В статье рассмотрены вопросы взаимосвязи вселенских Бытия и Времени и людского восприятия времени в обыденном смысле, особенности применения достижений математики в естественной науке, приведен альтернативный взгляд на реальность существования четырёхмерного пространства-времени. Leo.
Есть многое на свете, друг Горацио, что и не снилось нашим мудрецам.Шекспир, «Гамлет» (вариант перевода).
Материал этой публикации адресован в первую очередь любителям неспешно порассуждать, «поскрупулёзничать», покопаться, скажем так, в нюансах. Желательно привлечь сюда и читателей с иным кругом интересов. Главное, чтобы каждый мог составить своё собственное мнение о такой ускользающей, «эфемерной» сущности, как время.
Множество различных людей обсуждают суть «длительности бытия» в открытой печати и масс-медиа, и я занялся изучением и систематизацией этих мнений. В результате появилось некое моё обобщённое понимание (или непонимание) некоторых свойств этой интересующей многих, скажем так, философской категории.
Попытаюсь изложить вопрос как можно ближе к нашим привычным ощущениям, и всё же как-то, по возможности, несколько подробнее и более однозначно.
I. Начнём издалека, от предков. Этимологию русского слова «время» на первый взгляд трудно объяснить (какое понятие оно отражает?). Но если вспомнить, например, фразу «в м/и/гновение ока» (длительность однократного мигания ока), то видна прямая связь «м/и/гновение» с понятием «миг» (мы восстановили ранее выпавшую гласную). По аналогии не трудно догадаться, что в/а/ремя* связано с понятием вариация (изменение: «всё течет, всё изменяется»; математики, к примеру, кратко обозначают переменную величину на латыни – var.). Видимо, не случайно устойчиво словосочетание – «течение времени». В народе, когда хотят рассказать, к примеру, о длительной дружбе людей, то время меряют в «солепудах»: вместе не один пуд соли съели. Охотники-одиночки, делая зарубки каждый день, когда случайно теряли этот «календарь» и сбивались со счёта дней, приблизительно определяли время по изменению продовольственного запаса (в том числе и соли).
Изначальный смысл слова «в/а/ремя» – некое изменение чего-либо (окружающей обстановки, предметов живых и не живых, их количества и т.п.).
* См. статью «О несоответствии произношения и написания».
II. Если всё застынет, то вовсе не будет никаких ориентиров или причин, обуславливающих, обеспечивающих саму природную сущность такой «вещи», как Время. Оно по определению не может остановиться, застыть (часы – реально могут, Время же – лишь гипотетически, когда придёт «конец света»). Применяется далее в тексте с прописной буквы Время (и Бытие также) для того, чтобы отличить глобальные, вселенские понятия от частных, бытовых понятий – время и бытие.
III. Итак, для дальнейших наших рассуждений мы нащупали ключевое слово – изменение (т.е. было так, а стало по-иному). Изменение – это такое неотъемлемое универсальное явление бытия (и окружающего нас мира), которое сразу же естественным путём ощущает даже новорожденный. Младенцу не нужны специальные объяснения, чтобы почувствовать саму перемену чего-либо (даже пока ещё точно неизвестно чего, неосознанного явления или состояния, самочувствия и т.п.).
IV. Наиболее часто предки наблюдали естественные перемещения (изменения положений) предметов, животных, людей в пространстве. При этом они почти всегда сразу и безошибочно определяли, происходит ли здесь какое-то движение (изменение) или видится нечто неподвижное (неизменное). Это было крайне необходимо при охоте, например. Похоже, их внимание в ту пору настолько было сосредоточено на сиюминутной необходимости определить само движение, что о таком сложном понятии, как «время», не могло быть не только речи, но даже мысли.
V. Следующей насущнейшей потребностью было хотя бы грубое оценочно-сравнительное определение темпа, интенсивности наблюдаемого перемещения: быстро ли, медленно ли? Если бы предки не могли сходу, без особой задержки это определять, нас бы с вами не существовало наверняка. И мы, нынешние, при случае почти на рефлекторном уровне сиюминутно и непосредственно сравниваем степень проворности улитки и черепахи, борзой или стрижа. Черепаха – «спринтер» по сравнению с улиткой, борзая – «ленивец» по сравнению со стремительным стрижом. Т.е. способность сразу же оценивать темп движения была уже у людей давным-давно. (Для того же, чтобы непосредственно ощутить время, потребуется время, простите за намеренную тавтологию.)
