Вопрос: что такое время?
Ответ: время — это то, что воюет с Часами — и побеждает.
Что нового можно сказать о времени? Об этом феномене написаны тома философских, научных и поэтических фолиантов. Казалось бы, вопрос закрыт и любые изыскания здесь бессмысленны. Так ли это?
Как говорил Гёте: «Всё было сказано, но обо всём можно ещё кое-что сказать». С категорией «время» не все так просто, как может показаться неискушенному человеку. Начиная с глубокой древности, наше обыденное представление о времени, то есть его понимание на уровне здравого смысла, основывается на семи аксиомах: абсолютности, единственности, инвариантности, неразрывности, гомогенности, необратимости и бесструктурности.
Согласно аксиоме абсолютности все сущее, так или иначе, связано со временем, а само время ни с чем не связано и, как говорят философы, представляет собой форму бытия материальных объектов. Другими словами, не может быть такого положения, чтобы время отсутствовало: все, что приходит, то и уходит, не преходящи только пространство и время.
В соответствии с аксиомой единственности считается, что в мире существует одна ось времени, и все объекты, независимо от их природы, живут в этом едином времени.
Аксиомой инвариантности отражается тот повсеместно наблюдаемый факт, что ход времени не зависит от состояния объектов. Время инвариантно по отношению к совершающимся событиям, происходящим явлениям и протекающим процессам. Ньютон по этому поводу писал: «Абсолютное, настоящее, математическое время само по себе и своей природе течет безотносительно всему окружающему». Прибавив к равномерно текущему абсолютному времени неподвижное абсолютное пространство, Ньютон придал им, по сути дела, свойства атрибутов Бога.
Аксиома неразрывности постулирует отсутствие на оси времени точек разрыва. Любой сколь угодно малый временной интервал может быть разбит на еще более малые интервалы, а эти интервалы — на еще меньшие, и так до бесконечности.
Согласно аксиоме гомогенности считается, что время «течет» равномерно, не замедляясь и не ускоряясь. Поэтому временная ось разбивается на строго одинаковые отрезки (единицы времени), привязанные к каким-либо регулярно повторяющимся событиям. Например, к колебаниям маятника, обращениям Земли вокруг своей оси или вокруг Солнца и т.п.
Аксиома необратимости утверждает, что ось времени представляет собой вектор, направленный от прошлого к настоящему и в будущее. Возврат в прошлое — невозможен, время не «течет» вспять. Образно говоря, колесо истории крутится в одну сторону.
Аксиома бесструктурности постулирует, что время не расчленяется на части и не составляется из каких-либо частей.
Собственно, эти аксиомы и есть те столпы, на которых зиждется наше восприятие и понимание времени. Сами того не замечая, мы, опираясь на перечисленные аксиомы, абсолютизируем представление о времени, превращая его в нашем сознании в нечто безусловное, безотносительное и неограниченное. Для большинства из нас время — это Абсолют, спущенный свыше и неподлежащий изменению ни при каких обстоятельствах. Вместе с тем, нетрудно заметить характерную особенность перечисленных аксиом — их субъективность в том смысле, что все они «привязаны» к одной системе — человеку, и в обобщенном виде отражают нашу человеческую точку зрения на окружающую действительность. В самом деле, согласно перечисленным аксиомам характеристики времени эмпирически установлены так, чтобы человеку как системе было удобно существовать в мире подобных ему объектов и реализовывать в нем свои функции. Иными словами, принятая временная аксиоматика является договорной. Она справедлива постольку, поскольку соответствует чувственным ощущениям человека и отвечает его коммуникационным и иным потребностям. Стоит изменить точку отсчета и привязать время к какой-либо другой системе, например к атому вещества, как большая часть человеческих аксиом времени утратит свой смысл, а другая часть не будет соответствовать реалиям.
Представим себе шаг времени длительностью 0,8 10-16 секунды, соответствующий процессам, происходящим в атоме вещества. Для нас его просто не существует, потому что за столь короткий промежуток времени в нашей жизни ровным счетом ничего не происходит. А вот для π-мезона — одной их элементарных частиц — это огромный временной промежуток, равный всей ее жизни. Чтобы войти во временной «мир» этой частицы, нам потребуются часы с градацией циферблата на порядок меньше чем один миллиметр на 0,8 10-16 секунды. Они будут иметь столь огромные размеры, что движение стрелок по такому циферблату мы не обнаружим. Очевидно, что такое время не будет иметь для нас никакого практического смысла.
Кстати, время не нуждается в числовом (количественном) выражении. Ведь жили же наши далекие предки без часов, измеряя время качественными понятиями: после захода Солнца, с утра, сегодня, вчера и т.д. Да и сегодня в своей обыденной жизни мы, наряду с числовой шкалой времени, нередко пользуемся этими им подобными понятиями.
