньютона, но и утверждал, что направленность времени обусловлена существованием в Природе последовательности причин и следствий. Великолепное прозрение, которое, однако, Г. Лейбниц не развил… Вот как хорошо написал об этом проф. И. Новиков: «…от причинно-следственного порядка к порядку временному — это ясная и привлекательная идея. Не странно ли, что из нее не выросла, во всяком случае, до сих пор, физическая теория времени? Никаких возражений против нее, кажется, быть не может. Но и попытки развить или конкретизировать ее… не были сколько-нибудь результативными…» {14}

(Я увидел едва заметную тропинку и пошел по ней, не зная вначале, кто ее проложил… Если бы какой-нибудь парадокс времени позволил мне встретиться с Г. Лейбницем, я бы преклонил пред ним колено.)

В чем причина однонаправленности времени,т. е. почему время всегда «течет» от прошлого через настоящее к будущему?

Потому, что материя всегда в движении и движения взаимодействия подчинены причинно-следственным зависимостям. В массовых природных явлениях следствия никогда не предшествуют причинам. Последовательность событий от причин к следствиям и определяет однонаправленность времени.

Почему время неоднородно?

Потому что интенсивность и энергонасыщенность всех движений-взаимодействий в общем случае различна в различных локальностях Вселенной. Потому что в каждой точке пространства различна напряженность гравитационного поля.

Когда и почему возникло время?

Время возникло вместе с возникновением материи — одномоментно. И если материи в виде вещества предшествовал безвещественный период, когда не было молекул и даже атомов, но были излучения, то и тогда уже существовало время. Время просто не могло не возникнуть, потому что временные свойства — это длительность событий, а длительность событий неотделима от материи и движений, порождающих взаимодействия. Взаимодействия вообще и в микромире в частности не происходят мгновенно. Им свойственна протяженность. Следовательно, время возникло потому, что событиям-взаимодействиям изначально присуща длительность.

Откуда втекает время?

Время ниоткуда не втекает в нашу Вселенную: ни из будущего, ни из прошлого, ни из других вселенных. Оно вообще не течет в узком понимании этого слова потому, что нет специфических потоков времени, а есть только последовательность и интенсивность взаимодействий, которые в различной степени изменяют темп времени различных систем. Время ниоткуда не втекает, но постоянно и непрерывно «течет» везде и всегда и на Земле, и в Космосе, и внутри каждого из нас.

Почему все подчинено ходу времени? Почему время неодолимо? (Ведь старится и умирает все: звезды и бабочки, атомы, горы и люди.)

Неодолимость временных изменений обусловлена не мифическими свойствами времени, а генетическим родством времени и энтропии. По происхождению они идентичные (однояйцовые) близнецы. Время, отражая движения-взаимодействия материи, фиксирует длительность событий, а энтропия, отражая те же движения-взаимодействия, свидетельствует о том, что большинство самопроизвольных событий переводят материальные системы (участвующие в событиях) на более низкий, более стабильный энергетический уровень и тем самым способствуют их разрушению. При этом энтропия (как и время) не обладает какими-либо таинственными свойствами, просто события созидания случаются в природе реже, чем события разрушения. Для осуществления событий созидания нужно большее количество факторов-условий, чем для событий разрушения. (Сколько, например, нужно знаний технологов, конструкторов, сколько потребуется усилий рабочих, инженеров и менеджеров, сколько необходимо механизмов, оборудования, ресурсов, чтобы создать один-единственный автомобиль, а для его разрушения достаточно всего-то знакопеременной температурно-влажностной нагрузки. Камень, упавший с горы, сам туда никогда не поднимется и постепенно превратится в песок. Горячий предмет сам по себе всегда остывает, а не нагревается…) Все во Вселенной стремится избавиться от «лишней» энергии, от «лишних» структурных связей, от «лишней» информации. Такова Природа, такова статистическая предопределенность всех событий, случающихся в нашем мире.

