научные гипотезы, смелые предположения,
новые мировоззрения
|
АНАКСАГОР
КЭНЗ
[2]
1 2
Измерение времени.
Теперь, когда мы выяснили, что время, это не самостоятельное "нечто", которое течет, а всего лишь интегральная динамическая характеристика окружающего мира, которая, в свою очередь, "создается" превеликим количеством различных и разнодинамичных процессов в Системах, то уже можно, наверное, перейти к его измерению. Вернее даже будет сказать, что нужно разобраться, и определиться: что же мы измеряем? Раз нет времени, как нечто сущее, что, вообще, измерять-то? В чем суть измерения времени? Это все довольно каверзные вопросы. И от ответа на них, в немалой степени, будет зависит и понимание сути времени. Поэтому, в дальнейшем, разговор пойдет о процедурах измерения времени и об измерителях времени.
Часы. В реальном мире нас окружает бесчисленное множество разнодинамичных природных процессов, которые, по сути, и создают динамику окружающего мира. Чтобы ориентироваться в этой многоголосице, и чтобы их как - то упорядочить, у нас должны быть какие-то точки опоры, на которые можно было бы опереться при оценки динамики окружающего мира. Эта ситуация, например, очень похожа на измерение пространственных параметров. Там тоже невозможно обойтись без привязки на какую - либо эталонную длину (метр, лапти, аршин, вершок, и т.д.). Пока нами не выбрана эталонная длина (мерка), мы не можем измерять пространственные параметры других объектов (длину, ширину, высоту). С процессами и их динамикой, точно так же. Для их измерения нужны эталонные процессы, которые служили бы мерилой динамичности, и через них можно было измерить динамику других процессов. Выбор такого эталона позволяет нам ориентироваться в многоголосице процессов, измерять их динамику, их упорядочить и создать своего рода шкалу динамики (времени). В этом случае, выбранный нами эталон становится единицей динамичности и приобретает статус часов. Так как динамичность процессов означает "суть времени", то, естественно, измерение динамики означает и "измерение времени".
Мы ныне для "измерения времени" используем двух природных эталонов (часов):
а), вращение Земли вокруг своей оси (сутки, часы, секунды), и сравниваем его с динамикой других Систем. В итоге получаем понятие скорости (м/сек, км/час).
в), оборотом Земли вокруг Солнца (год, лет).
В основном, на этих единицах динамичности, базируются все наши исчисления "времени". Оборот Земли вокруг Солнца является более крупной единицей, и поэтому применяется для измерения более продолжительных отрезков "времени".
Например, каждый оборот Земли вокруг Солнца мы ежегодно отмечаем как Новый год. Сезонные изменения времен года - осень, зима, весна, лето - тоже связаны с этим фактором. Мы сами по этому эталону ведем счет своему возрасту: говорим, 5, 10, 20, 40, 60 лет. Это значит, что при нашей жизни, Земля сделала столько-то оборотов вокруг Солнца. Таким же образом, исчисляются и более большие интервалы "времени": столетия (век), тысячелетия, миллионы лет, и т.д.
Земля, не только летит вокруг Солнца, но и сама при этом вращается как волчок. Ныне за один оборот вокруг Солнца, она делает 365 оборотов вокруг своей оси. Длительность каждого оборота мы называем сутками, и применяем ее как единица динамичности при измерениях. Как видим, это более меньшая единица, и без особого труда позволяет измерять интервалы "времени" внутри года, т.е. промежутки "времени" между двумя Новыми годами. Таким образом, получается, что 1 год состоит из 365 суток. Из таких же суток "собраны" привычные нам отрезки "времени": недели, месяцы, полугодия, и т.д..
Повседневная наша жизнь тоже повязана на сутках. Но, сутки, состоящие из дня и ночи, для нас является довольно большим интервалом. И поэтому чтобы ориентироваться "во времени" внутри суток, человечеством изобретены множество различных искусственных приборов - часы. Они все (солнечные, маятниковые, электронные, кварцевые, и др.), несмотря на различный принцип работы, строго привязаны к суточному вращению Земли, и при этом без труда позволяют делит сутки на равномерные доли, такие, какие мы хотим: часы, минуты, секунды, и т.д..
Поэтому в повседневности, нам удобнее пользоваться часами. Их сейчас много и самой разной конструкции: настенные, настольные, карманные, наручные, и т.д. Они
помогают нам упорядочить нашу жизнь, разложить событий по полочкам. По ним
встаем утром, идем на работу, возвращаемся. Назначаем свидание, или смотрим
телевизор. Часы настолько вошли в быт, что мы не представляем, что было бы
без них. Что это такое, знает стар и млад. Если ради интереса спросит десятерых
человек о функции часов, все они ответят, что часы показывают время. Притом
минимум восемь из них уверены, что течет нечто неосязаемое, а часы это измеряют.
И в литературе, и в публикациях тоже иногда приходится сталкиваться подобным
рассуждением в полном серьезе. Что-де должна быть какая-то сила (сила времени???)
действующая на часы, и часы это должны чувствовать.
Тут складывается довольно странная ситуация: никакие современные навороченные приборы не чувствует и не могут фиксировать течение времени, а часы будь они чрезвычайно простыми и банальными, чувствуют и измеряют. Например, устройство песочных, водяных, солнечных, маятниковых часов чрезвычайно банальны, а вот, поди же ты, что-то «ловят» и
«измеряют».
Несколько забегая вперед, скажем, что часы "течение времени" никак не чувствуют, и ничего не "ловят", и даже... ничего не измеряют. А, что же тогда они делают? И вообще, что это за штуковина?
Особо не "растекаясь" на подробности исторического развития "измерителей времени", остановимся только на некоторые из них (их было великое множество). И попробуем
хорошенько разобраться, в чем же состоит сам процесс "измерения времени".
