ВРЕМЯ И ДВИЖЕНИЕ МАТЕРИИ

4. ВРЕМЯ И ДВИЖЕНИЕ МАТЕРИИ

Люди не сомневаются в существовании времени. Глубокое понимание эволюции невозможно без представлений о природе времени. Хотя для органов чувств время не доступно, оно ощущается сознанием, мозгом. Время воспринимается через ход часов. Любые часы - это процессы или периодические (маятники), или необратимые («река времени»). Все понимают, что часы – это не время. Часы можно остановить, перевести стрелки, но время не останавливается, его непрерывный ход интуитивно ощущается субъектом.

Все часы существуют объективно вне сознания и придуманы для удобства, для формализации ощущения времени. Естественным образом время ощущается подсознанием посредством внутренних, биологических часов. Этот механизм продолжает «работать» и при наличии формальных, внешних часовых устройств. Все, что интуитивно ощущается, но не имеет образа (например, эмоции), скорее всего, находится в подсознании человека. Рассмотрим, как изменялись представления о времени.

Классическая механика декларирует абсолютность времени и его божественное происхождение [9]. По Ньютону время было всегда, ход времени равномерен в прошлом, настоящем и будущем в любых частях Вселенной и повлиять на него нельзя. Время Ньютона абсолютно и универсально. Во всех частях Вселенной оно идет одинаково, от прошлого к будущему. Время независимо от пространства. В механике Ньютона время обратимо, достаточно лишь изменить знак в уравнении с плюса на минус. В буддизме также предполагается, что вектор времени иногда может быть направлен из будущего в прошлое.

Работы Лоренца, Пуанкаре, Эйнштейна обратили внимание на то, что при наблюдении перемещающихся часов можно заметить изменение темпа времени. Чем быстрее движется «тот объект», тем медленнее протекают в нем события, т.е. медленнее идет время (с точки зрения внешнего наблюдателя). Такое толкование выводов СТО можно встретить во многих источниках [8, 9, 12]. Однако всегда подчёркивается, что наблюдатель на «том объекте» никаких изменений хода времени не заметит. Если мнения двух субъектов не совпадают, то необходимо искать причину такого несовпадения. Постараемся показать, что замедление времени в СТО есть результат отражения событий в «кривом зеркале» сознания наблюдателя (галлюцинации). Кстати, сам Эйнштейн считал эффект замедления времени кажущимся [2, 4], т.е. ошибкой световых часов. Покажем это на примере известного мысленного эксперимента - «поезда Эйнштейна».

Рассмотрим схему относительного движения, представленную на рис.4. Вооружим наблюдателей Ч₁ и Ч световыми часами. Такие же часы установим в движущемся вагоне. Световые часы устроены очень просто. Между двумя зеркалами (черные полоски) ритмично мечется, как теннисный шарик, луч света. Обратим внимание на то, что в этом мысленном эксперименте априори предполагается, что при движении часов фотон будет двигаться между двумя зеркалами также как и в неподвижных часах. Расстояние между зеркальными пластинками L₀. Время, требуемое для прохождения 2L₀ (туда и обратно) лучом света принимается в этих световых часах за один «тик» (один такт).

Ч₁ Д А

Рис.4. Движение зеркальных часов Эйнштейна.

Поезд движется слева на право, параллельно платформе, где находится наблюдатель Ч. После того, как равномерно движущийся поезд минует наблюдателя Ч₁, последний занимает позицию между рельсами. Оба наблюдателя Ч и Ч₁ сравнивают ход своих световых часов с часами в поезде. Различие в наблюдениях заключается в том, что относительно Ч₁ поезд удаляется с постоянной скоростью, а относительно Ч поезд движется с ускорением, как было показано на рис.3

Без доказательства предполагается, что луч между двумя зеркалами в движущемся вагоне за один «тик» проходит более длинный путь L₁, чем в часах Ч₁. Как показано на рис 4А L₁≥ L₀. Поскольку L=c ∆t, при c=const (постулат Эйнштейна), то остаётся принять, что увеличение L₁>2L₀ происходит в результате роста длительности (∆t) одного «тика» световых часов, т.е. замедления хода времени.

Именно такие рассуждения приводятся в иллюстрациях СТО, но отличие заключается в том, что наблюдатель находится не на рельсах, как у нас, а на платформе. Рассмотрим, какова будет точка зрения наблюдателя Ч, для которого поезд движется не инерциально.