Поэтому-то, чем более длительны любые события, тем более возрастает энтропия и тем больше накапливаются факторы разрушения. Материальные системы сопротивляются росту энтропии как могут. Живые существа своей жизнедеятельностью противодействуют энтропийным процессам и в своих телах и рядом (но всегда за счет роста энтропии в других локальностях и, наверное, в своих телах). Нам только кажется, что само время старит и разрушает все… Нет, господа, не время нас старит, а энтропия, правда, при участии времени. Я бы даже сказал: при преступном соучастии времени. В этом и только в этом и непреодолимость, и неумолимость времени.

Я должен обязательно отметить, что мои заключения о генетической зависимости времени и энтропии не являются, очевидно, пионерскими. Честь первой попытки соотнести направление времени с направлением термодинамических процессов по праву принадлежит Людвигу Больцману (1844–1906).

Итак, все основные проявления времени, в том числе направленность хода и его интенсивность, обусловлены движениями- взаимодействиями материи на элементарном уровне, т. е. с участием всех элементарных частиц, полей, атомов и молекул. А как же макродвижения, как же взаимодействия макротел? Неужели они никак не участвуют в формировании времени и никак не отражают его? Участвуют и отражают! Только нужно помнить, что, во-первых, все макродвижения и все взаимодействия макротел — это вторичные проявления микродвижений-взаимодействий и в этом смысле они только отражают состояние микромира, т. е. являются, в определенной степени, мерой движений материи на микроуровне. А во-вторых, они менее усреднены, а следовательно — менее точны.

Кроме того, более или менее точно отражают ход времени только природные макродвижения, которые характеризуются периодичностью (цикличностью) и постоянством своих проявлений (например, движения планет). Именно поэтому люди в свое время создали, например, лунный календарь, а мы и сегодня при необходимости определяем время по Солнцу.

Очень интересно, что до сих пор некоторые исследователи (не только философы, но и физики) не усматривают органической связи между реальным физическим временем и показаниями времени на часах.

Современный философ Л.Л. Злотников, желая сделать комплимент ученым древности, пишет: «Что касается определения времени, то здесь античная наука оказалась на высоте. В этом можно убедиться, анализируя следующие выводы Эпикура — наследника идей Демокрита: «Время не поддается такому расследованию, как все остальные свойства предметов… Надо обращать внимание лишь на то, с чем мы связываем наш предмет и чем его измеряем… Связываем мы его с такими вещами, как день и ночь, части дня и ночи… и, выделяя умом в этих вещах особое случайное свойство, называем его временем».

Хочу обратить внимание, что Эпикур, хотя и связывает время с реальными и периодическими проявлениями природы, но, тем не менее, считает, что эти «вещи» случайным образом связаны с понятием времени. Это нашему ученому автору, видимо, нравится. Он, очевидно, считает, что время — это нечто, существующее независимо от реальных природных событий. Недаром он считает такие принятые в теории относительности понятия, как «ход времени», «скорость протекания времени», «замедление времени», ничем иным, как абсурдными терминами.

В таких представлениях достаточно четко прослеживается «нигилистическая» концепция времени — полное отрицание времени как реального природного явления. Нет в такой концепции никакого времени — ни природной субстанции (материальной или внематериальной), нет и времени как вторичного проявления материи. Есть только время как придуманная людьми абстракция.

Есть много публикаций, в которых обличаются попытки свести время к показаниям часов. Особенно в этом преуспели философы. Конечно, не нужно абсолютно отождествлять реальное время и его фиксирование часами, но не нужно и противопоставлять то и другое, тем более, в принципиальном плане.

Так, А. Ефимов, утверждая, что и ритмика всех процессов, и период «некоторого циклического процесса» будут замедляться, когда процесс окажется в точке с повышенным потенциалом, одновременно предостерегает, что «это еще не означает, что время с потенциалом… течет медленнее, чем вдали от полей тяготения» {32}. То есть уважаемый автор не видит прямой непосредственной связи между проявлениями материи (под влиянием гравитации) и местным (локальным) временем.