Так, например, южноафриканские племена юангов, измеряли время, длительностью ношения пояса, изготовленного из ветвей определенных деревьев. Надетые утром эти пояса, к полудню становились непригодными – засыхали листья и отваливались. Возникала необходимость менять пояс на новый. По данным исследователей, один пояс «держался», примерно, 6 часов, два – 12 часов, три – 18 часов, и т.д.
Жители острова Мадагаскар
небольшие отрезки времени измеряли… с варкой риса. Так и говорили: «За одну (две,
три) варки риса дойдешь», «прошло четыре варки риса». Нечто подобное было распространено и у некоторых
народов Севера. У тунгусского племени гольдов время измеряли в… трубках, и
чайниках. Они говорили: «Три трубки надо выкурить, чтобы дойти». Или: «Два
чайника вскипела, пока добрались».
Самые простые часы на Руси применяли
пастухи. Они мерили тень от дерева лаптями, и таким образом, ориентировались,
когда нужно стадо вести на водопой, а когда уже пора собираться домой.
Некоторые кочевые народы, в качестве часов использовали
собственные жилища - шалаши, юрты, кибитки. И не только. Все предметы
расположенные внутри жилища «шли в ход», они играли роль «циферблатов». Чуть
забрезжит свет в кибитке – пора вставать. Женщины доили коров, выгоняли скот на
пастбища. Солнце осветило верхние концы жердей – скот на пастбищах, женщины
заняты домашними делами. Когда солнечное освещение через открытую дверь,
осветило левый от входа угол жилища – малый полдень. Если освещение дошло до
середины кибитки – полдень. Скот на водопой, и дневной отдых. Луч света стал
падать на правый угол жилища, на изголовье кровати хозяев – начало второй
половине дня. Скот выгоняют на пастбища. Когда свет Солнца переместился на
другой конец кровати, и осветило верхнюю часть остова кибитки – это уже поворот
к вечеру. Скот возвращается домой. Когда луч света падает на верхние жерди
кибитки, справа от входа - приближаются сумерки. Таким образом, получается, что
смещение лучи света внутри кибитки, подобно стрелкам нынешних часов. По сути,
это было, что ни на есть, самые обыкновенные солнечные часы, только в бытовом
исполнении. С небольшими вариациями так ориентировались во времени многие
кочевые народы, которые вели схожие образы жизни.
Потом появились более продвинутые часы. Т.е. измеряли время не случайными, попадавшемуся под руку, процессами, а специально подобранными, и эти процессы должны были соответствовать определенным требованиям: удобство, равномерность, повторяемость. Так как на них уже возлагались специальные функции - измерение времени. На этом поприще, наиболее широкое распространение получили водяные, песочные и солнечные часы. В водяных и песочных часах в роли измерителя выступало течение определенного количества песка или воды, с верхнего сосуда,
в нижний, длительность которого, служила мерилом времени.
Этим можно было измерять только короткие отрезки времени, и вдобавок
были не совсем удобны. Они были "одноразовыми", которых нужно было
постоянно переворачивать, чтобы работали. Более удобным для этого оказалось
применение неких периодических процессов. Поэтому выглядит вполне естественным,
что в качестве мерки стали применяться сперва периодически повторяющиеся природные
процессы (Солнечные, Лунные, Земные и т.д.), а позже, конструироваться специальные
приборы, основанные опять же на периодических процессах - часы.
Нынешние часы (в основном, маятниковые и электронные) - это искусственные
приборы, привязанные только к одному процессу - вращению Земли вокруг своей
оси (берется усредненное значение, скорость вращения Земли непостоянная).
И рассчитанные так, что каждый поворот Земли на определенный угол соответствует
секундам, минутам, часам. Таким путем, один поворот нашей планеты вокруг своей
оси соответствует 24 часам. Тут часы своего рода - "вращение Земли на
виду", выведенное на циферблат. В наших часах заранее все определено,
подогнано: число зубьев, длина волоска, маятника, равномерность. хода. Поэтому
эти приборы всегда и везде будут работать только "по Земному".
Во всех этих множественных примерах в глаза бросается одно обстоятельство: ориентация во времени происходит через какой-либо процесс. Из многоголосицы природных процессов выбирается некий базовый (эталонный)
процесс, который играет роль часов, и дальше происходит простое сопоставление скоростей.
Одним словом, "измерение времени" сводится к сопоставлению динамики эталонного процесса с другими, и..., все.
У юангов роль эталона играл "жизнь" пояса (один пояс, два пояса, три пояса, и т.д.), у мадагаскарцев и тунгусов - длительность варки риса и кипячение чайника ("две варки риса", "три чайника", и т.д.), у водяных и песочных часов - течение воды и песка, у кочевых народов - движение солнечного луча (или тени). Таким образом, вся динамика окружающего мира, и вся многоголосица процессов в природе, выражается через динамику эталонного процесса (часы). Эта процедура очень похожа на измерение, скажем, длины. Там, тоже берется некая базовая (эталонная) длина, которую мы называем метром, и через него выражается длина (ширина, высота) других объектов. Со временем, получается, то же самое. Только здесь прикладывается не метр, и,
измеряется не чисто пространственные параметры, а «прикладывается»
(сопоставляется) динамика эталонного процесса, к динамике других процессов. В итоге получается скорости других процессов, выраженная через выбранный эталон.
Так как ныне, в основном, нашим эталоном служит вращение Земли вокруг своей оси (сек, мин, часы), то, сопоставляя его, с динамикой других процессов, через него выражаем всю динамику окружающего мира. И в результате получаем понятие скорости (м/сек., км/сек). Тут надо сказать, что здесь мы одним эталоном измеряем не только динамику других процессов, но и их длительность. Т.е. не только их темп (быстрее, медленнее), но и продолжительность ("жизнь").
