Анатолий Бич - Природа времени: Гипотеза о происхождении и физической сущности времени
— время обладает одним измерением;
— промежутки времени отмеряются, складываются и вычитаются, как отрезки евклидовой прямой, т. е. время не дискретно.
Пространство также, как и время, представлялось независимой природной субстанцией {10}:
— пространство само по себе и своим существованием не обязано чему бы то ни было в мире;
— пространство вмещает все тела природы и дает место всем ее явлениям, но не испытывает на себе никакого их воздействия;
— пространство всюду и везде одинаково по своим свойствам. Все его точки равноправны и одинаковы — оно однородно. Все направления в нем также равноправны и одинаковы — оно изотропно;
— во все времена пространство неизменно одно и то же;
— пространство не имеет границ;
— пространство простирается неограниченно во всех направлениях и имеет бесконечный объем;
— пространство обладает (характеризуется) тремя измерениями;
— пространство описывается геометрией Евклида.
Ни одно из свойств такого времени и такого пространства не противоречило ни здравому смыслу, ни науке той эпохи.
Ньютоновская концепция времени исправно служит нам сегодня и в быту, и в большинстве областей науки и техники.
Границы представлений о физической природе пространства и времени были значительно расширены в начале XX века.
1.4. Время в миропонимании Эйнштейна
Революционную ломку классических представлений о мире возглавил Альберт Эйнштейн (1879–1955) {11}. Отказ от абсолютизации пространства и времени, утверждение об их зависимости от гравитации и скорости и, напротив, абсолютизация скорости света — все это с трудом воспринималось современниками. Многим, даже физикам, теория относительности казалась абстрактной и оторванной… от здравого смысла. Эффекты, которые оказалось возможным объяснить с помощью новой теории, представлялись незначительными и малосущественными. Действительно, многие из проявлений природы, которые были предсказаны релятивистской физикой, становятся заметными только при околосветовых скоростях. Неудивительно, что еще в начале 60-х годов Артур Эддингтон, английский астрофизик, позволил себе ироничное высказывание о релятивистской теории — убийственное, как приговор: «красивый, но бесполезный цветок» (и это сказал человек, который первым из ученых еще в 1919 г. в ходе опыта подтвердил отклонение луча света в поле тяготения Солнца).
Ломка фундаментальных представлений всегда сопровождается ожесточенным сопротивлением. Более того, удивительно, что и сегодня, в XXI, веке критика основных базисных постулатов теории относительности не утихает, а, кажется, напротив, усиливается. Впрочем, об этом позже… Свое дело Эйнштейн сделал. Революционный пересмотр основ теоретической физики он возглавил и завершил. (Устоит ли сам Эйнштейн на одной ступени пьедестала истории человечества рядом с такими гигантами, как Будда, Аристотель, Христос, Коперник, Ньютон, Максвелл?..)
Однако рядовой читатель не должен представлять себе, что у Эйнштейна не было предшественников. Мол, было ньютоновское видение мира, а потом появился Эйнштейн и… Так никогда не бывает, и в данном случае релятивистские идеи также витали в воздухе.
В физике (в науке вообще) господствует так называемый принцип соответствия: любая новая теория включает (должна включать) в себя старую как некий частный случай.
Классическая механика Ньютона и философия, вытекающая из нее и обосновывающая ее, были сильно расшатаны всем ходом научной мысли в XIX веке, особенно во второй его половине, прежде всего благодаря открытиям в области электромагнитных явлений.
Но против абсолютизации пространства и времени выступал еще современник Ньютона Г. Лейбниц (1646–1716). Он писал: «Я неоднократно подчеркивал, что считаю пространство, так же, как и время, чем-то чисто относительным: пространство порядком существования, а время порядком последовательностей…» {4}. То есть по Лейбницу время — это только порядок следования явлений. Удивительно современными представляются взгляды Лейбница на пространство. Он считал, например, что в природе никакой абсолютной пустоты без тел нет. (Так и кажется, что вслед за этим утверждением Лейбниц должен заявить, что вообще нет пространства без масс… Впрочем, еще Платон в «Тимее» пытался определить пространство как телесную протяженность материи.)
В период между Ньютоном и Эйнштейном (в XVII–XVIII веках), пожалуй, наиболее ярко выражали противоположные точки зрения на сущность времени взгляды двух следующих ученых.