Меня давно беспокоил вопрос о том, отреагируют ли (и если да, то почему) часы на изменение местного времени. Разумеется, я имею ввиду не то местное (поясное) время, которое декретами устанавливают правительства, а реальное физическое время, которое может быть различным в разных точках пространства и которое не подвластно даже самому грозному правительству.

Ситуация осложняется тем, что существуют часы, в основе которых заложено использование самых разных природных явлений (процессов), различные теоретические предпосылки, а также совершенно непохожие конструктивные принципы.

В наиболее древних солнечных часах используется движение солнечной тени от вертикального столба. Скорость этого движения зависит от скорости вращения Земли вокруг своей оси. С помощью солнечных часов можно узнавать время с точностью до нескольких минут. Часы водяные и песочные основаны на относительно равномерном вытекании через узкую трубку воды или песка. Точность этих часов невелика — за сутки они отстают или уходят вперед примерно на десять минут. Первые механические часы появились в Италии в XIII веке. Вращение горизонтального вала осуществлялось за счет намотанной на вал веревки, к которой привешивалась гиря (разумеется, были и стрелки, и регуляторы для равномерного и замедленного вращения вала). С XV века появились пружинные часы, тут роль веревки с гирей исполняла уже пружина. Через полтора столетия с помощью таких часов замеряли уже секунды. Первые маятниковые часы были изготовлены в 1656 г. (X. Гюйгенс). В основе их лежит открытие Галилея о том, что качания маятника исключительно равномерны и могут происходить длительное время. Именно Галилей предложил измерять время путем счета колебаний маятника. Лучшие маятниковые часы отсчитывают время с погрешностью не более сотых и тысячных долей секунды за сутки. Наконец, часы атомные — гордость XX века. В этих часах используются «строго периодические колебания электромагнитных волн, испускаемых атомами или молекулами. Точность атомных часов — миллиардные доли секунды в сутки.

Во всех этих часах, несмотря на большие отличия, есть нечто общее. Часы — это устройства, в которых либо повторяются с определенной периодичностью, либо протекают с определенной последовательностью и скоростью некие процессы. Так, с определенной периодичностью колеблются маятники и излучают волны атомы или молекулы. С определенной скоростью перемещается тень от Солнца, вытекают из отверстий вода и песок и разжимается пружина. Есть и различные конструктивные элементы, выполняющие сходные функции. Например, у маятниковых часов роль колебательной системы играет маятник, заводной механизм — это гиря или пружина. А например, у часов атомных колеблющийся вектор электрического поля волны служит маятником, сами же излучающие атомы являются как бы колебательной системой.

Поскольку мы ставим перед собой цель разобраться, будут ли реагировать самые различные часы на изменения темпа времени, то для нас вопрос о том, как связаны часы с теми или иными природными процессами, является очень важным.

Возьмем для начала пружинные часы. Казалось бы, работа сжатой пружины зависит только оттого, насколько ее предварительно сжали, от ее конструктивных параметров и от материала, из которого она изготовлена. (При этом мы предполагаем, что некий регулятор равномерности движения пружины работает идеально.) Будут ли пружинные часы реагировать на изменение темпа времени, если, например, мы перенесем их с поверхности моря высоко в горы? Казалось бы, мы должны допустить, что часы этого просто не заметят. В действительности — часы отреагируют. Не заметим этого мы, потому что у часов небольшая точность показаний, а у нас нет возможности сидеть в горах и ждать десятки лет или даже сотни тысяч лет, пока наши часы убегут вперед хотя бы на одну секунду по сравнению с синхронизированными часами на берегу моря. Каким же образом пружинные часы «узнали», что локальное время в горах более ускорено по сравнению со временем на побережье?

