Вселенной внутренняя связь

«Техника — молодежи» № 12, 1968 г.

Рассказывает доктор физико-математических наук,
профессор Николай Козырев

Вселенной внутренняя связь

Есть в природе тайны, на пороге которых останавливается в недоумении не первое поколение ученых. Вот и я, много лет изучая космические тела, не перестаю удивляться: как сохранились, «выжили» эти сгустки материи в мире, где постоянно увеличивается энтропия, хаос. В самом деле, в соответствии с законами статистической механики система из огромного числа частиц должна переходить из неустойчивого состояния (здесь: сгусток материи) в более вероятное положение, то есть материя давно должна распределиться по вселенной равномерно — времени для этого в мире, существующем вечно, вполне «достаточно».

Правда, в такой системе возможны небольшие изменения — флуктуации, этого нельзя отрицать. Однако вероятность флуктуации, которая вернула бы систему к ее первоначальному состоянию, ничтожна и, по сути, равносильна полному запрету. И если существование звезд и планет (как результат малых флуктуаций) «законно», то совершенно непонятно, почему существует сама вселенная, состоящая из сгустков материи, силовых полей и сравнительно пустого пространства.

Чтобы исправить положение, можно предположить вмешательство в нашу вселенную другой, сторонней системы. Однако оживляющий толчок «со стороны» едва ли спасает положение: звезды, галактики так удалены друг от друга, что переход их в равновесное состояние должен наступить раньше, чем этому могут помешать внешние силы.

Что же препятствует превращению мира в скучную, однообразную пустыню? К сожалению, наука не дает ответа, и мы тяжело переживаем ее бессилие в основном вопросе космогонии. Отчасти поэтому и теоретическая механика кажется нам скучной и сухой. И дело здесь вовсе не в том, что знания, которые мы черпаем из «теормеха», относительны (особенность, присущая любой науке). Причина в другом — в глубоком несоответствии точных наук и реальной действительности. Святая святых нашего мира — его постоянное обновление, гармония жизни и смерти: точные же науки изучают лишь процессы увядания и смерти.

В биологии всегда можно определить, где причина и следствие. Причинность вообще фундаментальное свойство мира, благодаря которому, собственно, и возможно познание. Классическая-же механика описывает мир, лишенный причинности, в нем нет отличия будущего от прошедшего, причины от следствий (столкнулись два шара, бессмысленно допытываться, кто кого толкнул). Если биология отвечает на вопрос «почему?», то точные науки — на вопрос «как?». (Запрещается спрашивать: почему идет дождь, можно пояснить, как он идет.) Получается, что не биология, а точные науки — описательные, и это обедняет их содержание. Однако не нужно забывать — такое описание позволяет ученым предсказывать многие явления. И обаяние точных наук столь велико, что нередко компенсирует недостатки их фундамента.

Представим на минуту, что принципы точных наук истинны и безупречны. Это значит, что мы никогда не сможем получить ответы на наши бесчисленные «почему», адресованные природе. А если довести мысль до конца, получится, что мир непознаваем и законы природы просто рецепты для его описания.

Разумеется, ученый никогда не сможет с этим согласиться. Нужно уничтожить разрыв между точными науками и естествознанием, положив в основу первых причинность. Но сделать это можно, лишь выявив «вселенной внутреннюю связь» — то единое, что объединяет мир от нейтрино до человека.

ВРЕМЯ — фундаментальное и одновременно самое загадочное свойство природы. Представление о времени подавляет наше воображение. Недаром умозрительные попытки объяснить сущность времени оказались безрезультатными. Время сближает нас с «тайной жизнью» мира, которую едва ли может предвидеть смелый полет человеческой мысли.

