Виктор Комаров - Тайны пространства и времени

В то же время ссылок на одни только экспериментальные подтверждения фактической необратимости механических процессов, какими бы многочисленными они ни были, – недостаточно. Необходимо иметь еще доказательства «помологические», то есть на уровне физических законов. Но из того, что было сказано выше, – ясно, что такое обоснование однонаправленности времени невозможно.

В связи с этим возникает необходимость попытаться все же найти в природе такие необратимые физические процессы, с которыми можно было бы строго связать однонаправленность времени.

Из второго начала термодинамики следует, что почти все природные процессы протекают с увеличением энтропии. А наиболее распространенным обоснованием однонаправленности времени как раз и считается обоснование, связанное с фактом возрастания энтропии. Иными словами, то обстоятельство, что почти во всех природных процессах энтропия возрастает, и может быть принято за физическую причину необратимости времени.

Однако и на этом пути мы тоже сталкиваемся с определенными сложностями и парадоксами. Как мы знаем, в природе могут происходить самопроизвольные процессы самоорганизации, связанные с уменьшением энтропии. Причем вероятность подобных процессов отлична от нуля. Хотя при этом уменьшение энтропии в некоторой области явлений неизбежно связано с ее увеличением в какой-либо другой области. И поэтому строгого помологического обоснования термодинамической стрелы времени тоже не получается. Несмотря на то, что ни одного факта прямого нарушения второго закона термодинамики в распоряжении современной науки не имеется.

Таким образом, возможность строгого обоснования однонаправленности времени на основе термодинамических закономерностей отвергается на том основании, что в принципе подобные процессы могут протекать и в обратном направлении. Однако те же самые закономерности считаются вполне достаточными для полного запрета возможности существования вечного двигателя «второго рода». Хотя теоретическая вероятность осуществления такого двигателя ничуть не меньше, чем вероятность обращения термодинамического процесса. А, может быть, эта вероятность даже и выше, поскольку в случае с вечным двигателем речь идет не о самопроизвольном явлении, а об активной целенаправленной деятельности человека по использованию природных процессов.

Можно попытаться связать необратимость времени с процессом рассеяния электромагнитного излучения, которое, как известно, распространяется в виде сферической волны, неограниченно расширяющейся в пространстве и никогда не возвращающейся назад. Речь, разумеется, идет не об отраженных сигналах, а о возвращении всей излученной энергии обратно в источник. Но таких случаев, когда какой-либо объект «всасывал» бы в себя электромагнитное излучение, самопроизвольно возвращающееся из окружающего пространства, никто никогда не наблюдал.

Для сравнения можно привести расходящиеся круговые волны на поверхности воды. Каждый не раз наблюдал их возникновение при падении в воду какого-либо предмета. Но никто никогда не видел, чтобы на водной поверхности самопроизвольно возникали круговые волны, сходящиеся в одну точку и выталкивающие вверх какие-либо предметы.

Однако в отличие от термодинамики с ее вторым началом, в теоретической электродинамике никакого всеобщего принципа расходимости и затухания электромагнитных волн не существует. Более того, признается полное равноправие волновых процессов, расходящихся и сходящихся, затухающих и самовозбуждающихся. Это нашло отражение в теоретическом равноправии уравнений с так называемыми запаздывающими и опережающими потенциалами.

Однако течение природных процессов обуславливается не только законами и уравнениями, но и так называемыми начальными условиями. Чтобы возникла расходящаяся затухающая волна, необходимо и достаточно наличие всего одного точечного источника излучения. А для того, чтобы образовалась самовозбуждающаяся когерентная сходящаяся волна, в природе должны реализоваться условия неизмеримо более сложные. Необходимо наличие множества источников, расположенных в определенных местах и синхронизированных таким образом, чтобы они в совокупности порождали сходящееся в одну точку излучение. Согласно расчетам К. Поппера, вероятность самопроизвольного возникновения подобной ситуации практически равна нулю.