Сергей Сергеев – Пространство и время глазами дилетанта (страница 6)

А принципиально изменилось то, что мы теперь больше не в состоянии видеть этот механизм весь полностью, а можем видеть только его часть. А ещё мы можем перемещаться вдоль (или вокруг) этого огромного механизма, но всегда будем способны увидеть только небольшую часть его. Мы по-прежнему можем наблюдать движение шестерён, колёс и валов, сравнивать скорости их вращения относительно друг друга, но мы не знаем, где находится ведущая шестерня, задающая всё это движение-вращение. Более того, мы не видим бо́льшую часть шестерён-колёс-валов, а наблюдаем движение лишь небольшой части этого огромного механизма. И если мы переместимся от одной части механизма к другой, то как мы сможем оценить относительную скорость вращения отдельных шестерён, разделённых большими расстояниями?

Вот тут-то и появляется потребность в таком понятии, как «время». Чисто визуально мы можем оценивать скорости вращения колёс-шестерёнок лишь субъективно: какие-то шестерни в нашем восприятии будут вращаться быстро, какие-то медленно, какие-то «средне». Но это всё на данном, локальном участке механизма. А вот переместились мы ещё куда-то, снова увидели что-то локальное, а как сравнить всё это с остальными частями механизма?

А здесь нам потребуются часы. То есть устройство, в котором происходят изменения с выбранной нами стандартной скоростью. Например, песочные часы. А за стандартную скорость можно принять, например, оборот какого-то колеса механизма, которое в нашем восприятии вращается равномерно, а все другие колёса могут вращаться быстрее или медленнее относительно него. (Хорошо бы, конечно, за эталон принимать скорость ведущей шестерни, но в огромном механизме далеко не всегда можно определить, где же она находится. Вот и приходится брать за эталон колесо, которое, по нашему мнению, вращается равномерно.) Песочные часы, конечно, не самый удобный инструмент. Гораздо удобнее механизм, генерирующий какие-либо ритмические циклы, например, механические часы. Но это не принципиально. Главное здесь в том, что теперь мы можем сравнивать скорость процессов, ориентируясь на часы, а не на взаимосвязь шестерён друг с другом. И, соответственно, можем судить о скорости протекания процессов в любом локальном месте механизма без необходимости непосредственно наблюдать, что же происходит в других его частях. Ход часов для нас, в данном случае, это что-то равномерное, эталонное, и в сравнении с этим равномерно протекающим процессом мы можем судить как о скорости протекания всех других процессов, так и об их ускорении-замедлении, если таковые имеются. А имея представление о чём-то равномерно протекающем, эталонном (о ходе часов), удобно пользоваться понятием «течение времени».

Тут есть важный момент: часы сами по себе не имеют непосредственной связи с эталонным колесом, поэтому их показания через определённое количество циклов могут не совсем соответствовать истине, и их надо корректировать, то есть синхронизировать с оборотами эталонного колеса. Казалось бы, а что тут такого? Все контрольно-измерительные приборы периодически проходят проверку (калибровку), чтоб убедиться в правильности их работы. Но здесь есть нюанс. Исправный, проверенный прибор, например, вольтметр, можно подключать к измеряемому параметру – напряжению – только в тот момент, когда нам потребуется узнать напряжение в интересующих нас точках. А всё остальное время он может спокойно лежать без дела, ничего не измеряя. Но вот часы должны работать постоянно. Их нельзя подобно вольтметру подключить в нужный момент к измеряемой величине – времени – и посмотреть показания. Часы не измеряют какой-либо объективно существующий параметр. На их показание влияет не время (которого, вообще-то и не существует), а посторонние источники энергии, например, пружина или батарейка. И часы, по факту, не являются измерительным прибором, они являются генератором циклов, по количеству которых мы можем судить о длительности рассматриваемого процесса. Например, если нам надо узнать на каком этапе находится текущий процесс смены дня и ночи (текущие сутки), то мы часы ни к чему не подключаем, а смотрим, сколько циклов они сгенерировали с моменты начала суток (с полуночи). Правда генерируемые циклы для удобства переводятся в часы и минуты, но сути это не меняет.