Точные науки отрицают существование у времени каких-либо других свойств, кроме простейшего — «длительности», или промежутков, измеряемых часами. Создав теорию относительности, Эйнштейн углубил это понятие: промежутки времени и пространства у него компоненты четырехмерного интервала Мира Минковского. Но и здесь время играет весьма пассивную роль. Оно лишь дополняет пространственную арену, на которой разыгрываются пространственные события мира. В уравнениях теоретической механики будущее не отличается от прошедшего, а значит, не отличаются и причины от следствий. Эта наука изучает мир строго детерминированный, но лишенный причинности — главной приметы реальной действительности.

Возникает естественное желание устранить противоречие между теорией и практикой, ввести в теоретическую механику принцип причинности и направленности времени (такую механику можно назвать «причинной» или «несимметричной»).

Но, может быть, в статистической механике учитывается направленность времени? Действительно, здесь существует некий мостик между естествознанием и теоретической механикой. Приведем пример: какая-либо система частиц может оказаться в неустойчивом состоянии из-за воздействия внешней силы (причины). Если система изолирована, то согласно второму началу термодинамики ее энтропия будет возрастать. Это изменение энтропии «продиктует» направление времени. Постепенно система «успокоится» и придет к равновесию. Случайные флуктуации энтропии в ту или иную сторону будут встречаться одинаково часто, и время как таковое потеряет всякий смысл.

Итак, в статистической механике направленность времени лишь свойство состояния системы. Мы же говорим о механике, в которую время входит органично, как объективная реальность. Статистическое обобщение такой механики может привести к неожиданному выводу — второе начало термодинамики ошибочно.

Действительно, «текущее» время, воздействуя на материальную систему, может помешать ей перейти в равновесное состояние. Другими словами, события происходят не только во времени, как в некоторой среде, но и с помощью времени. Именно время устраняет возможность тепловой смерти вселенной.

Но как перенести в механику принцип причинности из естествознания, если сам принцип еще совершенно не сформулирован? Известно только, что причинность тесно связана со свойствами времени, в частности с различием будущего и прошедшего. Ну что-ж, начнем хотя бы с такого постулата:

1. время обладает свойством, создающим различие причин и следствий, прошедшего и будущего. Это свойство может быть названо направленностью, или ходом.

Причинность лишь указывает, что время направлено, но она отнюдь не свойство этой направленности, а только его результат. Причина всегда находится вне тела, в котором проявляется следствие, и следствие наступает после причины. Согласившись с этим, можно ввести еще две аксиомы:

2. причины и следствия всегда разделяются пространством. Между ними существует сколь угодно малое, но не равное нулю пространственное различие .

3. причины и следствия разделяются временем. Между их проявлениями существует сколь угодно малое, но не равное нулю временной различие определенного знака.

Аксиома (2) — основа классической механики Ньютона. Она содержится в третьем законе, согласно которому под действием внутренних сил не может произойти изменение количества движения. Иными словами, в теле не возникает внешняя сила без участия другого тела. Отсюда в силу непроницаемости материи . А из-за полной обратимости времени (аксиома (3) в механике Ньютона отсутствует).

В квантовой механике наоборот. Принцип непроницаемости утрачивает свое значение, поэтому можно считать, что . Однако здесь есть необратимость во времени, которой нет в механике Ньютона. Воздействие на систему макроскопического тела (прибора) вводит различие между будущим и прошедшим. Можно предсказать поведение системы после такого воздействия, но совершенно нельзя предвычислить ее поведение до «вмешательства» прибора. Поэтому , хотя и может быть сколь угодно малым.

Если ввести обозначение , в классической механике при и , . В квантовой механике и , потому . Итак, оба раздела механики входят в нашу аксиоматику как две крайние схемы. А это значит, что нам удалось нащупать связь между двумя столь непохожими областями науки.

С одной стороны, мир атома, в котором нет течения времени, а причинно-следственные связи не имеют никакой прочности (фактически их нет). Это мир неопределенности, индетерминизма, где существуют только статистические закономерности. С другой стороны, мир макротел, причинные связи здесь бесконечно прочны, взаимодействие мгновенно, и время кажется неотвратимым роком. К счастью, обе эти крайности всего лишь схемы, нужные нам для познания мира: реальные микро- и макромиры отличаются от тех, что описываются в уравнениях механики.