В точке Д поезд относительно Ч некоторое мгновение не движется, т.е. не удаляется, следовательно, относительная скорость равна нулю. Это означает, что часы в поезде и на платформе в этот миг идут одним темпом, хотя поезд идет полным ходом. По мере удаления поезда вправо, согласно рис.3, его скорость относительно Ч будет нелинейно возрастать, следовательно, часы в поезде будут замедлять ход всё больше и больше в пределе до нуля. Аналогично, при приближении поезда к точке Д (слева на право) часы будут ускорят ход, пока не сравняются с часами на платформе. После этого опять начнётся замедление хода времени.

Итак, этим мысленным экспериментом мы пытались доказать, что в движущихся часах (инерциальных или нет) кажущееся время всегда «идёт» медленнее, чем в покоящихся. Но в неинерциальных системах их ход не постоянный, наблюдается разное замедление.

СТО утверждает, что изменение хода времени является кажущимся, зависящим от точки зрения наблюдателя, в чем мы могли убедиться на мысленном примере (рис. 4). Машинисту поезда будет казаться, что его часы идут точно, а у наблюдателя Ч₁ отстают.

Преобразования Лоренца инварианты относительно расстояния между движущимися объектами, поэтому их принято считать независимыми от расстояния. И это действительно так по отношению к наблюдателю Ч₁. Но, как видно из рис.4, динамика изменчивости хода времени в неинерциальных системах с точки зрения наблюдателя Ч будет зависеть от расстояния ДЧ. Чем длиннее ДЧ, тем медленнее изменяется кажущийся ход часов в поезде.

При прочих условиях не следует считать уравнения Лоренца универсальными, не имеющими ограничений на применимость. На рис.3 мы рассматривали ситуацию при низких скоростях движения поезда, а расстояние измеряли лазерным дальномером (со скоростью света), но если рассмотреть мысленную ситуацию, когда поезд движется со скоростью близкой к скорости света, то появятся дополнительные проблемы.

Если поезд удаляется по линии Д - А со скоростью близкой к скорости света, то темп удлинения интервала Ч-А может превысить скорость света при углах ДЧА близких к 90 градусам и луч дальномера никогда не догонит поезд, который станет ненаблюдаемым. Ситуация явно выходит за пределы возможностей уравнений СТО. Это означает, что уравнения Лоренца должны иметь ограничения по применению. С позиции Ч₁ ничего подобного произойти не может, поэтому преобразования Лоренца применяются только для движения инерциальных систем вдоль одной оси координат.

По терминологии Логунова А.Л. в ситуации с Ч мы имеет дело не с истиной физической скоростью, а с координатной скоростью (иллюзия). Но как выбрать абсолютную неподвижную точку отсчета для определения физической скорости, как отличить физическую скорость и координатную? Очевидно, спор между Ч и Ч₁ можно разрешить, привязавшись к неподвижной материальной среде, например, к рельсам. Пустое пространство Эйнштейна для этого не годится. СТО отрицает возможность существования абсолютных реперов (точек отсчёта) в пространстве и постулирует, что любое движение относительно.

Чрезмерное упрощение модели, исключение гравитационных сил, отказ от материального пространства, невыполнимость принципа относительности и инерциального движения делают СТО не адекватной реальности.

Со сказанными неточностями можно было бы условно согласиться, если бы не ещё одно сомнительное допущение. Сомнительным моментом в описанном мысленном эксперименте Эйнштейна являются световые часы. Бездоказательно предполагается, что в движущимся вагоне луч света, отразившийся от верхнего зеркала, обязательно должен попасть на нижнее и вернуться обратно. Можно задать вопрос, как луч света «знает» под каким углом отразиться, чтобы не промахнуться и попасть в нижнее зеркало. Если вместо фотона между зеркалами заставить «бегать» какую – либо массивную частицу, например, электрон, или протон, то объяснение существует. Массивная частица движется от верхнего зеркала к нижнему и одновременно по инерции перемещается в направлении движения вагона. Это обеспечивает «автоматическое» пересечение траекторий частицы и зеркал. Такие эксперименты каждый может провести, играя в настольный теннис в движущемся вагоне. Игра не будет отличаться от игры в неподвижном спортивном зале. Вероятно, эта аналогия интуитивно использовалась при мысленном моделировании часов Эйнштейном.

Однако из виду упущено, что фотон не имеет массы покоя. Утверждение, что c=const равносильно тому, что фотон не испытывает ускорений, не обладает инерционными свойствами, на него не действуют силы инерции. Мысленный эксперимент со световыми часами явно не учитывает этого обстоятельства. Поэтому, отразившись от верхнего зеркала, фотон «упрямо» будет всегда двигаться по заданной траектории. Пока фотон достигнет уровня нижнего зеркала, последнее «уедет» вправо вместе с вагоном. Фотон не попадет в нижнее зеркало и «часы» остановятся. Эксперименты с движущимися световыми часами в реальности никогда не проводились из – за невозможности достичь субсветовых скоростей. Поэтому мы вправе сомневаться в корректности приводимых в литературе аналогий и сделанных на их основе выводов. Мы уже встречались с подобной некорректностью при объяснении механизма гравитации (рис.2).