В биосистемах, в частности у людей, в основе ощущений внешней динамики лежит другой эталон. Это - динамика внутренних процессов конкретного человека. Они являются одновременно и "внутренним временем" системы, и в то же время служат индивидуальными часами по отношении к внешнему миру. Постоянное сопоставление динамики внутренних процессов с динамикой внешнего мира, вызывает у людей ощущение "времени" (динамики). Этими делами, скорее всего, занимается наш мозг. Одним словом, тут, по сути, мы применяем двойную бухгалтерию: ощущаем динамику окружающего мира с помощью "внутренних часов", а измеряем - с другими.
Таким образом, подытоживая все это, можем сказать, что часы - это внутрисистемная динамика какой - либо системы, взятая в качестве эталона, которая служит единицей динамичности, и через которую выражается динамика и длительность других процессов.
Отсюда следует, что в качестве часов можно использовать что угодно: вращение Земли, Луны, распад атома, химические и электромагнитные процессы, течение воды, песка, взмах крыльев колибри, или даже моргание глаз любимой, и т.д. По сути, здесь ситуация такая же как с длиной: можно мерить метром, можно лаптями, локтями, вершками, даже попугаями и змеями. Все это дело вкуса и удобства.
Можно так же попробовать взять в качестве измерителя "единого времени", динамику глобальных процессов, которые, так или иначе, влияют на темп развития нашей Вселенной. Например, вращение Вселенной, если она вращается, или же темп остывания Вселенной. Но это будет не то. Получатся слишком крупные единицы. Это примерно то же самое, если бы атомные расстояния измеряли в мегапарсеках. Так же, можем попробовать взять за "единицу времени" быстротекущие атомные процессы, и через них выразить динамику окружающего мира. Но опять-таки, для нас это будет не совсем удобным. Тогда процессы нашего масштаба, скажем, длина человеческой жизни выразиться в тех единицах фантастической цифрой: десять (10) с множество нулями. А о процессах еще больших масштабов и говорить нечего... Поэтому применение вращение Земли в качестве меры динамики нашего мира, на мой взгляд, вполне разумно и соответствует нашим масштабам.
Разновидности часов.
Таким образом, зная теперь о сути часов, и учитывая их эволюцию из глубокой древности до наших дней, "измерителей времени" можно разделить на три категории: первичные (природные, естественные), вторичные (искусственные), и приведенные (согласованные).
Первичные, или естественные, часы - это когда некий природный процесс напрямую применяется для "измерения времени" в качестве эталона. Например, длительность варки риса, течение воды или песка, вращение Земли (в солнечных часах), биохимические реакции (в биосистемах, у людей), и т.д.
Вторичные, или, искусственные часы - это специально сконструированные приборы для "измерения времени", и привязанные к какому-либо природному процессу. Все наши нынешние часы, несмотря на их многообразие и различный принцип работы (гири, маятники, электроника) - вторичные, и "работают" на основе вращения Земли вокруг своей оси.
Можете сказать, зачем нам вторичные часы, если есть первичные, и вторичные всеравно "сидят" на первичных? Отвечаю: потому что, вторичные часы, представляют нам больше удобств. Их можем держат на столе (настольные часы), повесит на стенку (настенные часы), или можем носит с собой (карманные и наручные часы), и т.д. Что порой невозможно, да и не реально, делать с первичными часами. Тем более, если это сама Земля...
Приведенные, или согласованные часы - это когда два или несколько независимых эталонных процессов, приведены (или привязаны) к общей, стандартизованной единице измерения. Например, распад радионуклидов, атомные, или кварцевые часы, вращение Земли. Каждый из них может "работать" часами, независимо от других. Но исторически так сложилось, что привычные нам основные единицы "времени": часы, минуты, секунды, и т.д. получены из вращения Земли. Поэтому все другие часы (атомные, кварцевые, и др.) привязываются к этим единицам. Например, атомные и кварцевые часы вполне могут работать автономно, и могут иметь собственные единицы измерения, не зависящие от вращения Земли. Тем не менее, они ныне "повязаны" на тех же стандартных минутах, секундах, "корни" которых уходят в процессы вращения Земли.
По атомным меркам "земная" секунда, равна 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия - 133. Как видим, наша "земная" секунда с атомных масштабов выглядит довольно внушительным интервалом "времени". Поэтому такие сверхбыстрые часы (атомные, кварцевые) позволяют нам измерять динамику чрезвычайно быстротекущих процессов.
Единицы "времени". Выше, термин "корни", в отношении секунды и минуты, взят в кавычки. Это не зря. В самом деле, секунды, минуты не имеют природных корней, т.е. не сводятся напрямую к определенному природному процессу. А получаются делением нашего эталона (вращение Земли) на равномерные отрезки чисто искусственным путем - математически. Это очень похоже на деление эталона длины - метра, на более мелкие единицы. Там тоже эталоном является только метр, а эталонов ни см, мм, нм - нет.
Одним словом, природный процесс - это только само вращение Земли. Все остальные, более меньшие единицы "времени", получаются искусственным путем, путем дробления этого процесса.
Например, сперва делили период вращения Земли вокруг своей оси (сутки), на день и ночь. Потом появились еще меньшие единицы: полдень и полночь. Затем, и их стали дробить: типа, первое пение петуха (куром), второе пение петуха, заря, малый полдень, обедня, вечерня, и т.д. Но все это было, так сказать, народное творчество. Чуть позже, когда появились солнечные часы с циферблатами, только тогда стали делить сутки на равномерные часовые отрезки (например, арабы).
После этого долгое время, даже когда уже появились вторичные часы, на циферблатах были только часовые стрелки. Например, башенные гиревые часы, появившиеся на Руси в начале XV в. не имели, ни минутных, ни секундных стрелок. Минутные и секундные стрелки на Руси появились только в конце XVII в., когда возникла в этом жизненная необходимость.
