В начале ХХ века произошло осознание удивительных свойств времени. И мне кажется, что это понято уже навечно, по крайней мере, в рамках нашей непрерывной культурной традиции. Было понято, что пространство и время неразрывны, что это не два разных параметра (пространственная координата и временная координата), а есть единый четырехмерный мир, в котором топология и метрика так устроены, что некий сектор пространства выделяется. Этот сектор пространства мы и называем временем. Он обладает рядом свойств, одно из которых – необратимость движения в одном направлении. А остальные координаты этого четырехмерия позволяют в своём (пространственном) секторе плавно изменить направление движения на противоположное. Но время этого не позволяет. В то же время некоторые углы поворота времени оказались возможными. Но не так, чтобы повернуть назад. И эти углы мы называем скоростями. Вот это было радикальнейшее изменение, которое вошло в мир с появлением теории относительности. Появилось представление, что скорость – это поворот времени, поворот оси времени в четырех измерениях. Это повлекло за собой изменение наблюдаемых масштабов. Если одно тело движется с одной скоростью, другое с другой скоростью, они видят друг друга как бы под углом, но в четырехмерном мире. И время одного тела проектируется на время другого тела, причём проекции искажают масштабы. Это мы знаем и по обычным пространственным эффектам. Если стержень, например, линейку повернуть под углом, она будет казаться короче. Её можно даже посмотреть в торец, и тогда её длина просто в ноль обратится. Вот нечто в этом роде происходит и со временем – чем больше скорость объекта относительно нас, тем замедленнее кажется нам время, идущее на том теле, которое мы наблюдаем. Соответственно, наблюдателям, находящимся в той системе отсчёта, будет замедленным казаться наше время. И всё это – результат поворотов осей времени в четырехмерном пространстве. Это был великий прорыв в понимании структуры мира. Там такие имена, как Эйнштейн, Пуанкаре, Минковский, Гильберт. Они это сделали. Выделить кого-то одного невозможно, это был существенно коллективный разум. И мир изменился, представление о времени совершенно изменилось.
А.Л. Теория относительности на самом деле ничего не говорит о том, что такое время, какова природа времени. Теория относительности возникла, когда появилась новая процедура выяснения – одновременны ли удалённые друг от друга события. В эту процедуру Эйнштейн ввёл новый тип часов – световые часы, или часы Ланжвена. Такое небольшое нововведение, которое понадобилось для того, чтобы правильно ввести определение одновременности, оказалось достаточным для научной революции, которую связывают с теорией относительности. Но сама теория относительности не даёт ответа на вопрос о природе времени, а всего лишь даёт новый способ определения одновременности.
А.К. Вообще, мне кажется, что путь Галилей-Ньютон-Эйнштейн (условно) – это путь, как сказал Ньютон, не изобретаемой сущности. Ньютон тоже не объяснял, что такое время. И Галилей не объяснял, что такое время. Это попытка реляционного – через соотношение величин – объяснения мира. То есть мы связываем измерение с какими-то математическими переменными и ищем уравнение, которое их связывает между собой. Это, конечно, не объяснение.
А.Г. Есть другие подходы, которые настаивали бы на том…
А.К. Есть попытки.
А.Л. Когда мы говорим о времени, то подразумеваем, по крайней мере, три различных оттенка смысла: время-явление как синоним изменчивости Мира; время-часы как способ измерения изменчивости и время-понятие как конструкт человеческого мышления. Уметь измерять время – это ещё не значит понимать его природу. Понять природу времени, на мой взгляд, – значит понять происхождение изменчивости Мира; понять, почему Мир не остаётся во всём постоянным; понять происхождение нового в Мире. Вопрос настолько глобален, что простых ответов на него нет. Я понимаю исследователей, которые уходят от попыток ответа на вопрос о природе времени. Но ещё лучше я понимаю тех, кому этот вопрос не даёт покоя. Эйнштейн говорил, что время – это то, что показывают наши часы. Может быть, такой ответ правилен в ситуации, когда нельзя сказать большего. Может быть, понять природу времени – значит указать природное явление, процесс или «носитель» в материальном мире, свойства которого можно отождествить или корреспондировать с тем, что мы хотим понимать под временем. Мне известно несколько таких конструктивных подходов. Одним из первых в середине 20-го века был подход Николая Александровича Козырева, пулковского астронома, открывателя лунного вулканизма. Собственно, Николай Александрович Козырев ввёл представление о потоке времени как физической сущности. Для Козырева было важно, что эта сущность не совпадает ни с материей, ни с пространством, ни с полями в обычном их понимании, тем не менее она обладает свойствами, которые могут быть обнаружены физическими приборами.