Дело в том, что сжатая пружина характеризуется энергией упругости. Упругая энергия по происхождению зависит от силы взаимодействия между атомами в материале пружины. И в то же время взаимодействие атомов в пружине является комбинацией электрической и кинетической энергий на квантовом уровне. А эти виды энергии не могут не отреагировать, если в той локальности, где они находятся, изменится потенциал гравитационного поля. Достаточно поднять часы в горы, как при прочих равных условиях изменится гравитационное притяжение. Возможно, пружинные часы отреагируют и на изменение электромагнитного поля, и на приращения внутренней энергии, вызванные другими причинами.

Ведь мы допускаем, что различные виды энергии участвуют в изменениях гравитационного поля.

Песочные и водяные часы тоже, казалось бы, должны быть равнодушны к изменениям параметров окружающей среды. Но попробуйте в некую воронку вроде бутылки бездна насыпать песок и повернуть горлышком вниз — песок посыплется. Если же попытаться сильно придавить песок неким поршеньком, то песок в горлышке бутылки застрянет. Произойдет это потому, что на стенки бутылки увеличится боковое давление, увеличится сцепление между песчинками и трение. Очевидно, по этой причине песочные часы на берегу моря будут идти более замедленно, чем в горах, где давление и гравитационное притяжение меньше.

В водяных часах при изменении, например, температуры или давления, электромагнитного или гравитационного потенциалов с неизбежностью изменится вязкость и, соответственно, изменится скорость истечения.

В маятниковых часах колебание маятника (в пределах одного размаха) состоит как бы из двух частей — падения диска маятника вниз и его подъема по инерции. По существу, это бесконечно повторяющаяся попытка диска маятника упасть вертикально вниз. И обратите внимание, если маятник находится в неизменном месте, то эти попытки осуществляются в локальности с неизменной напряженностью гравитационного поля и, следовательно, с одним и тем же ускорением свободного падения. Если предположить, что сопротивление воздуха и трение в опорах равны нулю, то тогда и размах, и период колебаний маятника будут зависеть только от напряженности гравитационного поля. Изменение его характеристик приведет к изменению хода часов.

Теперь я хочу обратить внимание на две закономерности, которые сегодня в научном мире имеют, кажется, больше сторонников, чем противников. Во-первых, гравитационный потенциал в каждой отдельной точке равняется сумме фонового потенциала в этой точке и потенциала локального. Во-вторых, локальный потенциал в каждой точке зависит как от сосредоточения масс в этой локальности, так и от энергетических проявлений в данном месте.

Из этих закономерностей следует, что часы, в частности, маятниковые, должны реагировать не только на изменение напряженности гравитационного поля, но и на любые энергетические проявления в данной локальности. Проблема, однако, гораздо сложнее, чем кажется на первый взгляд. Проанализируем ситуацию на примере атомных часов.

Способность атомных часов изменять ход своих показаний зафиксирована экспериментально, и не один раз. Например, итальянские физики отвезли несколько таких часов в горы, а затем по прошествии нескольких часов привезли обратно в долину и сравнили их с часами, все время остававшимися внизу. Часы, которые были в долине, отстали… «Величина отставания при этом измерялась наносекундами, то есть миллиардными долями секунды… Итак, не может быть никакого сомнения в замедлении течения времени в гравитационном поле…» Нам остается только порадоваться, поскольку способность атомных часов реагировать на изменение гравитации доказана и не требует теоретических рассуждений. Но радоваться не хочется, ибо атомные часы итальянцев зафиксировали реакцию часов только на изменение гравитационного поля и остались равнодушны к другим причинам. Можно, конечно, предположить, что в горах и в долине часы находились в условиях с одинаковой плотностью внутренней энергии. В частности, так и могло быть. Но проблема в том, что во всех без исключения случаях, когда ученые отмечали изменение хода часов, основанных на излучении волн определенных параметров, всегда отмечается реакция часов только на гравитационное поле. Часы всегда (насколько это известно мне) не замечали изменений внутренней энергии.

Правда, как уже отмечалось, часть внутренней энергии, присущей системе, в случае ее излучения принимает участие в изменении гравитационного поля. Но это, во-первых, часть внутренней энергии, а во-вторых, это происходит за пределами системы. Изменения же внутренней энергии в самой системе как будто не влияют на ход атомных часов, находящихся внутри этой системы.