Сейчас некоторые "измерители времени" имеют и миллисекундные стрелки (секундомеры), или даже, еще меньше... Вообщем, дробление на все меньшее и меньшее единицы "времени" продолжаются (микросек, наносек, фемтосек, аттосек, и т.д.). Это необходимо во многих областях человеческой деятельности, особенно в науке, для изучения быстротекущих процессов.
Таким образом, завершая небольшой экскурс в историю "измерителей времени", можно сказать, что часы ничего не чувствуют, ничего не "ловят", и ничего не... измеряют(!!). У них своя собственная динамика. Часы всего лишь мера динамичности (эталон), с помощью которого измеряем динамичность других процессов. Здесь опять вполне подходит аналогия с измерением длины. Мы же не говорим, что линейка измеряет длину, а говорим, что с помощью линейки измеряем длину. С часами точно также: с помощью часов, через их динамику, измеряем изменчивость окружающего мира.
Поэтому к часам, как и ко всякому другому эталону, предъявляются повышенные требования. Чтобы они "ходили" как можно равномерно, и не зависели (мало зависели) от окружающих условий: от температуры, давления, влажности; от напряженности электромагнитных полей, гравитации, и различных других помех. Главное для них: "держать" как можно равномерный ход. Но..., увы. Как нет ничего идеального в природе, так и нет идеальных часов. Поэтому в реальности, получается чуть иначе...
Наши часы - такой же обыкновенный процесс, как и любые другие, поэтому неудивительно, что на их ход может повлиять множества факторов: температура, давление, электрические и магнитные поля, гравитация, и т.д. Неучет таких тонкостей может привести к различного рода неверным выводам.
Например, возьмем атомные и кварцевые часы. Они обладают хорошим постоянством в своем ходе. Тем не менее, постоянство у них, скорее всего, относительное. Попадая в места иной напряженностью электромагнитных или гравитационных полей, у них наверняка изменится скорости внутрисистемных процессов. Тогда мы уверенные в постоянстве этих часов, сделаем ошибочный вывод, что, на этом месте или области, «время», под действием напряженности поля, замедлилось (ускорилось). А в действительности, сама наша мерка (атомные или кварцевые часы) изменила свой ход. В окружающем мире скорость процессов, под которой понимаем как бы «время», осталась без изменений.
Как видим, слепая вера в непогрешимость нашего эталона, а также убежденность в том, что, он "что-то" там измеряет, могут привести к "ошелямляющим" результатам. Тогда как, этого "что-то" и в помине нет, а мы, по сути, просто-напросто сопоставляли ход нашего эталона с динамикой окружающего мира, что и дало эффект "изменения времени".
Реально ли настоящее. У любой Системы есть настоящее. Только,
раз мы отождествляем, и под понятием время понимаем динамику процессов, то
аналогом понятия настоящее будет выступать состояние Системы.
Другими словами, настоящее - это состояние Системы. Для наглядного
представления рассмотрим пример. Каждый из нас, наверное, когда-нибудь играл
в шашки, шахматы или бильярд. Саму игру можно назвать игровым процессом (так
она и есть). После каждого вашего хода или партнера, ситуация на игровом поле
меняется, возникает новое состояние в игре. Допустим, вы сделали ход
и ваш ход привел к новому состоянию в игре. Вот это состояние
и есть настоящее (если выразиться временным термином) в игровом процессе.
Если сейчас сделает ход ваш партнер, то это будет уже новое состояние,
новое настоящее. А тот ваш предыдущий ход уже стал прошлым,
и не вернуть. Он послужил основанием возникновения нового состояния
(настоящее) в игровом поле, и исчез, канул в Лету. Сейчас, после хода
партнера вы раздумываете ответный ход, но этого еще не сделали. Это есть будущее
в игровом процессе, его еще нет. Таким образом, получается, процесс всегда
пребывает только в настоящем (новом состоянии). Иными словами, прошлого
уже нет, а будущее еще не наступило (еще нет). Перед глазами только
настоящее.
Если вы делаете быстрые ходы, процесс игры идет в темпе, если медленно, то
соответственно замедленно. А если часами будете задумываться, то процесс замирает.
Теперь представим, самих игроков нет, фигуры и шары передвигаются сами. Так
вот, после каждого движения фигурок состояние меняется. Если все это
интерпретировать в реальность, где Системы состоят из миллионов, миллиардов
таких фигурок и шаров (атомы, молекулы), то после каждого движения атома или
молекулы возникает новое состояние Системы. Вот это, если выразить
временным термином и есть настоящее Системы, и оно каждым новым движением
меняется.
И это настоящее Систем объективная реальность, и от нас не зависит.
Скажем, на Солнце произошел взрыв, или вспыхнула новая звезда в соседней галактике,
или же родился ваш племянник, в тот момент, когда вы читаете. Независимо от
того, узнаете ли вы об этом, или никогда не узнаете, это свершилось в определенный
момент. Если мы узнаем об этих событиях, то их упорядочиваем, умозрительно
синхронизируя и привязывая к нашим меркам. Например, говорим, что 7-00 на
Солнце произошла вспышка. То, что произошла вспышка это объективная реальность
независимо от нас, а умозрительная привязка нашей мерке (часы, 7-00), это
лишь абстракция в нашей голове.
Есть метод более упрощенного представления настоящее, прошлое, будущее.
Скажем, вы нечаянно плеснули воды на какую-нибудь поверхность. Тогда она будет медленно растекаться, занимая все большую площадь, образуя нечто вроде лужайки. Так вот, передний, растекающийся край воды это настоящее (состояние), что осталась позади (под водой) это прошлое, а куда край воды еще не добрался - будущее. Какой бы скоростью не растекалась вода, результат будет такой же: передний край воды будет означать состояние (настоящее) лужайки.