20 лет трудов самого Николая Александровича, его помощников, его сторонников ушло на попытки экспериментально обнаружить свойства такого потока. С одной стороны, до сих пор эти попытки продолжаются; с другой стороны – нет убедительных доказательств того, что эти попытки дают декларированный результат. Потому что эффекты, которые наблюдаются во взаимодействиях тел по Козыреву, достаточно малы. К сожалению, нет достаточно кропотливого скрупулёзного анализа того, что эти эффекты вызваны именно экзотическими свойствами новой сущности. Есть мнение, и оно мне кажется порой обоснованным, что эти эффекты могут быть объяснены самыми обычными физическими свойствами тел, связанными, например, с теплопроводностью, с конвекцией, с проводимостью – т.е. с известными явлениями физики. И тогда непонятно, какое место занимают предположения о времени как о потоке. Тем более что концепция Н.А. Козырева не подкреплена пока методологическим анализом, который позволил бы соотнести представления о новой сущности с её очень необычными свойствами.
Например, поток времени переносит энергию, но не переносит импульс. Необходимо соотнести новые свойства с тем, что нам уже известно, то есть реализовать так называемый принцип соответствия, принятый в физике. Гипотеза Козырева эвристически необыкновенна, на мой взгляд, не только тем, что позволяет говорить об активных свойствах времени. Она ещё ценна и тем, что даёт новый мировоззренческий взгляд на устройство нашего мира. Распространено мнение, что наш мир деградирует. Другими словами это мнение называется «второе начало термодинамики».
Мир остывает, энергия переходит в тепловую форму, если всё будет происходить так, как сейчас, если, скажем, мы не найдём какой-то материи, которая расположена между галактиками и по каким-то причинам не видна, то судьба мира предначертана. Галактики будут расходиться всё дальше и дальше; вещество распадаться. Распадутся даже ядерные частицы, испарятся «чёрные дыры», и через сотни миллиардов лет в мире не останется ничего, кроме отдельных электронов и протонов, разбросанных на огромные расстояния. Это то, что называют «тепловой смертью». Но так происходит только в случае, если наша Вселенная изолирована, если нет какой-то подпитки… В концепции Козырева прозвучало, что у нашей Вселенной есть активное начало. Вот это активное начало – обоснованно или не очень обоснованно – было связано с потоком времени и с тем, что время связано с источниками энергии в звёздных масштабах. Если Мир действительно открыт, то ему не грозит «тепловая смерть». Потому что второе начало работает, только когда система замкнута. И в самом деле, это не секрет ни для физиков, ни для астрономов, что следов деградации в нашей нынешней Вселенной почти нет. Мы видим и, чем глубже изучаем, тем видим всё больше: во Вселенной повсеместно происходят мощные и сильные процессы, которые никак нельзя назвать деградацией.
А.Г. То есть вместо процесса разрушения идёт некое созидание.
А.Л. Мировоззренческий аспект идей Николая Александровича Козырева, по-моему, очень значителен.
А.К. Мне хочется немножко возразить вам. Это не единственный подход к понятию второго начала термодинамики, к росту энтропии. Больцман в конце 19-го века ещё предложил модель, которая сейчас называется «динамическая система». В этой модели, в общем, всё стационарно, система не деградирует и, в общем-то, не развивается. Она стационарна. Это некий, можно сказать, автомат, который как-то крутится сам в себе. А энтропия интерпретируется как наши сведения о том, что было раньше, то есть когда это было начальное состояние, момент начала наблюдения. Мы какое-то время наблюдаем за системой и видим её новое состояние. В какой мере мы можем восстановить начальное состояние по тому, что мы видим сейчас? Если наблюдения ведутся абсолютно точно, то в детерминированной системе это всегда можно сделать, но придётся вести всё больше и больше обработку данных, то есть мера информации возрастает. Вот эту меру информации Больцман, по существу, и приравнял к энтропии. То есть энтропия – это та вычислительная работа, если так можно сказать, которую надо проделать для того, чтобы по тому, что мы видим сейчас, восстановить то, что было раньше. При этом система остаётся стационарной. Энтропия растёт, но она связана как бы с взаимодействием наблюдателя.