.. V₁

……V₀,

Рис.5. «Механизм» электронных часов.

Попробуем исправить положение и заменить фотонные часы, например, электронными. Пусть электрон совершает возвратно – поступательные движения между пластинами конденсатора с постоянной скоростью V₀, определяющей точность хода часов. Когда он достигает одной пластины, электрическое поле отталкивает его обратно, к противоположной пластине (рис. 5).

Пластины конденсатора и электрон перемещаются вправо с одинаковой скоростью V₁. Электрон движется по ломаной траектории, т.к. обладает инерциальной массой. Электрон в движущихся часах проходит более длинный путь за один «тик» (L₁=(√ V₀,² + V₁²) ∆t), чем в покоящихся часах. В этом случае мы не можем постулировать, что √ V₀,² + V₁²=const. Поэтому более длинный путь может быть пройден, как в результате увеличения скорости движения электрона, так и при замедлении хода времени. Очевидно, имеет место увеличение скорости электрона в результате сложения скоростей, но увеличение ∆t не очевидно. Получается, что релятивизм движения не доказан.

Итак, фотонные часы в движении работать не будут, а электронные не дают возможность «увидеть» замедление хода часов (если оно имеет место). Кстати мы получили инструмент, позволяющий отличить покой от движения в инерциальных системах. В покое световые часы работают, а в движении останавливаются.

Однако продолжим наши исследования в предположении, что фотон следует закону инерции, и фотонные часы могут работать в движении. Дискуссионным остаётся вопрос, является ли замедление времени и другие релятивистские эффекты кажущимися, или это абсолютное проявление свойств пространства?

Эйнштейн считал замедление времени кажущимся. Можно сослаться на высказывание Паули: «Сокращение длины стержня, конечно нужно считать кажущимся, т.к., например, для наблюдателя, покоящегося относительно системы К¹, стержень не представляется сокращённым» [2, 4].

Для того, чтобы убедиться в иллюзорности замедления времени, проведём некоторые мысленные эксперименты. Предположим что три одинаковых субъекта А, В, С располагаются на координатной оси по схеме А…В…С. Субъект А начал двигаться влево относительно субъекта В. Одновременно с ним с такой же скоростью вправо начинает двигаться субъект С. Согласно СТО субъект В будет наблюдать замедление хода часов (процессов) около А, т.е. А будет стареть медленнее, чем В. Субъект С двигается в сторону противоположную от А, и удаление от А происходит в два раза быстрее, чем от В. Поэтому С будет наблюдать большее замедление времени около А, чем это считает В. Получается, что субъект А должен стареть одновременно с двумя разными скоростями, что абсурдно. Следовательно, замедление времени при увеличении относительной скорости движения является кажущимся.

Но этот мысленный эксперимент не опровергает возможность замедления хода часов при абсолютном движении относительно, например, эфира. Лоренц и Пуанкаре интуитивно считали замедление хода времени, сокращение длины и увеличение массы движущегося тела объективными свойствами пространства, которое, по их мнению, не пустое.

Эксперименты с движущимися частицами, поставленные с целью проверки СТО, подтвердили увеличение их массы и жизненного цикла с ростом скорости. Так существует ли абсолютное замедление времени? Поскольку кажущееся замедление, очевидно, то абсолютное можно заметить только на его фоне. Если кажущееся замедление можно доказать в мысленных экспериментах, то для доказательства абсолютного замедления нужны реальные эксперименты.

Известен яркий эксперимент с замедлением времени. Мюоны (мю – мезоны), разогнанные в циклотроне до скоростей близких к скорости света, согласно неподвижным часам лаборатории показали удлинение своего жизненного цикла (от рождения до распада) в 10 раз, что истолковывается как замедление хода времени в движущихся мюонах [4].

Эйнштейн бы отметил, что это замедление кажущееся. Лоренц, сторонник существования эфира, мог посчитать этот опыт доказательством существования абсолютного замедления времени. Их спор можно было бы разрешить, если бы мюоны не распались (часы разрушились), и в них можно было бы заметить «старение» после остановки.

Проверить относительность эффекта замедления времени можно было бы движением лабораторных часов вокруг неподвижных мюонов, но реализовать такой опыт не представляется возможным по техническим причинам. Поэтому причины замедления времени остаются неопределёнными, и мы вправе, согласно Эйнштейну, толковать это событие как кажущееся. Но нельзя исключать и точку зрения Лоренца о влиянии пространства на течение времени.

