Знание-сила, 2007 № 08 (962)

Стивен Хокинг назвал свою книгу об элементарных частицах и космологии «Краткая история времени». Вот те на! Мы то думали, что история — это описание развития событий во времени. А как же само время может развиваться во времени и тем самым иметь свою историю? Разумеется, в этом названии есть парадоксальный вызов. И все же!

Иммануил Кант считал, что идея о времени и пространстве абсолютна, априорна, доопытна. Человек будто бы рождается с уже заложенным в мозгу (априорным) представлением о пространстве и времени как о рамке, в которую он помещает все события и предметы, и этим упорядочивает внешний мир. Вот вам вершина платоновской идеалистической конструкции, отводившей идее первичное место. «В начале было слово, и это слово было...» вечное и неизменное пространство и время. Такая философия означала отказ от материалистических представлений о времени и пространстве, согласно которым ни того, ни другого не существует в пустом мире, не разграниченном на части предметами и событиями. Сегодня мы стоим на такой же материалистической, принятой еще в древнем мире точке зрения. А что касается первичной, всеопределяющей идеи — эта мысль неистребима, но ей отводятся совсем другие роль и место, то утверждающие себя, то опровергаемые жизнью. Об этом еще поговорим.

Тот же Хокинг называет известного христианского философа Блаженного Августина в качестве первого мыслителя, сказавшего, что понятие времени относительно и служит всего лишь количественным выражением промежутков между событиями. По нынешним представлениям, временная координата имеет численное значение и знак, обозначающий направление протекания, стрелу времени.

Время ориентировано так, что при его увеличении необратимо увеличивается беспорядок, мера которого называется энтропией. В системе, предоставленной своему естественному ходу — без вмешательства разумного существа — беспорядок с течением времени увеличивается. Стоит, например, уйти толковому начальнику, заведенный им порядок еще некоторое время продолжает действовать по инерции, все больше постепенно превращаясь в хаос. А разбитое вдребезги зеркало никогда не соберется вспять из своих осколков. Но такое определение направления течения времени возможно, только если мы имеем дело с макроскопическими телами, состоящими из большого количества частиц, когда вступают в игру лежащие в основе термодинамики статистические законы, приводящие к необратимости. Напротив, до 1964 года не было известно никаких микроскопических процессов, которые протекали бы по-другому, если время обратить вспять. Возможно, что открытый тогда процесс распада долгоживущего К-мезона на два «пи»-мезона тоже можно использовать для определения стрелы времени.

Чтобы определить время количественно, необходимо, прежде всего, постулативно объявить тот или иной физический процесс периодическим, то есть повторяющимся через равные промежутки, и принять период за единицу времени. Например, сутки — промежуток между последовательными прохождениями Солнца через зенит. Так и поступили в древней Месопотамии. Сутки тогда разделили на любимое число 12 (поделив окружность, по которой ходит солнечная тень, на 12 одинаковых частей), затем на 5x12=60 и еще раз на 5х 12=60. Получился отрезок времени, который мы называем секундой[* Сейчас вместо астрономического (эфемероидного) принят атомный стандарт времени.], равный, более или менее, периоду сокращений человеческого сердца — по-видимому, еще более древней, антропоморфной единице измерения времени.

Но вот нашлась конкурирующая группа древних ученых. Они сказали: «Нет, мы постулируем в качестве периодического другой процесс — смену времен года». Получилось, что в году не целое (даже иррациональное) число суток. Из-за этого мы до сих пор мучаемся с календарями.

Оказалось: обе группировки были правы (а ведь наверняка между ними происходила жестокая борьба!). Постулируя любой из двух процессов: вращение Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца — как периодический, то есть повторяющийся по определению через равные промежутки времени, мы можем теоретически вывести на основе законов механики, а также установить на опыте, что и другой процесс также периодический и его можно было бы эквивалентным образом постулировать в качестве такового, чем определить другую шкалу времени. Более того, во времени, определенном с помощью любого из двух процессов, периодическим оказывается также колебание маятника — пружинного или гравитационного (попросту, гирьки, подвешенной на нити или стержне) и его тоже можно было бы принять в качестве эталонного для определения времени.