Вначале это обстоятельство меня не просто насторожило, а испугало. Сразу появилось искушение объяснить такую избирательность атомных часов тем, что ученые, проводившие эксперименты, концептуально не допускали участия внутренней энергии в формировании времени, а потому и не замечали этот фактор. В какой-то мере это могло быть и так, но лишь отчасти, ибо если бы внутренняя энергия влияла на часы примерно также, как и гравитация, то ученые не заметить этого просто не смогли бы.

Что же получается? Самые точные часы оказываются неспособными скорректировать свой ход в зависимости от изменений плотности внутренней энергии. Тут есть от чего запаниковать, поскольку, конечно же, ставится под сомнение сама гипотеза локально-когерентного времени. Или? Или мы столкнулись с парадоксом, который требует объяснения.

А ларчик-то открывается просто, и парадокс объясним именно с позиций гипотезы локально-когерентного времени. Вначале еще раз подчеркнем, что реальное физическое время по своему происхождению и обстоятельствам существования зависит от внутренней энергии и от гравитации, т. е. от двух причин разного рода — от движения-взаимодействия материи на микроуровне и от состояния гравитационного поля, в котором происходят эти движения-взаимодействия. Первая причина — это всегда отражение энергонасыщенности множества движений и взаимодействий. Наиболее адекватно эта суммарная энергонасыщенность выражается через плотность внутренней энергии. Способны ли атомные часы (квантовые генераторы вообще) гибко и оперативно реагировать на изменение внутренней энергии? Нет. И это не предусмотрено самой природой. Более того, если бы атомные часы оказались на это способны, это нарушило бы стабильность Вселенной. Не смогли бы не только существовать, но и возникнуть неживые и тем более живые тела Вселенной, ибо атомы и молекулы, легко реагирующие на изменение внешней среды, также легко изменяли бы свои основные характеристики и даже распадались бы. А кроме того, излучение волн из атомов и молекул — это явление хотя и не единичное, но и не массовое. Есть множество движений и взаимодействий, которые не могут быть сведены к излучению волн. Иными словами, одно из множества проявлений микромира не может адекватно отразить его суммарные проявления.

Итак, атомные часы, обладая исключительной устойчивостью к внешним воздействиям, исключительным постоянством своих характеристик, не обладают предрасположенностью к реагированию на изменения внутренней энергии в той локальности, в которой они находятся.

Почему же тогда атомные часы реагируют на изменение гравитационного поля? Потому, что изменение гравитационного воздействия в общем случае не только частично изменяет внутреннюю энергию путем воздействия на наиболее податливые движения-взаимодействия, но, кроме того, оно изменяет само пространство — изменяет метрику пространства во всей локальности, на которую распространяется это изменение. Утверждение о том, что гравитационное воздействие с неизбежностью, но в разной степени изменяет пространство, представляется плодотворным и для нашего рассуждения. Ибо, таким образом, гравитация воздействует на все движения-взаимодействия и изменяет сами движения — изменяет скорость осуществления событий в микромире… Хотя бы потому, что любое движение — это и есть преодоление пространства.

Именно поэтому квантовые генераторы реагируют на изменения гравитационного поля и не реагируют на изменения внутренней энергии. Именно поэтому итальянские физики зафиксировали различный темп времени в горах и в долине. Несомненно, что «отказ» атомных часов реагировать на изменения энергии во внешней среде не может быть абсолютным. При значительных энергетических нагрузках еще задолго до того, как атомы начнут распадаться, они изменят характеристики своих излучений.

