Пространство - время или эволюционная длительность

                ***               

                Наш лес. Чуден зимний лес на закате дня...
                Я исходил и избегал этот лес за многие годы 
                и зимой и летом, вдоль и поперёк
                и в нём не осталось мест где бы я не побывал.

                В летние месяцы я много раз тушил в нём пожары
\                и дневные и ночью.
                Два сезона я назначался от лесхоза пожарным
                обходчиком. После пожаров я делал обрезку
                обгоревших и обуглившихся ветвей у оставшихся сосен.
                Поднимаясь по стволу до верхушки я обрезал ножовкой
                обгоревшие ветви и сохраняя живые. Таким образом,
                мне удалось облагородить кроны у нескольких десятков
                оставшихся от пожаров самых высоких старых сосен. 

                ***

Сама потребность в понятие времени возникла только после осознания необратимости всех происходящих вокруг нас и в нас самих непрерывных эволюционных изменений, когда настоящее безвозвратно уходит в небытиё прошлого, а на смену ему приходит неизвестное будущее. Без осознания необратимости эволюционных изменений у нас не могло бы возникнуть и ощущения длительности, а значит не возникла бы и необходимость в понятие времени.

В процессе эволюции каждого объекта в нём последовательно накапливаются необратимые конструктивные и деструктивные изменения, а сам процесс последовательных изменений вызывает у нас, (познающих субъектов - ПС), ощущение эволюционной длительности, которую мы и обозначаем как время. Возникшее понятие времени вызвало потребность его измерения.

Измерение реального физического времени, скорость которого меняется нелинейно, приходится сравнивать с постоянной скоростью считывания числа колебаний счётчиком часового устройства, который показывает всегда своё собственное, равномерное метрологическое (инструментальное) время. Равным интервалам, отсчитываемым счётчиком часового механизма: n1=n2=n3=...будут соответствовать равные интервалы метрологического времени (дэльта)t i : (дэльта)t1 = (дэльта)t2 = (дэльта)t3 = ….

Проблема состоит в том, что в реальном эволюционном процессе, представляющем физическое время, за каждый интервал метрологического времени (дэльта)t i , вообще говоря, будет происходить различное количество эволюционных изменений – N i , при этом … N1 не равно N2 не равно N3 ; … что свидетельствует о не возможности синхронизации «реальных физических часов» с нашими эталонными часами, отсчитывающими метрологическое время.

Метрологическое время, измеряемое нашими часами, физическим временем не является, поскольку процесс гармонических колебаний является незатухающим и обратимым, а следовательно, сам по себе, не может быть использован в качестве меры. Гармонические, незатухающие колебания, в идеале, как и флуктуации, безвременны. Положение спасает необратимый счётчик числа гармонических колебаний. Счётчик часового устройства засчитывает каждое колебание, и последовательно ставит в соответствие каждому колебанию число из натурального ряда чисел …i, (i+1), (i+2), (i+3), … N, …

Необратимо меняющиеся показания счётчика, соответствующие числу колебаний, представляют искусственную модель нормированного эволюционного процесса, а накапливающееся число колебаний представляет специфическую, метрологическую длительность. Пусть NА представляет собой число показаний счётчика с момента начала некоторого события А и до его окончания. Тогда натуральный ряд чисел ... i, (i+1), (i+2), (i+3),... NА, выставленных на числовую ось в определённом масштабе, будет представлять временную длительность события А, а саму числовую ось можно считать как ось времени.


При этом нужно иметь в виду, что время  события А, измеренное  с  помощью  часов,  как  внешнее  метрологическое  время,  никак  не  отражает  эволюционных изменений самого данного события, т.е. не отражает  его  реальные эволюционные  изменения. Метрологическое  время  представляет  собой, своего рода, проекцию  реального  физического  времени, интересующего  нас  события А на равномерно  проградуированную  временную  ось  метрологического  времени. 

Метрологическое время,  представляет  собой  не  более  чем  искусственно  созданное,  но  очень  значимое  эвристическое  средство,  без  которого  познание  сложных  процессов  было  бы  невозможным. Метрологическое  время  позволяет  ранжировать  все  происходящие  события  в  виде  временных  координат  на  оси  времени  и    таким  образом  устанавливать  между  ними  причинно-следственные  взаимосвязи. 

Физическое время это собственное время, индивидуальное для каждого эволюционирующего объекта, а так же для каждой его отдельной локальной области и точки, оно дискретно, не равномерно и не синхронизируемо, у него нет единой, общей для всех объектов меры и обозначается отвлечённым натуральным числом, которое соответствует количеству всех необратимых изменений состояний.