Богослов Джордж Беркли {1685–1753) исповедовал субъективно-идеалистическую концепцию: «Время есть ничто, если отсечь от него последовательность идей в нашем духе» {4}.
Хорватский математик, астроном и философ Руджер Иосип Бошкович (1711–1787) выражал реляционную точку зрения {4}. Он считал, как пишет Молчанов, что «пространство и время не являются ни субстанцией мира явлений, как это полагал Ньютон, ни выражением его упорядоченности, как учил Лейбниц, а представляют собой «модус» физических взаимодействий, т. е. определение способа, формы или необходимого условия их существования».
Бошкович «поставил под сомнение постулат Евклида о параллельных прямых, высказав тем самым мысль о возможности неевклидовых геометрий».
Опережая время по крайней мере на столетие, Бошкович считал, что протяженность объектов изменяется при их перемещении или изменении взаимного положения. Таким был этот выдающийся человек, о котором, как мне кажется, мы несправедливо мало знаем.
Предшественником Эйнштейна по праву может считаться и знаменитый голландский физик Теневик Антон Лоренц (1853–1928), разработавший теорию, согласно которой при движении физических объектов относительно абсолютной системы (эфира) происходит сжатие этих объектов в направлении движения и замедление хода времени. В своих знаменитых «преобразованиях» он исследовал взаимоотношения между временем и координатами двух систем.
Представление о том, что мир четырехмерный и любое событие в нем может быть описано тремя координатами пространства и одной времени, было, конечно, присуще и классической механике, но при этом время в этом единстве было независимым, так как осознавалось как абсолютная реальность.
Даже такие, казалось бы, чисто эйнштейновские (как может показаться непросвещенным) понятия, как неделимость пространства и времени и криволинейность пространства, были привнесены в науку задолго до Эйнштейна.
Эйнштейн принял идею единства и неделимости пространства и времени от выдающегося немецкого (немецко-литовского?) математика Германа Минковского. Ноещев 1901 г. венгерский философ-физик В. Паладий опубликовал трактат «Новая теория пространства и времени», где обосновывал эту идею. Трактат тогда не заметили, нов 1908 г. Минковский идею подхватил.
Впрочем, значительно раньше, еще до Ньютона, Генри Мор объединил пространство и время в единую четырехмерную сущность под общим понятием «протяженность». Но и он, очевидно, не был пионером — вспомним Ибн Сину, ведь этот мудрец жил в ХI веке…
Что касается представлений о неевклидовом пространстве, то в законченном виде их сформулировал У. К. Клиффорд еще до рождения Эйнштейна. Однако и у него были предшественники — Лобачевский (Россия), Бойаи[4] (Венгрия), Гаусс и Риман (Германия).
Австрийский физики философ Эрнст Мах (1838–1916) много занимался сопоставлением реального и кажущегося движения. Он выдвинул знаменитый принцип — «Принцип Маха», из которого следует, что инерция каждого отдельного тела (и его масса как мера инертности тел) зависят от величины и распределения всех масс во Вселенной. Сам Эйнштейн, не принимая этого «принципа», все же признавал, что многим обязан Маху.
Очень близок к созданию новой физической теории был знаменитый французский математик (физик и философ) Анри Пуанкаре (1854–1912). Им, в частности, был поставлен вопрос о возможности объективного установления одновременности разноместных событий. Пуанкаре объективно мог создать новую теорию, но не создал, хотя еще в 1904 г., т. е. за год до первой основополагающей публикации Эйнштейна по специальной теории относительности, выступая на одном из конгрессов, говорил: «Возможно, мы должны создать совершенно новую механику… где инерция возрастала бы со скоростью и скорость света являлась бы неодолимым пределом».
О времени, Пуанкаре, в частности, писал: «…время должно определяться так, чтобы уравнения механики были как можно проще. Другими словами, не существует способа измерения времени, который был бы более правильным, чем другой; тот, который принимается, является лишь более удобным» {12}.
Эта позиция Пуанкаре принципиально отличается от понятия времени у Эйнштейна. Сравните высказывание Пуанкаре с выводом, к которому пришел Эйнштейн: «…пространственные и временные данные имеют не фиктивное, а физически реальное значение» {13}.