Остановимся на смысле символов и . В длинной цепи причинноследственных превращений мы рассматриваем только то элементарное звено, где причина порождает следствие. Согласно обычным физическим воззрениям, такое звено — пространственно-временная точка, не подлежащая дальнейшему анализу. и — как бы размеры «пустой» точки, где нет материальных тел, а есть только пространство и время. Так как они бесконечно малые одного порядка, то — конечная величина, представляющая собой скорость перехода причины в следствие.

Величина связана только со свойствами времени и пространства, а не со свойствами тел. Поэтому должна быть универсальной постоянной, характеризующей течение времени в нашем мире. И еще одно обстоятельство. Превращение причины в следствие требует преодоления «пустой точки&quot. «Прыжок через бездну» происходит только за счет хода времени. Отсюда прямо вытекает участие времени в процессах материальных систем.

Если у знака есть определенный смысл (будущее минус прошедшее), то знак совершенно произволен, поскольку пространство однородно и в нем нельзя выделить какого-либо преимущественного направления. Но раз так, сразу же напрашивается вопрос: какой знак у ? Ведь логически рассуждая, мы можем умозрительно представить мир с противоположным ходом времени. Возникает трудность, которая на первый взгляд кажется непреодолимой и разрушающей все построение. Однако именно благодаря этой трудности мы приходим к единственно возможному выводу: — не скаляр (согласно обычной механике), а псевдоскаляр (скаляр, меняющий знак при зеркальном отображении координатной системы). Поясним это простым рассуждением. Ход времени должен быть определен по отношению к некоему «эталону&quot. Таким «эталоном», не зависящим от свойств тел, может быть только пространство. В пространстве, как мы уже видели, нет различий в направлениях, но есть абсолютное различие между правым и левым (хотя сами эти понятия условны). Поэтому ход времени, связанный с различием в свойствах «эталона», может определяться величиной, имеющей смысл линейной скорости поворота (которая меняет направление при отображении в зеркале). Разумеется, эта формальная аналогия совершенно не определяет сущности «четвертого измерения&quot. Зато она открывает замечательную перспективу — экспериментально исследовать время. Действительно, можно ожидать, что у вращающегося тела, — например, гироскопа — ход времени изменится и станет равным (где U — линейная скорость волчка). Это изменение проявится в виде дополнительных сил, действующих вдоль оси вращения и неизвестных в теоретической механике. Большие «волчки» — планеты — под действием этих сил принимают форму кардиоиды. Об этом рассказано в статье «Река времени» («Техника — молодежи» № 8 за 1959 год). Однако вернемся к тем недалеким годам, когда «причинная» механика только зарождалась.

Помню хмурый ленинградский день, осень, которая показалась мне по весеннему зеленой. Теперь я знал, что в этом обреченном, как думалось нам раньше, мире идут непредусмотренные механикой процессы и они препятствуют его смерти. Живут не только растения и животные, в широком смысле можно говорить о жизни космических объектов и других физических тел. Но если мир однороден (а в этом наука не сомневается), то в каждой случайной капле можно обнаружить все его свойства. Значит… жизненные процессы должны наблюдаться даже в самых простых механических опытах! Но почему же люди этого до сих пор не замечали?

С большим волнением я приступил к опытам со взвешиванием гироскопа. При вращении против часовой стрелки он становился несколько легче, при вращении в обратную сторону утяжелялся (отклонение от веса гироскопа в покое 90 г. Всего 4 мг., но все же!). Простой эксперимент подтверждал, что, когда направление вращения волчка и ход времени совпадают, возникают дополнительные силы. Измерив их, можно не только вычислить величину (около 700 км/с), но и определить ее знак. Оказалось, что ход времени нашего мира положителен в левой системе координат. Отсюда возникает возможность объективного определения левого и правого: левой системой координат называется та система, в которой ход времени положителен, а правой — в которой он отрицателен. Значит, именно ход времени — тот самый материальный мост, о необходимости которого (для согласования понятий левого и правого) говорил еще Гаусс!