Не эволюционирующие объекты существуют вне времени, поскольку все изменения в них полностью обратимы. Физическое время - это процесс, накапливающихся необратимых, эволюционных изменений физических состояний объекта, дискретная последовательность которых составляет его событийно-эволюционную длительность, воспринимаемую ПС как время "жизни" объекта.

Таким образом, реальная продолжительность "жизни" каждого объекта должна оцениваться не числом "прожитых" им секунд, минут, часов или лет, а числом эволюционных изменений, числом совершённых и "пережитых" им событий, что в информационном отношении гораздо более значимо для ПС.


Выбор  момента  начала  отсчёта  метрологического времени не  принципиален,  он  ничем  не  регламентирован  кроме  соображений  удобства.  Абсолютное  значение  имеет  только  длительность  события,  временной  интервал  -  (дэльта)t = t2 – t1 ,   а  t1  и  t2  - моменты  начала  и  окончания  события,  абсолютного  значения  не  имеют, их отсчёт  ведётся  относительно  условно  принятого  нулевого  начала  на  оси  времени.

В этом смысле, метрологическое время – это, по существу, эвристический инструментарий, физико-математический параметр, фиксирующий моменты начала и конца наблюдаемых событий по часам находящимся в системе наблюдателя. Для описания наблюдаемых событий мы соотносим реально происходящие изменения объекта с изменениями нормированной длительности наших часов, т.е. переводим реальное физическое время, не доступное прямому измерению, в доступное нам метрологическое (математическое) время.

 Однако более информативной для нас, как познающих субъектов, является не сама временная длительность, а быстрота изменения состояния объекта: быстрота изменения его координаты - dx/dt, быстрота изменения скорости - dv/dt, быстрота изменения массы - dm/dt, быстрота изменения потенциальной энергии - dU/dt, быстрота изменения кинетической энергии - dT/dt, быстрота изменения напряжённости электрического поля - dE/dt, быстрота изменения напряжённости магнитного поля - dH/dt, … и т.д. и т.д.

Всякое необратимое изменение физической величины: dx, dv, dm, dU, dT, dE, dH, и т.д. это дискретный процесс бесконечно малого изменения физического состояния объекта, который и представляет собой дискретный акт физической длительности, из последовательности которых и складывается реальное физическое время эволюционирующего объекта. Нас, как познающих субъектов, при изучении происходящих событий, прежде всего, интересует их интенсивность как качественная характеристика, поскольку именно она, как правило, детерминирует последующие изменения или, по крайней мере, определяет их вероятность.

 В теории познания, метрологическое время является таким же необходимым эвристическим средством, каким является и весь эвристический аппарат физико-математических наук.

В связи со всем выше сказанным, возникает робкое сомнение в физическом единстве «пространственно – временного многообразия» Г.Минковского – Эйнштейна. Однако предлагаемое понятие физического времени вовсе не противоречит основным принципам СТО и ОТО и полностью согласуется с ними. В СТО это принцип относительности Эйнштейна и принцип независимости скорости света в вакууме от выбора инерциальной системы отсчёта.

В ОТО основным принципом является эквивалентность инерции и тяготения (гравитации). Исключение представляет объединение пространства и времени в единое «пространственно-временное многообразие», которое, по мнению автора, является искусственным образованием.

Вызывает недоумение, когда профессиональные физики – теоретики, работающие на передовом фронте современной физики - теории суперструн, (претендующей на теорию всего сущего), всё ещё продолжают интерпретировать время как некую субстанциональную сущность. Согласно гипотезы американского физика Брайан Грина (17),[20] пространство-время (П-В), это «когерентное состояние струн», которые «как нити ткани пространства-времени» колеблются в определённой моде. Он ставит вопрос: «не существует ли исходного материала для ткани пространства-времени…, когда создающие структуру пространства-времени струны ещё не включились в упорядоченный, когерентный танец колебаний…», когда ещё «пространство-время не существует»?

Б.Грин пишет: «Представление такого бесструктурного исходного состояния, в котором нет пространства и времени в обычном смысле, требует предельного напряжения ума у большинства людей (во всяком случае, у меня)». И далее: «…так как гравитация связана с формой пространства и времени, мы не должны ограничивать теорию, заставляя её действовать в уже существующих рамках пространства-времени… Мы должны позволить теории струн создавать её собственную пространственно-временную арену, начиная с конфигурации, в которой пространство и время отсутствуют (!!).»