Если согласиться с мнением Эйнштейна, то такая точка зрения создает много противоречий. Так как все объекты Вселенной движутся относительно друг друга, то и ход времени в них разный. Поэтому во Вселенной не должно быть единой метрики ни пространства, ни времени, и такую Вселенную нельзя описать посредством единой системы координат. Однако Вселенная есть единая развивающаяся система, следовательно, для сохранения целостности, развитие её частей должно происходить когерентно.

Хаббл утверждал, что чем дальше от нас другие галактики, тем быстрее они разбегаются, следовательно, по СТО их внутреннее время идет медленнее нашего. Если так было всегда, то мы старше по возрасту, чем дальние галактики. Если наш возраст старше, то рождение Вселенной было поэтапным. Сначала появились мы, а потом «дальние галактики». Все это можно было бы обсуждать, но мнение «того», дальнего наблюдателя будет прямо противоположно нашему. Поэтому, какую точку зрения обсуждать?

Если существует принцип симметричности движения, то мы своим поведением можем повлиять на поведение далёких галактик. Если наблюдатель на Земле будет совершать маневры с целью повлиять на ход «тех» часов, то его маневры станут известными на «тех» объектах через миллиарды лет. К этому времени «те объекты» уже могут исчезнуть (умереть). Эти рассуждения не прибавляют оптимизма «верующим» в существование только относительной формы движения.

Все высказанные сомнения дают основание предполагать, что имеют место два эффекта замедления времени. Один эффект кажущегося замедления является очевидным, но другой, абсолютный нуждается в дополнительных подтверждениях.

Проверить абсолютность изменения времени можно в экспериментах, в которых движущиеся часы возвращаются в исходное неподвижное состояние и при этом их показания демонстрируют отставание времени относительно контрольных (неподвижных) часов. Такие опыты проводились с «летающими» в самолёте атомными (цезиевыми) часами.

Одни часы оставались на поверхности Земли в покое, а другие летали на самолёте. После полёта часы возвращались на Землю. Сравнение показало, что показания летавших часов отстали от часов, покоящихся на Земле. Очевидно, обнаружен не кажущийся факт. Время в движении реально шло медленнее, что опровергает точку зрения Эйнштейна и утверждает мнение Лоренца. Однако желание доказать справедливость предсказаний СТО было настолько велико, что неожиданный эффект (абсолютного, не относительного замедления времени) парадоксально приписали справедливости СТО [3].

Если предположить, что пространство не пустое, а является материей, тогда замедление хода атомных часов можно объяснить «тонким» взаимодействием движущегося атома цезия с материальным субстратом. Очевидно атом, летящий со скоростью самолета, испытывает непонятное влияние мирового субстрата (вакуума), замедляющего частоту его электромагнитных колебаний. В этом опыте замаячил отвергнутый и забытый эффект «эфирного ветра», в который верил Лоренц, но парадоксальным образом «ура» прокричали в адрес Эйнштейна.

Известно, что тщательные попытки Майкельсона обнаружить сопротивление эфира посредством фотонов, завершились неудачей. Неудача с фотонами остановила дальнейшие исследования эфирного ветра, от этой идеи просто отказались. Эфир заменили пустым пространством, в котором нет сопротивления движению, поэтому прекратили поиск способов детектирования эфирного ветра посредством других зондов. Гипноз парадигмы оказался настолько силён, что противоречивый результат с цезиевыми часами посчитали доказательством СТО. Учёные не заметили, что в их руки случайно попал индикатор (атомные часы), который можно использовать, как средство зондирования структуры материального пространства (субстрата). Фотон для этих целей, как показал Майкельсон, не годится, нейтрино также, поэтому следует повторить исследование структуры вакуума посредством других частиц – зондов, имеющих массу покоя. Зонд должен быть устойчивым в ходе эксперимента, чтобы вернуться в лабораторию для сверки показаний с покоящимися часами. Такими свойствами обладали цезиевые часы. Не исключено, что можно найти и более чувствительные зонды.

Для того, чтобы лучше понять причину релятивистских эффектов покажем, что точность измерения зависит не только от точности измерительного прибора, но и от скорости измерения.

Например, если мы будем измерять длину железнодорожного состава лазерным дальномером, то для неподвижного состава проблем не будет. Луч света, отправляясь от головы поезда к хвосту, отражается зеркалом, закреплённом на поезде, и возвращается обратно. Расстояние пропорционально времени движения луча. Но если состав двинется нам на встречу, то измеренное кажущееся расстояние между головой и хвостом поезда будет зависеть от скорости движения состава. Пока свет дойдет до хвостового вагона, последний переместится нам навстречу. Измерения покажут сокращение длины состава. Чем выше скорость движения поезда, тем больше ошибка.