VI. Чтобы как-то упорядочить свою жизнь хотя бы в ближайшие (текущие) сутки, пращуры совмещали свои действия с повторяющимися природными ориентирами (пение петуха, восход или закат солнца, да мало ли ещё...). При этом опять же вряд ли в ту эпоху ощущалось и количественно учитывалось именно время (в теперешнем виде), скорее всего обращали внимание лишь на его отдельные короткие отрезки, совпадающие с каким-либо «природным происшествием». Иными словами, не было особой необходимости постоянно воспринимать и следить за всеми природными событиями. Фазы суток определялись вначале достаточно грубо, где-то так: утро, день, вечер, ночь. Этого могло быть вполне достаточно для охоты или собирательства.
Если даже современный цивилизованный мир прибегает к технической искусственной помощи, чтобы знать время, – что уж говорить о седой древности. Похоже, о понимании собственно непрерывности времени речь не шла даже в начале перехода к примитивному земледелию или скотоводству – требовалось лишь определить опытным путём т.н. природные приметы-изменения, чтобы те или иные этапы сельскохозяйственной деятельности как-то приурочить к этим приметам (совпасть с ними на период их появления).
Есть подозрение, что периоды, связанные с сутками, и периоды, связанные с той или иной порой года, воспринимались как разные сущности, ипостаси, никак не (или весьма слабо) связанные друг с другом каким-либо общим понятием, определением. Не зря в некоторых языках существует, к примеру, множество различных видов прошедшего времени у глаголов.
Иными словами, общие вопросы собственно длительности нашего бытия вообще заменялись частными конкретными вопросами – к примеру: как суметь «совпасть» с жизненно важным природным явлением таяния последнего снега при посеве в почву семян. (Я не претендую на точные знания агрономии и привожу примеры условно.)
Т.о. можно предположить, что длительность бытия издавна воспринималась далеко не во всей своей полноте и единстве, а отрывисто, фрагментарно, выборочно, дискретно.
VII. Постепенно с развитием цивилизованности (ремёсел и пр.) «для пользы дела» появилась необходимость в более частом определении отдельных моментов и периодов (отрезков) бытия. Число таких определённых, важных, в основном обозначенных природой, полезных моментов постоянно увеличивалось и, в конце концов, уплотнилось настолько, что появилось осознанное ощущение некой сплошности, непрерывности наблюдаемого бытия. Возникла потребность уже не в целом ряде кратких природных примет и ориентиров, а в непрерывной слежке за течением (местного) бытия, моделью которого солнечным днём была медленно, плавно движущаяся тень от вертикальной палочки (ствола дерева, столба, колонны и даже стоящего человека: на Руси крестьяне соотносили длину своей тени с размерами своих же лаптей для примерного определения отрезка текущего дня, а полуденное состояние соответствовало самой короткой собственной тени).
Однако приведенные модели (т.н. солнечные часы) всё же не были полностью свободны от естественных природных условий (они не могли работать в пасмурные дни, например).
Тем не менее, по мере необходимости, свершался исторически постепенный переход от фрагментарно-дискретного наблюдения частей бытия до осознания его непрерывности. Хотя, по-видимому, и до наших дней где то ещё есть люди, не знающие того, что «эпоха», «тысячелетие», «столетие», а также «год», «месяц», «неделя», «день», «час», «минута», «секунда» – суть лишь доли того же бытия, только различной крупности.
VIII. Заостряю внимание читателя на том, что любые наблюдаемые «новые» изменения тут же превращаются в «старые» по мере прихода очередных «новых». Новое событие – это буквально: «мёд если есть, то его сразу нет». Естественно предположить, что для определения устремления бытия «от прошлого к нынешнему» настоятельно необходимо отличать «новые» изменения (события) от «старых». Для этого нужно старые события запечетлевать в памяти именно как «старые» и достаточно долго их в этой роли хранить. Такая память обеспечила, в конечном счёте, одно из условий для дальнейшего непосредственного осознавания понятий «было» и «есть» (прошлое и настоящее, т.е. без прошлого нет и настоящего – не с чем сравнивать и не от чего отличать).
Понятно, что раздел памяти под названием «было» содержит в себе неизмеримо больше старых впечатлений, чем свежих, новых событий (изменений).
Как же человеку удаётся, несмотря на крайнюю мимолётность «нынешнего нового» реально ощущать столь коротко длящееся «настоящее»? – При помощи как бы «послевкусия», повторного «переживания» недавно случившегося. Мы внутренне, психологически искусственно, продлеваем, возвращаем только что прошедшие моменты бытия: «Остановись, мгновенье! Ты прекрасно!» (Гёте, «Фауст»). Естественно, что в реальной жизни под мгновением можно понимать недавно состоявшийся концерт, к примеру, и т.п.