Пространство-время это та «арена», на которой разворачиваются все события, поэтому, как пишет Грин: «Нахождение корректного математического аппарата для формулировки теории струн без обращения к изначальным понятиям пространства и времени является одной из наиболее важных задач, с которыми сталкиваются теоретики. Разобравшись в том, как возникает пространство и время (!!), мы могли бы сделать огромный шаг к ответу на ключевой вопрос, какая геометрическая структура возникает на самом деле».

 Б.Грин предлагает решить явно неразрешимую проблему – создать такой математический аппарат, который позволил бы формализовано выводить как следствия характеристики пространства и времени, т.е. «создавать…собственную пространственно-временную арену, начиная с конфигурации, в которой пространство и время отсутствуют (!!)».

Однако здравый смысл просто не может принять это заманчивое предложение, поскольку ему просто не по силам подняться до уровня «творца» Мироздания, который, будучи незнамо где и когда, из ничего создаёт всё. Если даже допустить, что кому-то бы удалось «создать» такой «корректный математический аппарат для формулировки теории струн без обращения к изначальным понятиям пространства и времени», то ему всё равно пришлось бы обосновывать пространственную протяженность самих струн, как специфической «ткани пространства-времени».

 Поскольку сама струна, как впрочем, и любой реально существующий объект, является пространственным образованием. Возможно, нужно признать, что пространство, как когда-то считал Ньютон, является универсальным «вместилищем» пространственно протяженных объектов? Таким образом, когда мы вводим в обиход какой-то объект, то мы уже изначально подразумеваем его пространственную протяжённость, однако вовсе не обязательно, что при этом он должен обладать и временной длительностью.

Все лептоны, кварки, переносчики взаимодействий и протон существуют вне времени и если в действительности существуют струнные объекты, то, безусловно, они должны быть вне времени, т.е. они не должны эволюционировать. Реальное существование всякого нечто, доступного нашему восприятию, возможно только в координированном трёхмерном пространстве, но вовсе не обязательно во времени. Никаким, даже запредельным напряжением ума невозможно представить такое состояние, «в котором нет пространства и времени в обычном смысле» поскольку это было бы абсолютным ничто.

Б.Грин сетует на то, что необходимость обращаться к «изначальным понятиям пространства и времени» ограничивает теорию гравитации, «заставляя её действовать в уже существующих рамках пространства – времени…», а для решения этой проблемы он предлагает «создавать… собственную пространственно-временную арену». Но вполне возможно, что для решения этой проблемы потребуется радикально переосмыслить и само пространственно – временное единство?

 Павлов. 07.2009 г.

ЛИТЕРАТУРА
1).«Как взорвалась Вселенная». И. Д. Новиков, «Наука», 1988 г.
2).«Структура и природа времени».Дж. Уитроу,«Знание»,Москва, 1984 г.
3).«Методологические проблемы физики». Н. В. Мицкевич, А. С. Алексеев, Э. М. Гудинов, .«Знание», Москва, 1981 г.
4).«Проблемы начала и конца метагалактики». И. Л. Розенталь, «Знание», Москва, 1985 г.
5).«Релятивистская астрономия». И. А. Климишин, «Наука», Москва, 1983 г.
6).«Электродинамика и теория относительности». А.Н.Матвеев. «Высшая школа», Москва – 1964 г.
7).«Физика элементарных частиц». Л. Б. Окунь, «Наука», Москва, 1988 г.
8).«Физика атомного ядра и элементарных частиц». А. И. Наумов, «Просвещение», Москва, 1984 г.
9).«Всего лишь кинематика». Г. И. Копылов, «Наука», Москва, 1981 г.
10).«Законы микромира». В. В. Батыгин, «Просвещение», Москва, 1981г.
11).«Основы современного естествознания». А. И. Иванов, С. Б. Токарева, А. В. Хоперсков, ВГУ, Волгоград, 2001 г.
12).«Этюды о симметрии». Е. Вигнер, «Мир», Москва, 1971 г.
13).«Порядок из хаоса». Илья Пригожин, Изабелла Стенгерс, «Прогресс», Москва, 1986 г.
14).«Вселенная, жизнь, разум». И. С.Шкловский,«Наука»,Москва,1987 г.
15).«Динамика иерархических систем. Эволюционное представление». Дж. Николис, «Мир», Москва, 1989 г.
16).«Физика элементарных частиц и инфляционная космология». А. Д. Линде, «Наука», Москва, 1990 г.
17).«Элегантная вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории». Брайан Грин, Издательство УРСС, 2004г.