Точно так же, любая система находится только в настоящем. Пытаясь попасть в будущее, вы как биосистема, не сможете обогнать свою внутреннюю динамику процессов (жуткая нелепость). Вы накрепко привязаны к этим процессам, это ваша суть. Если же вы их как-то ускорите, то будете просто ускоренно развиваться, или станете более энергичным. Действия ваши будут более быстрыми, а процессы окружающего мира покажутся более замедленными. На лету сможете поймать муху за заднюю левую ногу, так как ее полет вам будет казаться более замедленной.
Но всеравно, никакого будущего, будете находится только в настоящем.
И еще.
Изучая природу, наука добывает знание и устанавливает некие закономерности
природы, исходя только из настоящего какой-либо Системы. Например,
мы сейчас изучаем настоящее Земли, Солнца и Солнечной системы. Чтобы
потом, хорошо зная сегодняшнее состояние, и зная некоторые закономерности эволюции, и абстрагируясь от настоящего, смоделировать прошлое и будущее этих систем. Но даже если и удастся восстановить картину прошлого, и обрисовать будущее данных систем, то это будут всего лишь модели, а не реальность. Ибо прошлого уже не вернуть, а будущего еще нет. Они лишь голые абстракции.
Поэтому можно сказать, что реальностью обладает только настоящее.
И в завершении этого раздела, смело можно привести строки из известной песни: " ...только этот миг, что находится между прошлым и будущем, именно
он, называется жизнь". Вот так. Автор песни, особо не вдаваясь в подробности, точно уловил, что реально, а что, нет.
Некоторые следствия. Таким образом, понятие времени является абстрактным понятием. Оно отражает (и означает) лишь интегральную динамическую характеристику нашего мира, если понимать его глобально. А если же речь идет о каком-либо конкретном процессе, то это будет динамической характеристикой этого процесса, или, этой Системы.
Такой подход к понятию времени позволяет иначе взглянуть на многие известные и неизвестные (предполагаемые) явления, и, иначе их трактовать. Остановимся на некоторые из них.
Можно ли "растянуть" жизнь?
По продолжительности жизни человек намного уступает многим биосистемам: слоновые
черепахи, крокодилы, щуки живут 200-300 лет, попугай и ворон до – 100-150
лет. Некоторые деревья: секвойя, баобаб - 5000; дуб, тополь, липа – 1000;
яблони, березы живут до 200-250 лет. Не говоря уже о «жизни» Земли, Солнца,
галактик и др. Это понимали еще древние времена, и всегда существовала мечта
человечества как-то удлинить себе жизнь. Что только не предпринимали для этого:
искали философские камни, пили божественные напитки бессмертия, алхимики соревнуясь друг с другом «синтезировали» эликсиры молодости. Но увы, все было тщетно.
Только потом, с развитием науки стало известно, что тут не все так просто.
У любой биосистемы уже в генетическом коде заложена определенная последовательность развития, и скорости хода тех или иных процессов, притом довольно узком диапазоне.
Иными словами, коридор колебания скоростей процессов уже определены. Выход
за коридор скоростных параметров в обычных условиях, под действием внешних
или внутренних факторов, приводят к гибели организма. Скажем, при повышении
температуры скорости биохимических реакции увеличится, а при понижении, наоборот,
уменьшится, и организм это выдержит, если скорости процессов не «зашкалят»
в ту или другую сторону.
Поэтому мы можем изменить скоростей внутренних биохимических процессов только
в пределах этого узкого коридора, не нарушая, нормальную жизнедеятельность
организма. Это и ограничивает наши возможности. Но, оказывается, не все так
безнадежно. Перевод организма в необычное состояние, дает возможность манипулировать
скоростями биохимических процессов, и «растянуть» длину жизни. Тем более,
что, со стороны природы нет запрета на такого рода "манипуляций".
Наоборот, в природе есть примеры такого рода, которые, как бы, являются вполне
естественными: в ледниках находят штаммы микробов в анабиотическом состоянии,
возраст которых составляет несколько тысяч лет, и при возвращение их в нормальные
условия вполне жизнеспособны; некоторые виды рыб и земноводных в зимние время
прямо вмерзают в лед (анабиоз) и с наступлением весны вновь оживают; большинство
деревьев в наших условиях проводят зиму в анабиотическом состоянии и растут
только с весны до осени, что отражается в годичных кольцах.
Такой подход к понятию «времени», дают возможность рассчитывать: попасть в далекое
будущее, странствовать по космическим просторам, посетить далекие звездные
системы. Только придется некоторое время, эдак лет 100, или 300, а может и
1000, провести в небытие, но сохранить жизнеспособность. Этого можно достичь
переводя организм в анабиотическое состояние. Тут есть несколько способов
перевода:
а), воздействием глубокого холода (криогенный метод).
б), применение особых веществ, или смесей (химические и биохимические
методы), (как тут не вспомнить алхимиков).
в), воздействием на организм электрическими и магнитными полями, так
как основа наших биохимических процессов - электромагнитные силы (электрические
и магнитные методы).
Вообщем, человеку остается только хорошо изучить это явление и овладеть методами
управляемого анабиоза. Тогда для него "перепрыгивание" через
большие промежутки времени в будущее, не составит труда. Пока он будет находится в состоянии анабиоза, во внешнем мире может пройти немало времени. Земля за это время может накрутить вокруг Солнца 100, 200, 500 кружков. И когда он "проснется", скажем, через 500 лет, то попадет уже в другое общество, и не исключено, и в другой мир. Это вполне реально, и микробы тут показывают нам пример. Так, штаммы микробов в обычных условиях живут примерно 30 минут (или, от силы час), а с помощью анабиоза легко могут "перепрыгнут" через тысячелетия. Это впечатляет, и выглядит довольно заманчиво. Дело остается за малым: за технологией, и за подбором методов достижения такого состояния, и обратного, благополучного восстановления нормальной жизнедеятельности организма.
Необратимость "времени".