Строго говоря, в реальности мы почти и не живём «ныне». Понятие «нынешняя действительность» ощущается лишь благодаря оставшемуся в свежей памяти «недавнему».
IX. Внимательный читатель уже заметил, что до этих строк нигде не упоминается нереальное, т.н. «будущее» (и Бытие, и бытие).
А почему, собственно, «так называемое»?
Дело в том, что, несмотря на достаточно высокую (в ряде случаев) вероятность реального свершения наших прогнозов, предсказаний, намерений, всё же сбываются они далеко не везде и не всегда.
Простой пример: «завтра утром я проснусь». Как правило, это сбывается, однако мы знаем, что некоторые люди могут не только не проснуться утром, но и не проснуться больше никогда. Наши расчёты на конкретную предсказуемость течения, прихода будущего бытия основаны на попытке вероятностной экстраполяции (типизации, переноса) закономерностей прошедшего бытия на бытие будущее. Увы, часто бывает, что «бабушка надвое сказала...». А в природе вообще! Регулярная смена времён года может прекратиться, если матушка Земля станет «на ровный киль» (земная ось вращения выровняется от космических причин) – и нет уже прежних, стабильно предсказуемых лета, осени, зимы и весны.
Баллистики «точно» знают, где будет находиться запущенная ракета каждую последующую секунду, но на каждую ракету найдётся противоракета – и выверенный прогноз ракетчиков не сбудется в полной мере.
X. Т.о. будущее Бытие (и бытие обыденное) есть результат логического анализа, размышления и находится лишь в нашем воображении. Реальность даже «сиюминутного» бытия весьма скоротечна. Постоянно реальна лишь память об уже произошедших событиях, запечатлённых, к примеру, в кратерах от падения метеоритов или астероидов. Наклон земной оси (к плоскости эклиптики) некоторые склонны считать также памятью о какой-то постигшей нашу планету космической катастрофе.
Читая уже напечатанное, мы также видим лишь след прошлого события (изменения), а именно – нанесения оттиска текста на чистый до этого лист бумаги.
Сюда же можно отнести рассуждения о т.н. возможности повернуть Бытие вспять (машина времени и т.п.). К фантастам претензий нет (довольно часто их предсказания впоследствии сбываются). А встречаются и серьёзные люди, допускающие реальность такого возвратного процесса!
Мы можем зарыть, засыпать метеоритный кратер, стереть память, но мы не можем аннулировать это фактически уже свершённое происшествие.
XI. Сколько здесь уже написано, а мы до сих пор ну никак не перейдём уже к рассмотрению собственно смысла теперешнего понятия «время».
Всё дело в том, что одним и тем же термином (время) мы обозначаем то, что имеет отношение, по меньшей мере, к двум, хоть и связанным друг с другом, но не тождественным сущностям: местному бытию, и глобальному Бытию (в философском смысле), где «местное» является лишь частным, незначительным случаем «глобального».
...Всё равно ведь будильник голодный с комодаБудет щёлкать секунды поспешно «тик-так».Борис Ткаля, «До зари далеко...»
Вначале рассмотрим местный, частный, незначительный случай (но весьма значительный для нас). Выше по тексту уже упоминалась зависимость «солнечных» часов от природы, которые даже несмотря на свою некоторую искусственность всегда зависели от состояния погоды. Не дожидаясь «милостей от природы», люди изобрели множество видов полностью искусственных часов. Первые настоящие механические часы были изобретены более тысячи четырехсот лет тому назад.
А что собственно делают механические, к примеру, часы?
Они круглосуточно и целомесячно сами искусственно создают равномерную последовательную череду событий – изменений «тик-так», во-первых, и, во-вторых, при помощи стрелок сами подсчитывают и запоминают накопившееся число этих событий (мы ведь часто вопрошаем: «Сколько там натикало?»). Искусственные часы представляют собой принципиально много большее, чем просто измерительный прибор: они ещё и сами создают события с определённым, стандартным для землян темпом следования. Они – модель части самого Бытия «в малом». Под частью Бытия понимаем лишь те натуральные процессы, которые равномерно-цикличны, повторяются регулярно (кружащаяся космическая пара Земля – Луна).
Хаотические же процессы (броуновское движение, к примеру) являются также неотъемлемой частью Бытия, но здесь мы их не берём в расчёт (не моделируем).