Известные преобразования Лоренца для движущихся инерциальных систем выглядят следующим образом ∆t₁ =∆t₀/√1-V²/C² (V-скорость движения инерциальной системы, С – скорость света, ∆t – интервал времени в движущейся системе, ∆t₀– интервал времени в покоящейся о системе). Видно, что результат измерения зависит от величины С. При С, стремящейся к бесконечности, ∆t =∆t₀, и иллюзия замедления времени исчезает. Следовательно, кажущийся релятивизм вызван несовершенством системы измерения.

Как видим, проблема релятивизма уменьшается при повышении скорости измерения. Однако скорость света в вакууме конечна (300000 км/с), потому иллюзию замедления хода времени в быстро движущемся объекте устранить нельзя. Если искать абсолютное замедление хода времени, то следует помнить о маскирующем эффекте кажущегося замедления.

В пользу существования материального пространства и абсолютного замедления времени свидетельствуют опыты со встречными пучками протонов, пересекающихся под разными углами. Рассчитанное «по Эйнштейну», кажущееся замедление времени в движущихся объектах не соответствовало экспериментальной проверке. Результаты расходились с расчётными иногда в 10 раз (поправки Томаса) [4]. Это противоречие можно объяснить влиянием плотной среды, не учтённом уравнениями Лоренца – Эйнштейна.

В дополнение к уже отмеченным замечаниям следует добавить, что СТО изучает движение в виде процессов перемещения объектов в пространстве декартовой системы координат, но не рассматривает движение материи в форме фазовых и структурных превращений. Перемещение является всего лишь частным случаем фазовых превращений. Покажем это.

Если объект из точки А переместить в точку В, то плотность вещества в А уменьшиться, а в В возрастет. Как видно, перемещение неотрывно от изменения состояния системы «объект-пространство». Перемещение сопровождается изменением структуры материальной среды. СТО рассматривает только перемещение (движение) и выводит из поля зрения огромный спектр других движений – процессов. В тени парадигмы СТО остались идеи, которые мы поднимем ниже.

Выводы

1. При скорости света близкой к бесконечной все релятивистские эффекты исчезнут. Следовательно, замедление темпа времени в зависимости от относительной скорости движения объекта и субъекта наблюдения объясняются недостаточно высокими скоростями измерения.

2. Световые часы не пригодны для объяснения эффекта замедления времени в движении, т.к. фотон не имеет инерции.

3. Инвертировать относительное движение, заставить наблюдателя двигаться с субсветовыми скоростями невозможно. Во всех известных опытах наблюдатель неподвижен и связан с пространством. Поэтому релятивизм может быть объяснён как движением объекта относительно наблюдателя, так и движением относительно абсолютного пространства.

4. Все эффекты замедления времени могут содержать как абсолютную, так и кажущуюся составляющую. Изучение абсолютного замедления времени требует дополнительных экспериментов и признания не пустого пространства.

5. Экспериментально обнаружено абсолютное замедление ходя времени движущихся часов, что свидетельствует о взаимодействии часов с «непустым» пространством.

4.1. Время как феномен объект – субъектных отношений

Древние представлений о времени можно найти и у Платона, и у Аристотеля. По Платону время сотворено Демиургом (творцом) вместе с космосом, является в движении небесных тел и подчиняется закону числа («Тимей»). По Аристотелю время также связано с движением, но не есть движение. «Время есть число движения» («Физика» lV). В современных терминах эту мысль следует понимать так. Время появилось вместе с Миром и является средством познания (число) движения. Это представление о времени в ХХ в. возродилось в трудах Вернадского и его последователей [12].

Августин (354-430 г.г.) считал, что до сотворения Мира не было никакого времени. Само время можно рассматривать как начало всего текущего. Августин отвергает возможность отождествления времени с движением физического мира (Творения). Он ищет меру времени и способ её измерения в индивидуальной душе субъекта, наблюдателя (с современной точки зрения время – это понятие субъективное).

Здесь можно увидеть противоречие. Если время субъективно, то появилось оно одновременно с появлением субъекта (человека), но не с появлением Мира. Вероятно, Августин считал, что человек появился одновременно с Миром, хотя по Библии человек сотворен лишь на седьмой день творения.

Напротив Плотин считал время абсолютным, не зависящим от наблюдателя, и отделял вопрос о природе времени от проблемы его измерения («Эннеады»). В 16 в. представления Плотина были положены в основу абсолютного времени Ньютона и сегодня остаются в обиходе подавляющего количества людей.

