Виктор Комаров - Тайны пространства и времени

Проблема времени занимала человека еще с глубокой древности. Самые выдающиеся мыслители пытались постичь его сокровенный смысл.

Интерес этот вполне понятен. Пожалуй, среди физических величин, характеризующих течение явлений в окружающем нас мире, нет величины более таинственной, неуловимой, ускользающей от нашего понимания, чем время…

Современное естествознание – физика, астрономия, космология, кибернетика, математика, информатика – поставляет все большее количество новых данных, способных пролить свет на природу времени. При этом центральным вопросом является вопрос о его направленности.

Народная мудрость гласит: дом потеряешь – можно выстроить новый, деньги потеряешь – можно заработать другие, время потеряешь – все потеряешь.

В этом афоризме нашло свое отражение наиболее характерное отличительное свойство времени – его необратимость. Время нельзя повернуть вспять, что прошло – то прошло безвозвратно. Мы не можем, по крайней мере на существующем уровне науки и техники, возвратиться в прошлое и не можем, опередив время, заглянуть в будущее, а затем вернуться в свою эпоху.

Необратимость времени ученые называют стрелой времени.

Историческое представление о необратимости или однонаправленности времени, видимо, сложилось под влиянием того обстоятельства, что все реальные процессы, с которыми сталкивается человек в окружающем мире, практически необратимы. Ведь если бы время потекло вспять, то вокруг нас стали бы происходить совершенно поразительные явления. Но таких явлений никто и никогда не наблюдал.

Немаловажную психологическую роль сыграло, по всей вероятности, и то обстоятельство, что мы ничего не можем изменить в прошлом и не способны во всех деталях предвидеть будущее. Для прошлого характерна полная определенность, а для будущего – значительная неопределенность. Иными словами, между прошлым и будущим существует явная асимметрия. А вся жизнь человеческая протекает на той грани, на которой будущее превращается в прошлое. И сама жизнь человека – это необратимый процесс.

Философы неоднократно пытались вывести временной порядок из причинного. Но дело в том, что при определении причинного порядка мы явно или неявно опираемся на понятия временного порядка. Ведь когда речь идет о том, что «причина порождает следствие», подразумевается, что следствие появилось после причины. Таким образом, любая попытка вывести временной порядок из порядка причинного фактически неизбежно приводит к логическому кругу.

Однако наряду со всеми этими рассуждениями общего характера закономерно возникает потребность выявить такие необратимые процессы в самой природе, с которыми можно было бы строго связать однонаправленность времени.

«Мы не только измеряем движение временем, но и время движением… ибо время определяет движение, будучи его числом, а движение – время», – говорил Аристотель.

Сущность времени нельзя понять, не связывая его с поведением материальных объектов, с конкретными физическими явлениями. Каковы же те физические процессы, протекающие в реальном мире, которые определяют однонаправленность времени?

Чтобы доказать необратимость времени, в сущности достаточно обнаружить в природе хотя бы один строго необратимый физический процесс. Представим себе Вселенную, в которой все процессы обратимы. В такой Вселенной, очевидно, не существовало бы направления времени. Но появление хотя бы одного необратимого процесса сразу придало бы физический смысл направленности времени как для самого этого процесса, так и для всех других, связанных с ним, обратимых процессов, которые вследствие этого стали бы необратимыми. А так как все процессы во Вселенной в той или иной мере взаимосвязаны, то наличие хотя бы одного строго необратимого физического процесса может по существу служить обоснованием необратимости времени.

В классической механике Ньютона нет никаких запретов, препятствующих обращению времени. В ее уравнениях можно поменять знак времени на обратный, и все процессы потекут в обратном направлении, проходя в обратном порядке те же самые состояния. Другими словами, уравнения механики, так же как и их решения – обратимы во времени.

Однако этой «теоретической обратимости» отнюдь не соответствует фактическая необратимость механических процессов в реальном мире.

Возникает парадоксальное противоречие: реальные механические процессы необратимы, а теория механических явлений допускает их полное обращение. Следовательно, оставаясь в рамках чистой механики, физического обоснования однонаправленности времени мы получить не можем.