XII. Попытаюсь дать более или менее строгую формулировку сущности бытового времени:
«Время – это стандартный для землян поток равномерных последовательных искусственных событий при дальнейшем подсчёте и запоминании их числа».
Т.о. в известной степени понятие «бытовое время» изобретено человеком и безотрывно связано с наличием искусственных часов.
Одним из неотъемлемых свойств бытового времени (и вселенского Времени также) является т.н. «аддитивность», «накапливаемость», т.е. Время – это всё то, что уже прошло, и этого «прошло» постоянно становится всё больше и больше.
Тот факт, что количество уже прошедшего времени увеличивается сколь угодно долго, сомнения у физиков сейчас почти не вызывает.
А может ли временнОй промежуток быть сколь угодно коротким?
Когда я был студентом, весьма нами уважаемый лектор по курсу общей физики не исключал, что существуют временнЫе (а также пространственные) отрезки, короче которых и быть уже не может: «То, може, і простір, і час також квантовані?». «На всякий случай» идею квантовости часы в себе тоже содержат. В своё время на большинстве часов отсутствовала секундная стрелка (не было в этом большой необходимости). Сейчас, когда мы наблюдаем по телевидению те или иные гонки, в углу экрана стремительно несутся показания секундомера, отсчитывающего сотые доли секунды. Даже эти доли в наш век – ну просто «гигантские» по сравнению с тем, что творится, к примеру, в микропроцессоре нашего компьютера: речь идёт уже о т.н. «наносекундах» (миллиардных долях секунды).
XIII. Упомяну для полноты рассказа т.н. «биологическое время» или «биологические часы» (внутренний учёт времени).
«...Десять минут назад Штирлиц остановил машину. Но ровно через двадцать минут он проснётся и поедет в Берлин...».
А в состоянии ли каждый из нас так же, без дополнительных раздумий, лишь по внутреннему ощущению оценить количественно время? – По крайней мере, далеко не все.
Насколько «в предмете» был досточтимый Юлиан Семёнов, когда писал приведенные выше строки, судить не берусь, однако любое исключение, выдающееся, редкое явление лишь подтверждает правило.
Восхищаюсь интуицией древних часовщиков: в прадавние столетия ещё не знали «дифференциальных уравнений», и не было математически строго доказано, что колебания подвешенного маятника равномерны. Поначалу равномерность любому маятнику просто заранее «приписали» – и не ошиблись!
XIV. Ну вот, с понятием бытового времени мы худо-бедно разобрались. Теперь буквально пару слов о глобальном понятии «Время». Это тоже поток событий, но уже всеобъемлющий, включающий всё, что есть у Бытия (и т.н. хаотические наблюдаемые нами процессы, при помощи приборов в том числе, и то, что пока для нас скрыто, и то, что вообще нам недоступно).
Можно попытаться сформулировать так:
Время – это постоянно растущая гигантская стопка моментальных объёмных (в т.н. формате 3D) снимков Бытия, всего сущего, всех без исключения вселенских событий «от укуса комарика до протуберанца».
Таким образом, несколько забегая вперёд, упомянутая далее в философском смысле ось Времени – просто спица с как бы нанизанными на неё мириадами моментальных снимков Вселенной, её, если хотите, постоянно записываемая подробнейшая история.
Без воплощения в себе всех изменений (событий) Бытия ось Времени бессмысленна.
Для перехода к более подробным размышлениям о глобальных Бытии и Времени нам понадобится выяснение отношений математики с другими науками, использующими «готовые» математические достижения в своих исследованиях и выводах.
– Я говорю, – терпеливо повторила девочка, – предположим,что у вас в кармане два яблока. Некто взял у вас одно яблоко.Сколько у вас осталось яблок?– Два.– Подумайте хорошенько.Буратино сморщился, – так здорово подумал.– Два...– Почему?– Я же не отдам Некту яблоко, хоть он дерись!Алексей Толстой, «Золотой ключик, или Приключения Буратино»
В шутке А. Толстого лишь доля шутки, остальное – правда. Неудачно составленная арифметическая задача может в своём «правильном» ответе иметь «три с половиной (3,5?!) землекопа».
Когда вселяют в сухие математические «конструкции» конкретный смысл величин (кг, м, с, к примеру), то формулы буквально оживают. Однако при этом следует строго следить за тем, чтобы природа величин при таком «оживлении» никоим образом не была искажена, чтобы все математические условия и ограничения были неукоснительно соблюдены. (Это похоже на то, как при вселении в новенькую «с иголочки» квартиру мы стараемся утварью не испортить стену или не разбить стеклянные двери в комнатах).