5

Вернёмся к нашему механизму. Тут есть нюанс: может возникнуть впечатление, что посредством часов можно обнаружить ускорение или замедление времени: ведь если эталонное колесо по непонятным нам причинам вдруг начнёт вращаться быстрее, то наши часы всё равно будут идти в прежнем темпе (они же никак не связаны ни с какими шестернями), и мы по ним определим, что время в системе ускорилось. На самом же деле это не так. В самой этой системе нет понятия «время» и понятий «ускорение» или «замедление». Здесь есть только взаимное расположение шестерён и их относительная скорость друг относительно друга. Именно относительная скорость, именно относительно друг друга, а не относительно какого-то глобального времени. То есть, здесь как-то бессмысленно говорить о каком-то глобальном ускорении-замедлении. Условное понятие «время» – это относительная, локальная величина, а если быть точным – это соотношение длительности одного эталонного циклического процесса движения с другим (измеряемым) процессом движения.

Но здесь, в нашем мысленном эксперименте, всё же как-то очень уж легко представить, что все колёсики могут закрутиться быстрее или медленнее, а это, вроде бы, и есть ускорение или замедление времени. Это верно, для выдуманного нами механизма такая интерпретация вполне подходит. Но это только если ориентироваться на какое-то внешнее, глобальное время, относительно которого наш механизм может ускориться-замедлиться. (Интуитивно мы именно на него и ориентируемся.) А этого глобального времени, как мы договорились, в данной системе нет, весь отсчёт идёт от выбранной нами эталонной шестерни. Но мы как-то невольно, по привычке движение ведущей шестерни соотносим с каким-то «глобальным» временем, а не «внутренним», по которому «живёт» вымышленный нами механизм. В реальной жизни так не получится: нельзя создать часы, которые, скажем так, «не от мира сего», чтоб они никак не зависели от общих законов мироздания. Но главное не в этом. Главное в том, что в нашем мысленном эксперименте всё упрощено до предела, все колёсики слишком примитивно связаны друг с другом, а реальная картина мира отличается от данной схемы самым радикальным образом.

Главное отличие нашего механизма от реалий в том, что здесь, в нашем механизме, понятия «ускорение времени» и «ускорение процесса» идентичны: закрутилось ведущее колесо быстрее, и всё закрутилось быстрее, а если медленнее, то и всё медленнее. В реальной же жизни ускорение процесса это не есть ускорение времени. Если две одинаковые кастрюли с водой поставить на газовую горелку, но под одной из них сделать слабый огонь, а под другой сильный, то вода во второй кастрюле закипит, естественно, быстрее. Но никак нельзя сказать, что у второй кастрюли время ускорилось. Ускорился локальный процесс, а не течение времени. А чтобы была полная аналогия с предыдущим примером, где все колёсики закрутились быстрее, надо сделать так, чтоб абсолютно все процессы одновременно ускорились в одинаковых пропорциях. Это невозможно в принципе, потому что в нашем мире всё слишком взаимосвязано.

Представим себе обычный маятник, то есть, груз на верёвочке. Частота его колебаний определяется длиной верёвочки и ускорением свободного падения, то есть, земным притяжением. Изменение периода его колебаний без изменения длины верёвочки потребует изменения земного притяжения. А это потребует ещё массу всяких других изменений, препятствующих нормальному, «пропорциональному» и взаимосвязанному протеканию бесчисленного множества прочих процессов.

Если представить, что автомобиль стал двигаться быстрее, но так, чтоб при этом не изменились длина его разгона и тормозной путь, а ещё и сила инерции (чтоб на поворотах он вёл себя так же, как и при обычной скорости), то это потребует самых радикальных изменений существующих законов природы (существующих взаимосвязей процессов, и взаимодействия сил). Можно хотя бы вспомнить из школьного курса физики, что кинетическая энергия равна половине произведения массы тела на квадрат его скорости, и становится ясно, что прямолинейного ускорения всех взаимодействующих величин не получится.

Опять же, из школьного курса физики нам известно о существовании различных физических постоянных, – гравитационная постоянная, магнитная постоянная, электрическая постоянная, постоянная Планка, постоянная Авогадро, постоянная Больцмана и т.д. Изменение любой постоянной ведёт к полному разрушению гармонии мира. Это как если бы в выдуманном нами механизме изменить размеры одного колёсика: тогда для сохранения работоспособности механизма потребовалось бы изменение других колёсиков, а их изменение, в свою очередь, потребует изменение ещё большего количества колёсиков, и так до полного изменения всего механизма.

Как утверждают физики, если бы гравитация была сильнее текущего состояния, то звёзды были бы меньше в размерах, а срок их жизни сокращался в разы. Так, например, Солнце просуществовало бы не 10 миллиардов лет, а всего 10 тысяч. А если гравитация будет не больше, а меньше, то звезды станут холодными, а взрывов сверхновых не будет происходить.