Идея о субъективности понятия «время» не нова. По Аристотелю «Время есть число движения». Временем исчисляют движение, но число рождается в сознании человека. Эта мысль в трудах В.И. Вернадского [14] звучит таким образом: «Бренность жизни нами переживается как время…». Подход Вернадского согласуется с точкой зрения Аристотеля, отторгает мистическое отношение ко времени и подводит к мысли о связи времени с реальными процессами. Бердяев также утверждал, что не время течёт, а изменяется состояние материальных объектов, создавая иллюзию течения времени. Время – это последовательная смена состояний материальных объектов [2].

Задолго до Вернадского попытка объяснить ход времени предпринималась Л. Больцманом. Стрела времени объяснялась процессами возрастания энтропии, которые проявляются как структурные превращения, направленные к хаосу. Больцман ощущал время как течение процесса (хотя и разрушительного). По его мнению, все изолированные системы (Вселенную без основания считали изолированным объектом) развиваются в направлении роста энтропии, роста беспорядка.

Пригожин И. (средина 20 века) развивает концепцию внутреннего времени необратимых процессов, в которых система скатывается к хаосу (рост энтропии) [15, 16]. Но И. Пригожин уже не распространяет рост энтропии на всю Вселенную. Представления Больцмана – Пригожина не противоречат выше изложенной концепции локального, внутреннего времени, но подсказывают идею синергетического времени, хотя синергетическая концепция времени базируется на процессах прямо противоположных энтропии.

Вся Вселенная вопреки теории «тепловой смерти» демонстрирует процессы агрегации вещества. Именно этот факт породил синергетический взгляд на время, как чувство последовательности появления новых элементов, новой информации в окружающем мире. Интуитивно именно так мы ощущаем движение времени. Человек никогда не находился в условиях, когда все виды движения прекратились (остановилось время). Остановка всех видов движения равносильна смерти. В рамках синергетической парадигмы время перестает быть абсолютным и является характеристикой протекания внутренних процессов системы. Каждая система имеет свое внутреннее время, характеризующееся процессами структурообразования (экстатическое время) [17, 18].

Развивая синергетическую концепцию времени, Левич А.П. предлагает ввести понятие субституционного времени, квант которого определяется изменением какого-либо элемента системы [19]. Например, процесс синтеза новых клеток в организме может быть аналогом внутренних часов. Появление каждой новой клетки аналогично «шагу» (секунде) внутренних часов. Биосферное время отсчитывается появлением новых видов живых организмов и т.д. Возникает иерархия часов для систем различной соподчиненности.

Т. П. Лолаев формулирует понятие «функциональное время», которое является субъективным восприятием процессов «качественных изменений», происходящих в материальных объектах. Функциональное время имеет начало (образование объекта) и конец (разрушение объекта) [20].

В восточных учениях имеются диковинные, экзотические представления о времени. Например, имеются представления о схождении и расхождении времени. Эти представления не согласуются с представлениями об абсолютном времени, но легко объясняются концепцией функционального времени. Концепция функционального времени и синергетические концепции могут объяснить, как появились такие экзотические представления.

Например, отделение фрагмента от целого (раскол политической партии, миграция населения Европы в Америку, распад айсберга на куски) дает старт новому процессу, новому циклу внутреннего времени. В этих примерах мы имеем явления расхождения (дивергенцию) времени. Поэтому размерность локального времени лучше геометрически описывать разветвлённой осью координат. Все современные модели «пространства – времени» считают время одномерным, линейным процессом.

Новые структуры могут возникать также путем комбинации прежних структур (синтез молекул из атомов, образование колоний организмов, съезд представителей разных партий). Синтез новой структуры осуществляется из фрагментов, каждый из которых характеризовался своим внутренним временем. При синтезе новой структуры из двух «старых» начинается отсчет нового интегрального времени. Здесь возникает явление схождения времени.

Изложенные концепции внутреннего, локального времени еще далеки от завершения. Эти модели пока находятся на уровне подсознания. Время должно иметь количественное измерение. Однако не ясно какими «шагами» следует считать ход внутреннего времени. Индивидуальные ощущения времени очень переменчивы. Все системы организмов имеют иерархическое строение. Их ритм жизни различен. Внутри клетки основные процессы сосредоточены вокруг синтеза белков. Существуют циклы деления клеток. В организме частота смены клеток, ритмы работы сердца, дыхания, мозга могут поспорить за право считаться часами. В основании всего «лежат» атомы (практически не изменяющиеся элементы). Далее молекулы, клетки, ткани, органы, организмы и т.д. Каждый уровень имеет собственное время развития, свой темп изменчивости. Атомные, цезиевые часы, о которых упоминалось выше, также идут своим внутренним темпом, который может не согласовываться с темпом маятниковых механических часов.