Опыты с гироскопом дали еще один принципиально новый результат. Оказалось, что дополнительные силы действия и противодействия могут располагаться в разных точках системы — на стойке весов и на гироскопе. Получается пара сил, поворачивающих коромысло весов. Следовательно, время обладает не только энергией, но и моментом вращения, который оно может передать системе.

Однако не нужно забывать: мы ставили эксперимент над самым загадочным свойством природы — временем, а гироскопы, весы, подвески — всего лишь орудия (причем весьма грубые), с помощью которых мы исследовали удивительный мир. Мы ожидали встретить неведомое, и оно проявилось совершенно необычно.

Что может быть хуже для экспериментатора, чем признание горького факта — опыт невоспроизводим. Но у нас иногда все получалось легко, иногда — никакого ожидаемого эффекта. Усилили причинное воздействие — эффект наблюдается вновь. Так, может быть, у времени, кроме постоянного хода, существует и еще одно переменное свойство — его интенсивность, плотность? Быть может, у нашей субъективной оценки «пустого», тянущегося времени есть физические предпосылки в самой природе?

Одни вопросы потянули за собой другие. Почему наши опыты летом удаются хуже, чем зимой, а на севере, возле Мурманска, они всегда удачней, чем в Крыму? Вероятно, плотность времени меняется в широких пределах из-за процессов, происходящих в природе, и наши опыты — своеобразный прибор, регистрирующий эти перемены. Если это так, то нельзя ли воздействовать одной материальной системой на другую, через время? Правда, подобную связь можно было предвидеть, поскольку причинно-следственные изменения происходят не только во времени, но и с помощью времени. Другими словами, в каждом процессе природы тратится или образуется время…

Возьмем простой механический процесс и попытаемся измерить плотность времени. Например, будем поднимать двигателем груз — получается система с двумя полюсами: источником энергии и ее стоком, то есть причинноследственный диполь.

Один из полюсов прибора приблизим к длинному маятнику, у которого вибрирует точка подвеса. Вибрацию надо настроить так, чтобы эффект отклонения к югу был неполный (еще Гук поставил эксперимент, доказывающий, что тело при падении отклоняется не только к востоку, но и к югу). Оказалось, если к телу маятника или к точке подвеса приблизить тот полюс диполя, где происходит поглощение энергии (в нашем примере — груз), то «южное» отклонение возрастает. С приближением же другого полюса (двигателя) эффект, наоборот, неизменно слабел.

Влияние причинного полюса не зависело от направления относительно маятника, и сила воздействия убывала обратно пропорционально первой степени расстояния (а не его квадрату, как было бы в случае силового поля). Интересно, что даже толстая стена лаборатории не экранировала маятник от таких воздействий (есть данные, что роль такого экрана могут выполнить органические вещества с одними правыми молекулами, например, сахар).

Итак, вблизи системы с причинноследственным отношением плотность времени действительно меняется. Около двигателя происходит разрежение времени, а около груза — его уплотнение. Образно говоря, время втягивается причиной и, наоборот, уплотняется в том месте, где расположено следствие. Поэтому маятник как бы получает помощь от «приемника» и испытывает помехи со стороны двигателя.

Вероятно, именно поэтому опыты сравнительно легко удаются зимой и в северных широтах и плохо (или даже вообще не удаются) — летом и на юге. На юге находится атмосферный двигатель, приводящий в движение весь механизм погоды, и летом он работает очень интенсивно. В наших же краях и севернее проявляются следствия этой деятельности.