А с мыслями построения машины времени, которая могла бы перевести нас в прошлое,
придется расстаться. В будущее можно и без этой машины, а вот назад в прошлое...никак.
Этому есть веские причины: во-первых, время это не какая-нибудь реально существующая среда, в которой можно было бы "поплавать" туда-сюда, и обратно. Его нет. Оно является просто динамической характеристикой реальных процессов. Без реальных процессов, без их динамики, нет и времени. Сказать, что время существует отдельно от процессов, это тоже самое, что и сказать, что существует улыбка или насморк сам по себе ( без конкретного объекта, без носителя, без человека). Поэтому путешествовать в том, чего нет, наверное круто, но это возможно только в фантастических романах. во-вторых, обратимости "времени" препятствуют необратимости процессов в природе.
Даже если в какой - то Системе удастся остановить и повернуть внутренние процессы
назад, то эти процессы не будут точь-в-точь повторяться в обратном направлении.
Слишком много факторов влияющих на эти процессы. Да вряд ли это возможно.
В природе существуют некие фундаментального характера факторы, запрещающие
течь большинству процессов в обратном направлении (вспомните стрелы времени).
В теории взаимодействия элементарных частиц существует такая СРТ-теорема.
Операция «С» - это замена частицу на античастицу, «Р» - замена местами левое
и правое, «Т» - изменение направления движения на обратное. Теорема гласит,
что известные законы поведения материи, не меняются, только после двух операций
– С и Р. А вот попытки осуществить Т-операцию наталкивается на непреодолимое
различие между движениями вперед и назад во времени. Если Т-операция была
бы осуществлена, это было бы... Ваша наполненная рюмка, которая упала на пол
в самый неподходящий момент и разбилась вдребезги, осуществила бы самосборку
из сотен осколков, и, наполненном виде оказалась на вашей вытянутой руке.
Вам осталось бы произнести тост за здравие Т-операции. Но... такого не бывает,
запрещено. Не только, что пить вредно (предупреждение Минздрава), но самой
Природой наложена табу для Т-операций.
Передвигаясь с большой скоростью, тоже не удастся обмануть природу. А то довольно
распространены высказывания типа, что-де, разогнавшись со скоростью света
можно замедлить время, а если набрать сверхсветовую скорость, то вообще можно
обратить его вспять. Ничего подобного. Тут неявно предполагается, что скорость
света как будто это время. Тогда как, время - это просто мера динамичности процессов,
это динамическая характеристика. А скорости процессов в системах может быть
любой. Скорость света является только одной из них, и отвечает только за процессы
идущие в электромагнитных системах, и то, если только это происходит в пустоте.
В других же системах (биосистемы, физико-химические системы) скорости процессов
совсем иные, и тут скорость света совсем ни причем.
Поэтому если даже и удастся набрать сверхсветовую скорость, то всеравно никакого
обращения "времени" не будет. Просто динамика такой системы окажется
выше скорости света, и никакого нарушения причинно - следственных связей не
произойдет.
В связи с этим ( и не только), можно сказать, что некоторые выводы ТО о замедление
времени космонавта - близнеца, из парадокса близнецов, может оказаться не
совсем верным. Во-первых, скорость света - это область электромагнитных явлений.
Другая система, и скорость света - не его "время". Он - биосистема,
изолирована, и внутренние процессы идут иной скоростью, характерные для биосистем.
Во-вторых, скорость движения самого корабля во внешнем пространстве, навряд
ли изменит скорость процессов внутри корабля и тем более в организме космонавта
- близнеца.
Поэтому если хотите выглядит моложе своего брата, необязательно набирать такую
скорость, это все равно ничего не даст, нужно лишь замедлить скорость своих
биохимических процессов, свое «внутреннее время».
Ускорение и замедление "времени".
В теории относительности течение времени не является постоянной, оно может меняться. В зависимости от скорости передвижения наблюдателя, а также в зависимости от напряженности гравитационных полей, должны наблюдаться эффекты замедления и ускорения времени. Для обнаружения такого эффекта были проведены множество экспериментов. В одних случаях часы поднимали высоко над Землей, в других - часы отправляли
в путешествие как можно большой скоростью вокруг Земли. Эффекты изменения
времени действительно были обнаружены. И трактовали это в пользу ускорения
или замедления времени от скорости передвижения,. а так же, как зависимость
хода времени от гравитационного поля.
Но этот же результат можно трактовать
и по-другому. Что, никакого времени нет, просто сами часы (некий эталонный
процесс), под действием физических факторов (гравитационное и электромагнитное
поле, температура и др.) изменили свой ход.. И никакого самотекущего "нечто". Скорость передвижения тоже ни причем.
Тут все зависит от того, что за процессы берутся в качестве часов (варка риса, кипячение чайника, течение воды, песка, колебания маятника, вращение Земли, электромагнитные волны и т.д.). Если, например, "течение времени" будем измерять длительностью варкой риса, как у мадагаскарцев, то на него в первую очередь будет влиять атмосферное давление: на высокой горе рис будет варится дольше, чем на низине. Отсюда, на горе "рисовые часы" будут идти медленнее. Если "время" будем измерять кипячением чайника, то наоборот: вода быстрее вскипит на высокой горе, чем на уровне моря. Значит, на высокой горе такие "часы-чайники" будут идти быстрее, чем у подножья.
Если же "время" будем измерять маятниковыми часами, то на них в первую очередь
будет влиять гравитация и температура. Где гравитационное поле больше, там
такие часы будут идти быстрее, а где меньше - наоборот, будут идти медленнее
(скажем, на Земле и на Луне). Можем ли мы отсюда сделать вывод, что гравитационное
поле "замедляет, или ускоряет время"? Что, на Земле время идет быстрее, чем на
Луне? Нет, не можем. Просто она повлияла на сам эталонный процесс - на колебание
маятника, и маятник изменил свой ход, и ничего более. Таким же образом, на
любые часы, хоть атомные, хоть световые, хоть какие, всегда найдутся какие-либо
физические факторы изменяющие их ход (температура, давление, гравитационные
и эл. магнитные поля и др.), которые будут то "ускорять", то "замедлять
время". Если мы не поймем, что здесь не время замедляется или ускоряется,
а просто наш эталон сам "шалит", то так и будем заблуждаться, считая,
что есть "нечто" которое замедляется и ускоряется. Тогда как этого
"нечто" вообще нет, а эффект "нечто" создается просто
из-за относительности скоростей процессов.
