Механизм времени

     Мы живём в мощном и стабильном потоке времени. Нет никакой возможности замедлить (сверх релятивистского эффекта) и тем более остановить его или развернуть вспять. Но наблюдаемая однонаправленность, "стрела времени" не следует из физических постулатов, более того, противоречит универсальному принципу симметрии. Окружающее нас пространство трёхмерно и симметрично. Асимметрия времени мешает рассматривать его как четвёртое измерение.
     Классическая физика, изучающая соразмерные человеку явления, вынуждена рассматривать особость времени, как аксиому. Но эффекты теории относительности, возникающие при больших скоростях, и квантовой физики, действительные в микромасштабе, нарушают представление о стабильном и равномерном потоке времени. При приближении к  скорости света время теряет абсолютность. Ещё более странно то, что происходит в микромире, где частицы, почему-то имея также свойства волны, одновременно находятся в разных точках и состояниях, а события вызывают нелокальные последствия, без какой-либо задержки проявляющиеся на любом удалении. Квантовые парадоксы вынуждают задуматься о различии аксиоматики макро- и микромиров, причём под подозрение попадает именно аксиома асимметрии времени. Попытки опровергнуть её и вернуть времени симметричный характер предпринимались неоднократно, например в [1,2,3,4,5], но до сих пор не вышли за рамки разрозненных гипотез.
     Значительный, внешне противоположный тезис выдвинул Илья Пригожин [6], связавший необратимость времени с нелинейными процессами. Солнце, по-разному нагревая воду и сушу, создаёт в воздухе над ними разность давления, приводящую к формированию вихрей, вовлекающих большие массы воздуха. Подобного рода процессы, усложняющие структуру, массово возникают в разных средах. Общее их название – самоорганизация. В их ходе поступающая в скопление элементов энергия приводит к росту системности (то есть повышают их связность и порождают некоторую цельность). Математически описать процессы, протекающие в системах гораздо сложнее: вместо линейных дифференциальных уравнений часто требуются нелинейные, нерешаемые аналитически. До второй половины ХХ века изучать их было трудно или невозможно.  Когда же компьютеры и современная математика позволили это делать, выяснилось, что характерные для нелинейности точки разрывов и окружающие их зоны неустойчивости изменяют не только физический, но отчасти и философский взгляд на мир [7].
     Линейные процессы устойчивы, небольшие отклонения порождают силы, возвращающие их "в колею".  Такие колеи (аттракторы) есть и у нелинейных процессов вдали от разрывов. Движение по аттрактору не только устойчиво, но и обратимо – описывающие его уравнения не изменяются при смене знака времени. Свойственная большинству физических законов обратимость согласуется с принципом симметрии. Но в зоне неустойчивости (в "точках бифуркации") небольшие, случайные воздействия выбивают процесс из колеи. Ни предсказать будущее, ни объяснить прошлое воздействие, исходя из логики самого процесса, нельзя – его ход изменяют случайные внешние силы. Поэтому нелинейные процессы не могут развернуться вспять, они необратимы. Поскольку нелинейность присуща многим, если не всем процессам во вселенной, стрела времени, утверждал Пригожин, носит фундаментальный характер.
     Из тезиса Пригожина следует, что мировой процесс нельзя представлять, как непрерывный, равномерный детерминированный поток. Гораздо лучше его должна описывать марковская цепь, узловые события которой не зависят от пути достижения предыдущих состояний.
     Именно такой, марковский, процесс квантового уровня исследовали британские физики в работе [5]. И пришли к выводу, что «марковское приближение не подразумевает нарушения симметрии относительно обращения времени». Словечко "приближение" свидетельствует о детерминистских взглядах авторов: на самом, мол, деле всё взаимозависимо, но мы не можем проследить все связи, и исследуем приближение. Проанализировав формулы, они сделали вывод, что даже необратимый в классическом понимании тепловой процесс, квантовое броуновское движение «…может происходить в двух противоположных направлениях времени». Это очень сильный результат, говорящий о высокой устойчивости квантовых процессов.
     Как же симметрия квантового уровня может сочетаться с асимметрией макромира? В статье [8] и более подробных заметках [9,10]  мной предложена гипотеза вневременных транзакций (ВВТ), вкратце сводящаяся к следующему: между стартовым событием (например, излучением) и вероятными финалами (например, поглощениями) микрочастица проходит многократно, но одновременно, всякий раз разворачиваясь во времени перед необратимыми событиями до тех пор, пока не получает исчерпывающую информацию о среде. Совокупность таких движений, проходящих по всевозможным траекториям, как раз и придаёт частице форму волны, что объясняет корпускулярно-волновой дуализм. Идея становится понятнее, если различать внутреннее время частицы, в котором она, постоянно возвращаясь в точку старта (что гарантирует соблюдение законов сохранения), вновь и вновь из неё излучается, и внешнее, в котором все эти траектории спрессованы в единое волновое движение, так что все излучения происходят одновременно.
     Гипотеза ВВТ позволяет объяснить и другие парадоксы квантового мира – запутанность, неопределённость, нелокальность и др. И в то же время определяет границу обратимости: время симметрично внутри ВВТ, но старт и финиш каждой транзакции необратим. Как показал Ричард Фейнман [11], суммирование бесконечного множества траекторий (что и происходит в ВВТ) позволяет выделить одну, удовлетворяющую принципу наименьшего действия. Именно и только она доступна внешнему наблюдению (которое тоже является необратимым событием и "режет" транзакцию на части). Событие, необратимое для элемента, может быть обратимо для системы, если элементы не различимы. Однако ВВТ системы прерывается каждый раз, когда завершается ВВТ любого её элемента, что и лишает макросистемы волновых свойств.