Свойства времени чрезвычайно трудно объяснить, прибегая к излюбленному популяризаторами методу аналогии: его воздействие принципиально отличается от воздействий силовых полей. Причинный полюс сразу создает две равные и противоположные силы, приложенные к телу маятника и к точке подвеса. Происходит передача энергии без импульса, а следовательно, и без отдачи на полюс. Такая передача энергии обладает важнейшим свойством: она не может распространяться с конечной скоростью (ибо с распространением связан перенос импульса) и должна происходить мгновенно.

Время во вселенной не распространяется, а всюду возникает сразу. На ось времени весь наш мир проектируется одной точкой. Поэтому измененные свойства какой-либо секунды проявятся сразу, убывая обратно пропорционально первой степени расстояния. Такая мгновенная передача информации через время не противоречит специальной теории относительности, и в частности относительности понятия одновременности, — воздействие через время осуществляется в той системе координат, с которой связан источник этих воздействий. Время не может стать «двигателем» космической ракеты (у него нет «отдачи»), но, овладев его свойствами, люди смогут сделать реальной мечту фантастов о передаче информации с неограниченной скоростью. Океан времени, на преодоление которого свету требуются тысячелетия, можно миновать.

Два года назад я делал доклад на коллоквиуме Международного астрономического союза в Брюсселе. Тема — физические особенности двойных звезд. Два объекта в этих звездах удивительно похожи друг на друга (по яркости, спектральному типу, радиусу и т.д.). Возникает впечатление: главная звезда воздействует на «спутник» и постепенно изменяет его облик. Однако расстояние между «близнецами» столь велико, что возможность такого воздействия обычным образом, то есть через силовые поля, исключается. Думаю, отгадка таится во времени.

Система Земля-Луна, по сути, двойная планета. Существует немало данных, что наш спутник физически кое в чем уподобляется Земле. Сама по себе Луна едва ли сохранила внутреннюю энергию, проявившуюся, например, в извержении газов в кратере Альфонс. Не происходит ли здесь воздействия Земли на Луну через время?

Это лишь два примера, но я уверен, что в природе их множество. Нужно научиться выявлять работу времени, экспериментально изучать его свойства.

Растения и животные, вероятно, уже используют асимметричность нашего мира, течение времени в одну сторону для получения дополнительной энергии (см. «Техника — молодежи» № 8 за 1959 год). Теперь этому должен научиться и человек. Все наши машины работают по принципу выравнивания энергетических уровней системы. Если «причинная» механика позволит обнаружить жизнь вне организмов, научит нас управлять ею, тогда машины будут обновлять, а не исчерпывать активные возможности мира, его ресурсы. Только так может установиться подлинная гармония человека с природой, человечества со вселенной.

Словарь терминов

СКАЛЯР от латинского scalaris — ступенчатый) — величина, каждое значение которой может быть выражено одним (действительным) числом. Примером скаляра могут служить длина, площадь, время, масса, плотность, температура, работа и др. Термин «скаляр» употребляется (иногда просто как синоним числа) в векторном исчислении, где скаляр противополагается вектору — величине, задание которой определяется не только числом, но и направлением (например перемещение, скорость, ускорение, сила, момент силы, угловая скорость и т.д.).

ПСЕВДОСКАЛЯР — величина, не изменяющаяся при переносе и повороте координатных осей, но изменяющая свой знак при инверсии осей (то есть при замене направления каждой оси на противоположное).

ДЕТЕРМИНИЗМ (от латин. Determinare — определять) — учение о природе и обществе, устанавливающее необходимую связь всех событий, утверждающее, что каждое последующее событие определено событиями предыдущими. Детерминизму противостоит индетерминизм, утверждающий, что в мире существуют беспричинная случайность, беспричинная свобода воли и целесообразность.