Кванты "времени". Какого-то определенного кванта "времени" не существует. Так как, под временем мы понимаем, динамическую характеристику реальных процессов, то все зависит от того, с чем мы измеряем эту динамику. Если в качестве эталона применяем динамику вращения Земли, то это, и ее производные, и есть кванты "времени" (сутки, часы, минуты, секунды, и т.д.). Если измеряем динамику окружающего нас мира с атомными часами, то эти процессы и служат квантом "времени". Если эталоном служит колебание маятника, то период колебания маятника, и есть квант "времени". Одним словом, тот эталонный процесс, с помощью которого измеряем динамику окружающего мира, и есть квант (единица) "времени". Искать некоего самого - самого малого кванта "времени" в природе смысла нет, да и не нужно. В этом нет особой необходимости. Просто для измерения процессов на сверхмалых масштабах, нужно применять соответствующие эталоны.
Такой подход к понятию времени лишь как к динамической характеристике процессов, позволяет намного сократить количество различных времен, которое бытует на сегодняшний день (физическое, геологическое, биологическое, историческое, и т.д.). И позволяет ограничиться только двумя "временами". Это зависит от применяемого нами эталонного процесса.
Физическое время - это когда динамика окружающего мира (или, динамика отдельных процессов), выражаются через общепринятый эталон (вращение Земли, Луны, колебание маятника, атомные процессы, и т.д.). Естественно, такое "время" более объективно, так как не зависит, в данной момент, от внутреннего состояния наблюдателя, и позволяют получить более надежные оценки. Здесь происходит простое сопоставление динамики одного процесса с другими, независимое от состояния наблюдателя.
Собственное время - это динамика внутренних процессов какой-либо системы. Они являются и "внутренним временем" системы, и одновременно выполняют роль часов по отношению к внешнему миру. И через "их ход" воспринимается и оценивается динамика внешнего мира. Естественно, такое восприятие для системы всегда субъективно, и зависит от внутреннего состояния системы.
Если это живой организм (биосистема), то в основе ощущений динамики внешнего мира лежит этот механизм, и это сильно зависит от состояния организма.
Поэтому такие часы, "плохие часы", и не могут дать объективную картину окружающего мира. Наверное, поэтому, человек, хорошо понимая это, стал выбирать для эталона другие, более равномерные внешние процессы (вращение Земли, колебание маятника, искусственные часы-приборы, и т.д.). Что приводит к появлению понятия физического времени.
Кроме того, у живых организмов с развитой центральной системой, появляется психологическое восприятие внешней динамики, основанное на органах чувств. Оно, является, своего рода, надстройкой над "биочасами" организма, и в основном, выполняет аналитическую и фиксирующую роль (как счетчик внешних изменений, и, как "видеозапись" событий (память), соответственно).
Резюме. Таким образом, пространство и время оказываются накрепко связанными с реальными процессами. Где взаиморасположение вещества порождает понятие пространства, а подвижность, динамика материи при взаимодействиях порождает понятие времени. При таком подходе они становятся вторичными, и означают лишь взаимоотношение материальных тел. Такой подход несколько отличается от распространенного и привычного представления о пространстве и времени. Ниже укажем на некоторые отличия.
В теории относительности (ТО) пространство воспринимается как "нечто" и под действием масс вещества может искривляться. Чем больше масса, тем больше искривление. И само пространство воспринимается как нечто глобальное, единое.
Отличие моего подхода состоит в предположении:
а). Понятие пространства абстрактное, и под ним понимается совокупность расстояние+поле
реальных объектов. Отсюда, чем больше масса тела, тем интенсивнее вокруг него
поле. Пространство глобально на уровне Вселенной. А дальше структурные части
Вселенной (обособленные системы) каждая создает свое внутреннее пространство.
Таким образом, Вселенная, от самого масштаба Вселенной, до микромира, имеет иерархическое строение, нечто вроде матрешки;
б). ведущей роли процессов (взаимодействий) в образовании и преобразовании
пространственных характеристик.
Теория относительности ставит течение времени в зависимость от взаимных скоростей
движения ИСО в целом, и при этом время привязывается к скорости света, как
к наибольшей скорости, которая возможна в природе. Такой подход может быть
оправдан в электромагнитных Системах: в микромире, в "чисто" электромагнитных
явлениях и др., где процессы идут такими скоростями.
Тут мой подход отличается от ТО несколькими обстоятельствами:
а). времени как таковой не существует, есть динамика внутренних процессов
Систем, которые нами ощущается как изменчивость и создают эффект времени.
Так как Систем в природе великое множество, и в каждой из них процессы идут различной скоростью, то они создают многоголосицу процессов в природе. Тогда выбирается некий процесс в качестве эталона, который играет роль часов, и его динамика сопоставляется с динамикой других процессов. И вся динамичность и длительность других процессов выражается (измеряется) через него. Таким образом, "измерение времени" сводится к простому сопоставлению динамики эталонного процесса, с другими.
Мы ныне применяем два эталона. Общий эталон применяется для измерений, а индивидуальный эталон лежит в основе наших ощущений.