Существенная трансформация времени произойдет, если предположить, что у человека появится чувство кривизны пространства, то есть он будет видеть постоянные деформации обычного трехмерного пространства в результате изменения скорости движущихся в нем объектов, и эти деформации будут для него существенными. В этом случае, как показано в специальной теории относительности, время ускоряется или замедляется в зависимости от скорости движения объекта. Иллюстрацией тому служит известный парадокс близнецов, который обычно приводят для пояснения положений теории относительности.
Следует ли из сказанного, что принятая временная аксиоматика не есть истина в последней инстанции, а для каждой системы (или для каждого класса систем) существует своя аксиоматика времени, а значит, и свое время?
Изучая различные явления, ученые всегда интуитивно предугадывали, что многим системам живой и неживой природы присуще какое-то свое внутреннее время, в котором наблюдается нарушение общепринятой временной аксиоматики. Это время, с одной стороны, связано с частотой событий, происходящих в системе и вокруг нее, а с другой — само влияет на развитие событий.
Первоначально понятие внутреннего времени, по-видимому, было введено в биологии (биологическое время). Так, французский врач-биолог Леконт дю Нуйи в 1936 году развил концепцию биологического времени, связанного с интенсивностью размножения клеток. «Биологическое время — это основное явление при строительстве живой материи», — писал он. Нуйи связывал биологическое время с влиянием возраста организма на скорость его биологического роста и на период залечивания ран. Он пришел к выводу, что биологическое время не гомогенно, а подчиняется аллометрическому закону (от греч. állos — другой + metron — мера): чем больше возраст организма, тем быстрее «течет» его внутреннее время. Другими словами, с возрастом ускоряется биологическое время — один год, равный одной пятой возраста пятилетнего ребенка, проживается в 10 раз дольше одного года, равного одной пятидесятой возраста 50-летнего человека.
Аналогично этому, Бакман вводит биологическое время как логарифмическую функцию астрономического времени. Согласно этому закону биологическое время больше всего растягивается в начале жизни организма, когда в нем происходит больше всего изменений.
Последующие исследования показали, что биологическое время действительно существует как реальность, связанная не столько с астрономическим временем, сколько с биологическими ритмами, свойственными всем живым организмам (в том числе и человеку). Биологические ритмы присутствуют в каждой живой клетке, запуская в соответствии с заложенной генетической программой всю сложную совокупность жизненных процессов. Временные циклы отдельных клеток слагается в синхронизированные временные циклы отдельных человеческих органов, а те в свою очередь объединяются уже на уровне биоритмов организма в целом.
Таким образом, биологическое время имеет многоуровневую основу. Кроме того, оно не подчиняется какому-либо определенному закону, а формируется индивидуально в результате «сложения» частных биоритмов компонентов организма (молекул, клеток, органов) и зависит от характера их информационного взаимодействия со средой. Внутренние биологические циклы свойственны не только отдельным организмам, но и их популяциям, а также биосфере в целом.
В научно-исследовательскую практику понятие внутреннего времени вошло естественным образом при создании имитационных математических моделей крупномасштабных процессов иерархического типа (например, войсковых операций). В этих моделях для адекватного отображения изучаемых процессов приходится менять временной шаг моделирования: чем выше иерархический уровень моделируемого объекта, тем большим должен выбираться шаг моделирования и, наоборот, с понижением уровня иерархии необходимо сокращать временной шаг модели. При этом разница в размере шага может составлять несколько порядков (от долей секунды для радиоэлектронных процессов до нескольких суток для боевых операций, связанных с пространственным перемещением войск), что практически исключает использование в модели единого временного шага, например, минимального. Следовательно, мы имеем дело уже не с единой, а с иерархической временной осью, в которой время приобретает черты структурности.
Еще более существенная трансформация взглядов на временную аксиоматику произошла в связи с попытками построения математических моделей, имитирующих самоорганизующиеся процессы. Как показал Илья Пригожин в своих работах по нелинейной термодинамике, адекватно имитировать такие процессы возможно только в том случае, если предположить, что шаг моделирования зависит от структуры математического описания процесса, а сама математическая структура зависит от шага моделирования. При этом речь идет не только об абсолютной величине шага моделирования, но и о его положении относительно начальной точки моделирования. Это свидетельствует о том, что в самоорганизующихся системах время не только теряет гомогенность и инвариантность, но приобретает новое качество — становится оператором преобразования будущего стояния системы и ее текущее состояние. В упрощенном виде действие время-оператора можно проиллюстрировать ситуацией, когда мы ожидаем зарплату. Как известно, зарплата-будущее, не влияя на ход астрономического времени, невообразимо «растягивает» наше внутреннее время. Нам кажется, что оно течет с черепашьей скоростью, и мы начинаем предпринимать меры, направленные на то, чтобы каким-либо образом дожить до вожделенного дня. Прав был Гюйо, когда утверждал: «Будущее есть то, к чему мы идем, а не то, что идет к нам».
Каким образом можно измерять внутреннее время, и нужны ли для этого какие-то специальные устройства?
Также как и астрономическое, внутреннее время можно измерять по обычным наручным часам или с помощью любого другого динамического устройства, функционирующего с