Записал А. Харьковский

Подсказки РИ:

Понравилось? Расскажи друзьям:

  5 comments for “Вселенной внутренняя связь

  1. Виктория
    28 декабря 2010 at 16:45

    Потрясающе! Вот и ответ нам о \»звезде\» и \»спутнике\». Получается, что долго общаясь со своим спутником, можно его оживить! Например, Земля, обернутая временем, может в буквальном смысле оживить Луну?! При этом она затратит свое собственное, вновь полученное время. Причем, «желания» Земли (оживлять или нет), даже и спрашивать никто не будет. Просто идет естественный процесс рассеивания времени в пространство. Хорошо, если пространство при этом идеально. А если нет? Вот почему так много говорилось Автором об идеальном семени и об идеальном лоно. Интересно. Вот так и происходят процессы «оживления» нами, обучающимися, всех окружающих, если мы сами не берем время, получаемое из ритмов. Тогда возникает естественный вопрос: «А как этого избежать?» Ведь мы продолжаем жить обычной жизнью, работать, ходить в магазины, общаться с обычными людьми. И при малейшей «оплошности» (а вот что понимать под такой «оплошностью» — это отдельная тема) – теряем драгоценное время, «заработанное» нами многочасовыми занятиями ритмологией. И оживляем всех, рядом находящихся. Но состояние «свободного художника», исходя из научного предположения Николая Козырева о влиянии времени на микро- и макроорганизмы, – это объективная реальность нашего физического мира. Так? Значит, все дело в \»правильном\» оживлении нужного и нужных. Помните, как говорила об этом эффекте Автор: \»Я оживляю собой все и всех, а приходите Вы…\». Да, приходим мы — какие есть. Но мы хоть стараемся измениться. А весь остальной мир — далеко не всегда… Интересная тема для размышлений. О том, как жить в этом мире, не рассеивая всуе дар полученный, а обогащая и наполняя мир ритмологичностью.

    Да Thumb up Thumb down 0

  2. РИ
    28 декабря 2010 at 19:20

    Идея Козырева о времени интересна тем,что он рассматривает его возможности и предполагает, что перемещаться в нем можно мгновенно. Но мы теперь знаем, ставшие временем, т.е. живым ритмом могут творить любые миры в вечности и бесконечности. А ЫЙИ? Это уже не ритм, это то новое, что за временем. Осознать это пока трудно, где это и как, но это уже есть

    Да Thumb up Thumb down 0

  3. 28 декабря 2010 at 21:44

    Ри, не забегайте вперед :) Мы еще только на пути к овладению временем. :) Тот, кто реально овладел временем, великолепно контролирует окружающий его мир. А мы этому еще только учимся (кто на каких стадиях обучения). :)

    Да Thumb up Thumb down 0

  4. РИ
    4 января 2011 at 18:50

    :D ДА, это так :( 8) 8)и 8)-всегда готовы с радостью, ОЗАРИГН!

    Да Thumb up Thumb down 0

  5. Ирина
    2 марта 2015 at 23:13

    http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/wpml_good.gif

    Да Thumb up Thumb down 0

Добавить комментарий для Виктория Отменить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/wpml_smile.gif
 
:-)
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/wpml_wink.gif
 
;-)
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/thank_you.gif
 
:thank_you:
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/wpml_yes.gif
 
:yes:
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/wpml_good.gif
 
:good:
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/fool.gif
 
:fool:
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/wpml_rose.gif
 
:rose:
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/wpml_bye.gif
 
:bye:
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/wpml_scratch.gif
 
:scratch:
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/yahoo.png
 
:yahoo:
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/wpml_heart.gif
 
:heart:
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/kiss2.gif
 
:kissing:
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/sideways.gif
 
:kiss:
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/girl_dance.gif
 
:dance:
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/joyful.gif
 
B-)
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/wpml_whistle3.gif
 
:whistle:
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/wpml_mail.gif
 
:mail:
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/wpml_cry.gif
 
:cry:
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/wpml_sad.gif
 
:-(
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/wpml_negative.gif
 
:negative:
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/wpml_unsure.gif
 
:unsure:
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/secret.gif
 
:secret:
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/dance-s.gif
 
:dance+:
http://dlux.ru/wp-content/plugins/wp-monalisa/icons/book.gif
 
:book: