Время и двадцать первый век

Время и двадцать первый век
Перепёлкин Виктор Дмитриевич
Рецензия, на публикацию предисловия:

Методологические аспекты проблемы времени  Алексей Степанов 5
Пауль Брехман

Физические и методологически аспекты проблемы времени


Пер. с нем., 642 с., с илл., тв. пер., изд. «Наука», М, 2013


Предисловие редактора перевода


Вниманию специалистов предоставляется впервые изданная в переводе на русский язык монография известного немецкого (ныне работающего в Бостоне) физика Пауля Брехмана.
Работы Брехмана по теории суперструн и квантовой электродинамике широко известны во всем мире. В последние полтора десятка лет он сместил акценты в своей работе, уделяя все больше внимания вопросу объединения квантовой механики и теории гравитации, а также изучению природы, происхождения и физической сущности времени.
Несмотря на то, что вопросы, касающиеся времени, чрезвычайно актуальны и в философском, и в физическом аспектах, они не нашли должного отражения в работах других исследователей как из-за их сложности, так и по причине практической невозможности их экспериментального изучения, поскольку считалось, что ряд эффектов можно проверить лишь при энергиях, недоступных для современных ускорителей, в том числе и для БАК.
Непредвзятый взгляд на проблему времени позволил Брехману продвинуться в изучении проблемы времени дальше других и совершенно по-новому осветить ее.
Впервые проблема времени была затронута Альбертом Эйнштейном в его работе «К электродинамике движущихся сред» [1]. В работе была показана зависимость темпа движения часов от выбора системы отсчета и относительной скорости. Эти изыскания были продолжены Эйнштейном в СТО [2]. Характерно, что Эйнштейн и последующие поколения физиков явно или неявно полагают, что реляционное время существует наряду с метрологическим, хотя каких-либо экспериментальных подтверждений этому нет. Такой взгляд привел к тому, что интуитивное понимание природы времени и избегание анализа этого феномена стали обычными в практике. Между тем, проникновение исследований в область планковских масштабов приводят к необходимости пересмотра существующих представлений и отказ от целого ряда заблуждений – иначе дальнейшей продвижение в физике будет все сильнее замедляться. Так что представляемая читателю книга является как нельзя более своевременной.
В первых двух главах автор подробно рассматривает существующие представления о времени и «расшатывает» их. Он задается вопросом: а существует ли время как процесс? По-существу, прошлое не наблюдаемо непосредственно: мы просто верим в то, что наблюдаемое «здесь и сейчас» сложилось в ходе длительных и закономерных изменений. Интересно, что креационисты полагают, что Бог создал все сущее шесть тысяч лет назад, но при этом заложил в строении мира такую структуру, которая выглядит так, как будто его история длится уже четырнадцать миллиардов лет. Почему, спрашивает Брехман, не полагать, что мир существует только в настоящем, а прошлого не было и есть только структуры, обманно свидетельствующие о ходе времени?
Далее, автор рассуждает о будущем: предопределено ли оно настоящим? С одной стороны, ньютоновская механика, из которой следовала инфернальная детерминированность будущего, отвергается квантовой механикой, которая события, по крайней мере, на микроуровне, описывает как принципиально вероятностные и предсказуемые лишь в статистическом смысле. С другой стороны, та же статистика делает микроскопические флуктуации малозначащими для процессов масштабных – и об этом говорит мнение большинства физиков, подтверждаемое расчетами. Однако Брехман опровергает это мнение. «Представьте себе ситуацию, когда некая частица была зарегистрирована по десятку событий. Это – обычная в физике высоких энергий ситуация. Авторы открытия получают Нобелевские премии, тешатся на банкетах и принимаются в иностранные академии. Но анализ, доступный любому студенту-физику, показывает, что этот десяток частиц с довольно большой вероятностью мог и не родиться – и тогда эти же авторы остались бы физиками средней руки, о которых никто и никогда не слышал. Согласитесь, что это – совсем другая история, которая оказалась зависящей от событий в микромире».
Здесь автор делает поразительное утверждение: поскольку настоящее нонвариантно, а будущее в некоторой степени неопределенно, т.е. представляет собой некоторый континуум доступных для реализации состояний, то, проведя вектора из будущего в прошлое, обнаружим, что прошлое – также многовариантно! Здесь Брехман декларирует некоторую связь с информатикой, заявляя, что невозможность получить исчерпывающую информацию о прошлом связана именно с его, прошлого, многообразием. Конечно же, из этого не следует, что возможность путешествий во времени существует, поскольку принцип причинности остается пока незыблемым.
Затем Брехман рассуждает о том, есть ли время в микроскопических масштабах: «Рассмотрим электрон в системе координат, центром которой он является. Сколько бы мы не наблюдали этот электрон, с ним не происходит ни каких изменений. Вправе ли мы говорить о том, что время идет в этой системе координат? Да, вправе – если меняется сам электрон. Но астрофизические измерения показывают, что физические законы и такие константы, как, например, постоянная тонкой структуры, неизменны по крайней мере в течение десяти миллиардов лет. Следовательно, и десять миллиардов лет назад этот электрон был таким же, он не стареет – и, соответственно, время не имеет к нему отношения. Совсем иначе выглядит та же ситуация, если рассматривать ансамбль из нескольких частиц. В этом случае без понятия времени уже не обойтись, потому что координаты частиц меняются, меняется и величина сил, которые действуют между частицами».
В четвертой главе автор обращается к связи времени и термодинамики. Это – не новый подход: многие физики полагают, что именно второй закон термодинамики однозначно задает направление стрелы времени. Эпатируя читателей, Брехман снова возвращается к примеру с открывателями новых частиц, ставшими нобелевскими лауреатами: «…Когда-нибудь неумолимое движение времени сотрет все следы предшествующего. Выровняются градиенты всех потенциалов, все, что может распадаться – распадется, и мир будет заполнен унылой мешаниной из вещества и излучения. Это состояние будет достигнуто и будет совершенно одинаковым как в том случае, когда физики получат свои премии, так и в случае, если им не удастся этого сделать. Выходит, что локально и лишь в определенные этапы развития мира ход времени не является жестко предопределенным, но в конечном итоге это не играет никакой роли». Печальное размышление, не так ли?
Итак, масса противоречий, заблуждений и странностей, которые обнаруживаются при непредвзятом взгляде даже не на сущность – всего лишь на констатирование существования времени – показывают, что давно назрела необходимость новых подходов. И автор делает это в следующих разделах.
К сожалению, чтение многих глав требует знания недавно появившихся при разработке теории суперструн разделов математики. Большинство профессионалов знакомы с ними в недостаточной степени. Правда, Брехман предваряет каждую главу популярным изложением хода вычислений и комментариями, что до определенной степени облегчает задачу читающего, но, как обычно, для неподготовленного читателя картина будет искажена тем, что вместо строгого языка математики он будет пользоваться кривым зеркалом аналогий.
Чего же достиг Брехман? Самым впечатляющим является то, что время, как считает Брехман, не существует на масштабах порядка планковской длины. В некоем безвременье и на чрезвычайно малых расстояниях теряют традиционный смысл понятия интервала, массы, не выполняются законы сохранения, размерность пространства теряет смысл. Но, как из хаотического движения молекул газа выкристаллизовываются прекрасные в своей математической завершенности газовые законы, так и из абсолютного хаоса, царящего на самом дне пространства, рождаются все законы, проявляющиеся в мире обычных масштабов.
Еще одна особенность заключительных разделов монографии – тесная связь теории времени, развиваемой Брехманом, с квантовой механикой. Вспомним утверждение квантовой теории поля о том, что из соотношения неопределенности следует возможность самопроизвольного рождения частиц – и чем больше масса частицы, тем меньше время ее существования. Точно так же, по Брехману, фундаментальная неопределенность информации об исторических событиях, нарастающая со временем, означает, что все события, не противоречащие настоящему, имели место. Так, шар-зонд, упавший в Техасе в 1947 году, одновременно был и летающей тарелкой, и аппаратом, разработанным германскими инженерами, а инопланетяне в нем одновременно и были, и отсутствовали, и являлись как муляжами из мастерских Голливуда, так и агентами Кремля. Всякие новые доказательства одной из версий уменьшают долю всех прочих в реальной истории, но не сводят ее к нулю. Впрочем, количественный расчет спектра исторических состояний возможно выполнить лишь для простейших случаев – скажем, для двух фотонов в одномерном ящике с зеркальными стенками.
Интересны и практические выводы, которые следуют из работы Брехмана. Он утверждает, что уточнение и анализ прошлого не только поставляют нам информацию: они творят прошлое, и, тем самым – настоящее и будущее. Правда, из теории следует, что изменения субъекта исследования не позволяют обнаружить, как сильно отражается изучение прошлого на формировании настоящего и будущего. Интуитивно такие изменения кажутся возможными и естественными, но экспериментальная проверка кажется невозможной – и в этом недостаток теории, признаваемый самим автором. Впрочем, внутренняя целостность теории, объяснение природы физических законов и нахождение границы, ниже которой законы природы в принятом значении этого слова не существуют и тем самым исчезает дурная бесконечность, так пугающая философов и физиков, уже являются колоссальными достижениями сам по себе.
Мы надеемся, что прочтение книги будет не только ознакомительным, что найдутся читатели, которые продолжат изыскания Брехмана и сумеют поставить новые вопросы или разрешить те, которые остались за рамками авторского внимания.

Проф., д.ф-м. н., А.Н. Безумных


© Copyright: Алексей Степанов 5, 2013
Свидетельство о публикации №213083001272
Список читателей / Версия для печати / Разместить анонс / Заявить о нарушении правил
Рецензии
Написать рецензию
Мы надеемся, что прочтение книги А.Н.Брехмана будет не только ознакомительным, что найдутся читатели, которые продолжат изыскания Брехмана и сумеют поставить новые вопросы или разрешить те, которые остались за рамками авторского внимания.

Пожелаем же творческих успехов автору этих строк, взявшему на себя тяжёлый труд продолжить начатые "изыскания Брехмана" и завершить то, что осталось за рамками его внимания и понимания.

С добрым пожеланием и пониманием.

Любомир Павлов   04.03.2014 23:58   

Рецензия
Здравствуйте!
Мне понравились пожелания Любомира Павлова, предназначенные автору предисловия к книге А. Н. Брехмана, а именно,- редактору книги,  профессору,  д. ф-м. н., А. Н. Безумных, - предложившего:
"...завершить то, что осталось за рамками его внимания и понимания..."
Мне показалось не серьёзным, возможность постановки вопроса, Паулем Брехманом: "А существует ли время как процесс?"
Затем мне стало проясняться положение в науке 21 века, когда, все приборы предназначенные для измерения непрерывных процессов, стали заменяться "ЦВМ" - цифровыми вычислительными машинами, так, что , современные физики-теоретики не имеют понятия об аналоговых измерительных приборах и аналоговых моделирующих машинах,  распространённых в лабораторных исследованиях второй половины прошлого века.
  Поэтому, всеобщая дискретизация, привела к смехотворным вопросам.
Такие вопросы не могли возникнуть, у тех людей, кто знаком со специальными приборами, называемыми осциллоскопами и осциллографами, имеющими специальное устройство для развёртки электронной модели процесса во времени., причём, позволяющим синхронизировать изменение наблюдаемой картины на экране, с реальным  физическим процессом, происходящем в реальной среде.

 С уважением, инженер, пенсионер, Виктор Дмитриевич Перепёлкин, из Омска..