В конце 20 в. наметился переход к нелинейной термодинамике, нелинейному мышлению. Можно предполагать, что аналогичное должно произойти и с метрикой времени. Грядет эпоха нелинейного времени, нелинейных часов. Уже появились представления о внутреннем (нелинейном времени). Согласно «стандартной» модели и Вселенная развивается неравномерно.

В сложных системах нет начала и конца. Они плавно трансформируются друг в друга, поэтому не ясно от чего следует начинать отсчет времени. Как разграничить в непрерывной эволюционной цепи событий «конец обезьяны и начало человека»? Если Земля возникала в ходе длительного процесса сгущения газопылевого облака, то с какого момента следует начинать отсчет земного времени?

Подводя итог, можно сделать вывод, что понятие «время» находится в состоянии хаоса (нет четкого определения, нет единой метрики, есть субъективный размытый образ в сознании). Течение локального времени остаётся на уровне смутного, интуитивного ощущения, т.к. нет единых эталонных процессов.

Синергетика, выясняющая инвариантные механизмы самоорганизации систем разного уровня сложности, разного возраста, нуждается в концепции локального, внутреннего времени. Интуитивно кажется, что процессы жизненного цикла мухи и слона имеют много общего (рождение, обучение, функционирование, размножение, смерть), но по стандартным часам они сильно различаются длительностью.

Развитие женского организма протекает быстрее, чем мужского, поэтому при вступлении в брак по обычаям мужчина должен быть старше женщины по абсолютным часам, но по внутренним часам их возраст должен быть одинаков. Однако для калибровки внутренних биологических часов требуется найти некоторый стандарт развития (это задача синергетики). Без решения этой проблемы концепция внутреннего времени останется в статусе гипотезы. Пока же человечество не может обойтись без эталонных, внешних, равномерных часов.

В отличие от абсолютного времени все концепции локального, синергетического времени считают невозможным поворот хода времени вспять. В подсознании время также ощущается однонаправлено. Один шаг локального времени есть появление новой (другой) информации, новой структуры. «Другая» информация появляется как при синтезе, так и при распаде прежних структур, поэтому движение времени может отсчитываться и синтезом, и распадом структур. Например, в песочных часах время можно отсчитывать как по растущей кучке песка, так и по убывающей. Поэтому ход времени необратим.

Отрицание возможности путешествия в прошлое заложено в известном парадоксе. Если путешественник в прошлое при встрече со своим еще молодым дедушкой отговорит его жениться (уничтожит причину своего явления в мир), то должен исчезнуть и сам путешественник (следствие). Очевидно, путешествие в прошлое может нарушить причинно - следственные связи, поэтому оно невозможно. Обращение времени нельзя продемонстрировать на живых системах, т.к. жизненные процессы цикличны, но не обратимы вспять.

Если будет доказана возможность абсолютного изменения темпа хода времени в движущихся объектах (СТО), то это расширит концепцию внутреннего времени практически на все природные объекты.

В СТО можно замедлять время, ускоряя движение объекта. Однако эти процессы предполагаются кажущимися. Но в концепциях синергетического времени заложена возможность влияния на ход внутреннего времени объекта. Можно «убить» объект, т.е. остановить его внутреннее время. Можно ускорить или замедлить темп его развития. Например, меняя освещенность растения можно ускорить темп роста, т.е. ускорить ход внутреннего времени.

Природные процессы не могут отражаться в сознании без наличия памяти. Будущее является проектом, содержащимся только в памяти сознания (банке данных). Образ будущего всегда возникает при экстраполяции прошлого.

Настоящее - не миг, а интервал, определяемый возможностями информационных систем организма. «Настоящее» определяется длительностью процессов принятия, переработки информации, загрузки её в «базу данных» и сравнение с тем, что там уже имеется. Настоящее воспринимается всегда в сопоставлении с прошлым. Поэтому настоящее есть восприятие совокупной информации уже хранящейся в памяти, плюс оперативной информации, поступающая сейчас. Настоящее не может быть осмыслено без сопоставления с памятью о прошлых событиях. Например, одно слово в тексте не имеет смысла в отрыве от контекста. Таким образом, момент «сейчас» - это не просто точка на оси времени, а точка, добавленная к памяти о прошлом. Прошлое, настоящее, будущее есть результат функционирования памяти. Итак, утверждается роль памяти в ощущении времени.

Особенностью ощущения времени является не простая память, а память - классификатор, ранжирующая события в порядке поступления. В простых (статичных) системах фрагменты информации запечатлеваются многократно в одном и том же блоке памяти. Например, можно многократно фотографировать на один кадр фотопленки. На мостовой отпечатываются следы многих людей. Такое запоминание создает информационный шум, одно изображение «забивает» другое, старое стирается. Следователи – криминалисты знают, как трудно при этом «прочитать» следы преступления.