Если в обычных земных условиях приращение темпа времени под влиянием изменения внутренней энергии составляет величину такого же порядка малости, как и от изменения гравитации, то неудивительно, что не только в быту, но и в науке люди их не замечают. Но я уверен, что в природе есть яркие и мощные проявления зависимости собственного времени космических объектов от плотности их внутренней энергии (активные ядра некоторых галактик, квазары и т. д.) Да и на Земле зависимость времени тел от интенсивности их энергетического состояния уже подтверждена экспериментально. Это очень наглядно демонстрировал в своих опытах Альберт Вейник {18}. В качестве своеобразных часов он использовал кварцевый микрорезонатор с числом собственных колебаний 50 миллионов в секунду. Я не знаю, тарировал ли он этот прибор — установил ли, сколько колебаний соответствуют одной эталонной секунде. Для нас сейчас это не так важно. Главное, что у А. Вейника были эти необычные часы, которые реагировали изменением своих показаний на плотность энергии вблизи от них. Они ускоряли свои показания, даже когда человек рядом волновался, и замедляли, когда человек засыпал.

Есть и в моем распоряжении одно странное свидетельство, кажется, подобного же рода. Только прибором, фиксирующим локальное время, оказались обычные наручные женские часы. Мой брат рассказал, что однажды, когда его жена нервно, на повышенных тонах, разговаривала с сыном, он был рядом и вдруг обратил внимание на часики жены. По мере того, как конфликт разгорался, минуты на табло в часах начали появляться и исчезать намного быстрее, чем обычно. Наконец замельтешили так, что трудно стало разбирать, что собственно они показывают… Когда же конфликт начал утихать — успокоились и минуты. Что это было? Вообще говоря, этому феномену можно найти различные объяснения (например влияние микровибраций), мне же кажется, что часы отреагировали на темп локального времени.[18]

Чтобы закончить с парадоксом атомных часов, нужно четко осознавать, что такие часы появились как отклик на потребности научно-технической цивилизации. Прежде всего они служат для синхронизации событий, для фиксации перемещений. Часы, которые окажутся способными реагировать не только на изменения гравитации, но и на все изменения энергетических состояний материи, для вышеназванных целей совершенно не пригодны. Если бы одномоментно все точные часы оказались подменены часами, тонко реагирующими и на изменения внутренней энергии, то очень скоро на Земле, и даже в ближнем космосе, произошли бы грандиозные катастрофы.

И тем не менее, я утверждаю, что нужны и часы, реагирующие на энергетические изменения среды. Это должны быть «химические часы» (используем название, придуманное И. Пригожиным). Их область, например, — длительные технологические, химические процессы, при которых результат определенных этапов зависит от интенсивности внутренней энергии в системе. Их область — медицина и экология будущего, сопоставление космических объектов с различной внутренней энергией. Наконец, их область — психофизические феномены. Я думаю, что уже в XXI веке появятся часы, которые будут сочетать в себе два принципиальных устройства (атомные и химические часы), которые будут снабжены двумя кнопками. Нажав одну, можно будет узнать, как движется время, привязанное к эталонной секунде. Нажав другую, можно будет узнать насколько темп локального времени отличается от эталонного.

Анализ формулы (2.1) показывает, что в частном случае, в условиях слабого и неизменного гравитационного поля при незначительном энергетическом потоке, воздействующем извне на покоящееся тело, его собственное время будет определяться только величиной плотности внутренней энергии в самом теле. (Ибо принятые ограничения предполагают, что в локальности тела не возникает значительных изменений гравитационного потенциала, не возникает ощутимых для времени изменений радиуса кривизны пространства.) При этом зависимость темпа времени от плотности внутренней энергии тела носит линейный характер — насколько изменится внутренняя энергия в теле, настолько же изменится и его собственное время. Отношение этих величин неизменно и численно равно единице.

Сделанные допущения и выводы позволяют рассмотреть вопрос о возможности изменения массы тел и приблизиться к одному из самых интересных следствий гипотезы.

Воспользуемся пояснениями к формулам (2.1) и (2.3) и выразим массу покоящегося тела:

Беглый анализ формулы как будто бы приводит к неутешительному выводу о том, что масса тела всегда будет оставаться постоянной, как бы мы ни старались изменить внутреннюю энергию тела.