общий эталон - это некий общепринятый процесс (вращение Земли, Луны, колебание маятника, атома и т.д ), который играет роль часов, и через которого выражается вся динамика окружающего мира, где он служит единицей динамичности;
индивидуальный эталон - это скорости внутренних процессов конкретного человека (биосистемы). Они являются одновременно и "внутренним временем" системы, и в то же время служат индивидуальными часами по отношении к внешнему миру. Постоянное сопоставление динамики внутренних процессов с динамикой внешнего мира, вызывает у людей ощущение "времени" (быстрее, медленнее, и т.д.).
Как видим, в обоих случаях механизм один и тот же: это - сопоставление скоростей
(относительность скоростей).
б). в моем подходе, время - как параметр динамичности, ничем не
отличается от других параметров систем: от длины (см, м), от массы (кг), или
от температуры (градус, Кельвин). И как всякий параметр, тоже имеет общепринятые
единицы измерения - сек., мин., часы, которые основаны на вращение Земли (Луны, колебание атома, маятника и др.).
в). в физико-химических и биологических Системах скорости процессов иные,
и их навряд ли возможно отождествлять со скоростью света в пустоте.
Кратко остановимся на характеристиках, которыми обычно наделяют время,
и попробуем найти обоснования с точки зрения время – это динамика (скорость) процессов в Системе.
Будущее. Будущее пока нет, так как мы не можем обогнать скорости процессов
в Системе, вынуждены идти только «в ногу» с процессами. Поэтому пребываем
только в настоящем, здесь и сейчас.
Прошлое. В прошлое не можем, ибо процессы в Системе не «текут» в обратном направлении. Существуют некие фундаментального порядка закономерности нашего мира, запрещающие течь процессам в обратном направлении. Самый "главный" из них - это стремление к равновесии. Процессы самопроизвольно идут только в сторону установления равновесия, а в сторону нарушения равновесия - никогда. Поэтому "стрела времени" в Системах всегда направлена только в сторону равновесия.
Одновременность событий. Наличие гигантского разнообразия обособленных Систем предполагает наличие стольких же разнообразных процессов, которые идут в них независимо друг от друга, и создают многоголосицу процессов в природе.
На вопрос можно ли синхронизировать «часы» всей Вселенной, видимо, придется ответить отрицательно. Это можем сделать лишь абстрактно, умозрительно привязываясь к нашему принятому эталону.
Причинно-следственные связи нарушать не можем, по причине невозможности
поменять местами прошлое и будущее, ибо прошлого уже нет, будущего
еще нет.
Этот принцип имеет более фундаментальный характер, и не нарушается и в скоростях выше скорости света (если таковые обнаружатся). Физической же основой этого принципа является необратимость процессов в природе.
Попробуем сделать еще некоторые дополнительные выводы. Мне кажется, теория
относительности в нынешнем виде является неполной. Пока нами учитывается только
относительность движений и вытекающие отсюда последствия. Почему-то, не рассматривается
относительность масштабов, расстояний. Масштабы ведь, тоже весьма, относительны.
Напрашивается вывод о включение в ТО нечто вроде принципа соразмерности масштабов.
Это - когда, какие либо структуры или системы рассматривается с точки зрения
соответствующих масштабов. Например, когда атом изучается "изнутри"
или вблизи, наблюдателем атомного, или же меньшего масштаба. Что бы он увидел
сидя на электроне или путешествуя между атомами. Какими бы казались ему электрические
силы? Мог бы он их измерить и получить нечто вроде закона Кулона или Ампера,
или же они имели бы совершенно иной вид?
Все это не праздные вопросы. Например, в повседневности мы сталкиваемся веществами
в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. С наших масштабов
они кажутся такими. Если наблюдатель примет соответствующий масштаб, скажем,
размером меньше, чем молекула (10-9м), то находясь между ними внутри
такой "жидкости" или "твердого" тела (как в случае с клавиатурой),
то навряд ли сможет определить агрегатное состояние. Он увидит отдельные сгустки
вещества и огромные расстояния между ними. Конечно, эти расстояния будут весьма
относительны. Это зависит от соотношения размеров самого наблюдателя и расстояний.
Если наблюдатель мал, то расстояния будет казаться огромными, если наблюдатель
велик, то наоборот и расстояния и сами молекулы будет казаться намного меньше.
Мир, которого он увидит, думаю, ничем не будет отличаться от нашего обычного
мира, где наблюдаем то же самое, сгустки вещества и огромные расстояния между
ними (планеты, звезды, галактики).
Это я к тому, что твердое и жидкое состояние вещества весьма относительны,
и в зависимости от размеров наблюдателя, в каком-то масштабе, они таковыми не являются.
Исходя из таких соображений, можно сделать некий обобщенный вывод:
если относительная динамичность процессов дают нам ощущение "времени",
то относительность масштабов дают нам ощущение пространства.
Несмотря на абстрактность этих понятий, при более глубоком рассмотрении они
имеют вполне конкретные корни. Притом общие. В конечном счете, и пространство
и время в своей основе упираются в одно и то же - на материю, взаимодействие,
и движение. Невольно приходит на ум, что говорили древние мудрецы: в мире
нет ничего кроме движущейся материи. Похоже, что, так и есть. Очень похоже...
Надеюсь, такой взгляд на пространство и время как на разные грани движущейся
материи, внесет немного ясности в осмыслении этих понятий.
Copyright © Anaksagor Kanz, 28 августа 2001 г. г.Уфа
ЛИТЕРАТУРА
Н.И. Моисеева, Время в нас и
время вне нас, Лениздат,1991
Т.Г. Николов, Долгий путь жизни, М. «Мир», 1986
И. Николсон, Тяготение, черные дыры и Вселенная,
«Мир»,1983
И.Пригожин, И.Стингерс, Порядок из Хаоса М.«Эдиториал УРСС», 2001
П. Девис, Суперсила,
М. "Мир", 1989
Г.Я.Мякишев, А.З. Синяков, Молекулярная
физика М.«Дрофа», 2001
М. Клайн, Математика-поиск
истины, М. «Мир», 1988