Если осуществлять запоминание на разных участках материального носителя, как на киноплёнке, то возникает возможность манипулировать всей информацией без потерь. Такой памятью обладают ДНК и структуры мозга.

Память явление не только биологическое. Её можно обнаружить и в сложных объектах неживой природы. Например, известна геологическая летопись, зафиксированная на донных осадках горных пород и минералов. Процесс выпадения осадков развернут во времени, поэтому новые события всегда фиксируются на новом носителе (как в кино). Последовательность отложений пластов горных пород является памятью о прошлых геологических событиях, но еще не прокалиброванной сознанием с помощью стандартных часов. Свет, идущий от далеких галактик, является хранителем информации о состоянии Вселенной прошлых миллиардах лет.

В конце ХХ в. наметился переход к нелинейной термодинамике, нелинейному мышлению. Можно предполагать, что аналогичное должно произойти и с метрикой времени. Грядет эпоха нелинейного времени, нелинейных часов. Уже появились представления о внутреннем (нелинейном времени).

Чувство времени отражает динамику материального Мира, его изменчивость, процессы, развитие. Чувство пространства отражает статику материального Мира. Движение по оси времени (ось существует только в сознании) отражает реальные процессы изменчивости какого – либо объекта.

Однако до сих пор время считается одномерным, поэтому достойна внимания идея советского ученого Л.Р. Бартини о трехмерном времени [9]. Остановимся на ней подробнее.

Человеческое сознание не способно одновременно совершать несколько действий, например, писать стихи, решать задачу по математике и следить за развитием событий на экране телевизора. Эти действия можно осуществлять последовательно, или быстро переключаться с одного действия на другое, используя резервы памяти. Внимание фиксирует динамику одного объекта. Таковы «одномерные» особенности человеческого мышления. Можно предположить, что чувство одномерности времени возникло на этой основе.

Но реальные объекты всегда состоят из частей – элементов. Каждый элемент имеет индивидуальную динамику, свой жизненный цикл, свою локальную ось изменчивости (времени). Элементы в системе изменяются параллельными путями, траекториями. Поэтому совокупное развитие элементов можно описать только некоторой совокупностью осей времени.

Например, при описании динамики летящей птичьей стаи можно исходить из целостности стаи. Тогда достаточно одномерного времени. Но если изучать перемещение отдельных птиц внутри стаи, то для каждой птицы потребуется своя ось времени. Множество параллельных осей в геометрии образуют плоскость, т.е. потребуется двумерное время.

Если исследовать не только траектории каждой птицы, но и скорость их перемещения (интенсивность действия, интенсивность изменчивости), то необходимо введения третьей координаты – интенсивности действия (времени). Очевидно, что для решения некоторых системных задач одной временной оси оказывается недостаточно, следует переходить к трехмерному времени. Эта идея может оказаться очень полезной для теории сложных, динамичных систем. Она ещё ждёт своего применения.

Итак, в современных представлениях время перестало быть абсолютным, равномерным, непрерывным. Появилось множество новых определений, терминов. Время становится следствием субъективных переживаний наблюдателя и способом отражения процессов развития. В связи с этим эффекты кажущегося замедления времени в СТО также можно объяснить субъективностью системы «объект – инструмент – сознание».

Подводя итог, можно сделать вывод, что понятие время находится в состоянии хаоса (нет четкого определения, нет единой метрики, есть субъективный размытый образ в сознании). Течение локального времени остаётся на уровне смутного, интуитивного ощущения, т.к. нет единых эталонных процессов. Для отсчёта абсолютного времени можно использовать ритм пульсации Вселенной, но он слишком медленный, чтобы восприниматься нашим «быстрым» сознанием. Человек легче и проще отражает в своём сознании со-размерные и со–временные процессы. В этом заключена ошибка антропоморфизма.

Выводы

1. Время является разновидностью субъективных переживаний сознания. Время и пространство, как ментальные инструменты познания процессов, появились вместе с сознанием, с памятью.

2. Ощущение протяженности времени и пространства основывается на способности запоминать и сравнивать разные образы.

3. Изменения, происходящие в объективной реальности, моделируются в сознании способом, который принято называть «течение времени».

4. Такт хода времени отмеряется сменой событий. Цепь равномерных, избранных событий становится «часами» (солнце, песочные часы, маятник и пр.). Абсолютные часы (пульсация Вселенной) необъятны для антропоморфного сознания, поэтому человечество использует локальные ритмичные процессы в качестве часов.

5. В современных представлениях время перестало быть абсолютным, равномерным, непрерывным. Развитие нелинейного мышления порождает идею нелинейного времени (схождение - расхождение).

6. Для оценки множества одновременных событий потребуется концепция трехмерного времени.