К сожалению, не во всех случаях при попытках прикладного использования математики учёные из других отраслей достаточно аккуратны, корректны.
Сейчас многие говорят о нынешнем т.н. информационном взрыве. Математика «взорвалась» ещё в прошлые века и продолжает свой бег «впереди паровоза». Не успели физики полностью осмыслить новое открытие, а уже к их услугам загодя готов и математический аппарат, и формулы, наилучшим образом оформляющие физический смысл явления.
Многие, уверовав в фатальную предопределённость всего «математического» для будущих физических открытий, стали буквально подгадывать свою трактовку новых явлений «под готовые сухие формулы» многолетней давности. Во многих случаях такой подход действительно полезно стимулировал и ускорял работы физиков. Однако всё же бывали случаи, когда таким образом ставили «телегу впереди лошади».
XV. В прошлом веке было модно обсуждать разработанную математиками т.н. многомерную геометрию с числом координатных осей более трёх (трёх – это длины, ширины и высоты).
Более всего вопросов вызвала физическая четырёхмерная модель «пространство-время».
Вначале, даже не вдаваясь пока в некоторые математические тонкости многомерности, мы можем, по крайней мере, поразмышлять вполне осознанно о трёхмерности. В этом нам не помешает даже отсутствие специальной математической подготовки.
Практически каждый бывший школьник (не говоря уже о студенте) хотя бы один раз в жизни чертил мелом на классной доске оси координат. Эта процедура длится порядка 20 с (т.е. оси координат на доске появляются не сразу, а постепенно).
а) Математики не признают подобного постепенного появления каждой из трёх пространственных осей, а мысленно устанавливают их сразу и во всей своей глобальной симметричной красе – от «минус бесконечности» до «плюс бесконечности».
б) Ещё одно свойство длины, ширины и высоты – это полная независимость, самостоятельность каждой из них. При желании мы можем произвольно отметить, выбрать, к примеру, одновременно три независимые любые точки (по одной координате на каждой из осей).
в) Из первых двух свойств вытекает третье свойство – полное равноправие всех трёх осей.
Перейдём вновь к многомерной конструкции. Математики – Великие Формалисты. Они создали формальное многомерное пространство с числом длин, ширин и высот более трёх. Однако свойства каждого из добавленных измерений сохранили такими же, как в случае привычных нам трёх измерений, а именно – существование множества осей сразу и во всей полноте; абсолютная независимость каждой из многочисленных осей; безразличное полное равноправие любой оси со всеми остальными (привычные нам длина, ширина и высота никак и ничем не выделяются среди им подобных, скажем, ещё 37-ми таких же осей).
XVI. А теперь пора вернуться к вопросу о наполнении формальной математики физическим смыслом, к примеру.
Увлёкшись широкими возможностями хорошо отлаженной многомерной геометрии, ряд досточтимых учёных сочли возможным к трём существующим – ширине, длине и высоте – добавить четвёртую ось, т.н. временную.
Поскольку речь идёт о глобальном реальном мироздании, то придавать дополнительной оси смысл местного, частного времени (будильника) как-то не «комильфо», мелковато как-то. Раз мы свойства Бытия рассматриваем, то уместно называть четвёртую добавочную ось осью Времени (а не времени, см. р. XIV).
Каковы же математические свойства этой реальной добавленной физической оси Времени?
– Она ассиметрична и ограничена (всё в прошлом).
– Она постоянно растёт в сторону прошлого.
– Она, являясь вселенской памятью по смыслу своего содержания, зависима от тех или иных прошлых событий, а также содержит сведения о трёх пространственных (обычных) координатах мест этих событий. Т.е. косвенно включает в себя, повторяет уже имеющиеся три обычные координаты и тем самым на них тоже «завязана». – О какой либо независимости и речи быть не может. Отсюда можно видеть её неодинаковость, исключительность по отношению к остальным трём осям. (Можно с таким же успехом попробовать добавить ещё ось цвета и ось запаха, к примеру.)
Я допускаю, что мои подозрения в математической некорректности (это когда вводят в многомерную математику физическую ось с исключительными свойствами) недостаточно обоснованны – «многомерщикам» виднее, но лишние сомнения науке ещё никогда не вредили (прошу не путать с властными запретами).
Не забывайте делиться материалами в социальных сетях!