     В.Э. Терехович [12] рассматривает  связанное с системой отсчёта метрическое время (которое измеряют часы), и время действия, собственно внутреннее время, независящее от релятивистских эффектов. На квантовом уровне сверхпротяжённое время действия пакуется в неизмеримо более краткое внешнее метрическое. А если различать внешнее и внутреннее время на макроуровне, то внешнее, напротив, окажется "длиннее" (дорога состоит из множества шагов).
     Макроскопические процессы не могут идти вспять, но зато системы фиксируют ("запоминают") события, значимые в их внутреннем времени. Внутреннее время движется от одного события к другому, пока система усложняется либо разрушается, но замедляется или вовсе останавливается, если изменений нет. Многократно проходя путь от некоторого начального до возможных финальных событий, система отбраковывает неудачные попытки (либо надсистема отбраковывает свои подсистемы, выбравшие неудачный путь). Так спортсмен в длительных тренировках оттачивает движения, чтобы на соревновании выполнить упражнение (действие) оптимальным образом. Так биологический вид совершенствуется в ходе адаптации к среде путём мутаций и выработки оптимального поведения. Так вода обтачивает и полирует гальку.
     Наряду с самоорганизацией, системы могут порождаться и в ходе организации, при действии нисходящей причинности. Такие системы наследуют цельность и сложность от родителей или создателей. Но это не исключает дальнейшего развития: если время простейших, например, механических систем в их взаимодействии со средой движется лишь к разрушению и распаду, то более сложные биологические и социальные системы могут и начать новый цикл самоорганизации.
     Общим для квантовых ВВТ и макроскопических действий является выработка, путём многократного повторения, оптимальной структуры системы или процесса, то есть получение ценной для системы информации. На более высоких уровнях востребована лишь ничтожная часть накопленного на нижних. Однако "пирамида" информации неуклонно растёт – от кварков, нуклонов, атомов и молекул до звёзд и планет, организмов и социумов. Параллельно с ценной создаётся (и быстро забывается) масса иной информации. По определению Генри Кастлера «информация есть случайный и запомненный выбор одного варианта из нескольких возможных и равноправных» [7, с.17;13]. Не запомненное можно назвать потенциальной информацией – фиксация, вообще говоря, может происходить не в момент создания, а позже. Основная масса реализованных вариантов совсем не фиксируется. И даже то, что ценно на некотором уровне, для высших лишь потенциально. Не зафиксированная масса может рассматриваться, как энтропия. Совместное накопление информации и энтропии не просто идёт во времени, но и создаёт его.
     Ещё раз: накопление энтропии и информации, иначе говоря, потенциальной и актуальной информации происходит совместно. Первая –массовый продукт, вторая – штучный, и это главное их отличие.  На квантовом уровне, в ходе ВВТ, возникает информация, актуальная для этих транзакций и потенциальная для высших уровней. Время действия макросистем и внешнее, метрическое время вообще создают необратимые события, порождающие при этом и информационную пирамиду мира.
     Отсюда понятна неравномерность эволюции, замедлявшейся от Большого взрыва до образования звёздных и, в частности, Солнечной системы, и вновь постепенно ускоряющейся после появления жизни и особенно разума. Если начальное замедление связано с усложнением информации, обгонявшей элементную базу имевшихся систем, неспособных к запоминанию больших сложностей, то с появлением жизни, обладающей гибкой генетической памятью, её развитием эта проблема смягчилась. И окончательно была снята с появлением и развитием разума, освоившего сохранение сколь угодно сложной информации на внешних носителях неограниченной ёмкости.
     Следующей проблемой становится работа с накопленной информацией: надо уметь её быстро считывать и обрабатывать, на что наш мозг не способен. Решить эту проблему смогут только более мощные информационные системы.
     Таким образом, маховик времени раскручивается, накапливая информацию всё более интенсивно. К сожалению, нет гарантии, что этот механизм не сломается, ведь земная жизнь ничтожна перед мощью космоса. Время в любом случае не остановится, но богатство, накопленное земной жизнью и разумом, био- и ноосферами следует сохранить. Прежде всего от собственной злобы, вполне способной взорвать этот мир.



    Литература
(заметки на моей странице сайте Proza.ru даны без указания автора)

1. Wheeler J., Feynman R. Interaction with the  absorber as the mechanism of radiation //Reviews of modern physics. 1945. April-Juli. Vol.17, Num.2 and 3, p.157-181.
2. Cramer J. The Transactional Interpretation of Quantum Mechanics // Reviews of Modern Physics. 1986. Juli. Vol. 58. P. 647–688.
3. Рязанов Г.В. Квантовомеханические вероятности как суммы по путям. // ЖЭТФ. 1958. Т. 35. Вып. 1. С. 121–131.
4. Кузнецов С.И. Темпоральная интерпретация квантовой механики //Сборник трудов V Международной конференции «Пространство и время: физическое, психологическое, мифологическое», М.: Культурный центр «Новый Акрополь», 2007. с. 33–42.
5. Guff T., Shastry C.U., Rocco A. Emergence of opposing arrows of time in open quantum systems // Scientific Reports. 15, 3658. 2025. URL: https://doi.org/10.1038/s41598-025-87323-x (дата обращения: 26.05.25)
6. Пригожин И.Р. Конец определенности. Время, хаос и новые законы Природы. Москва, Ижевск,2000,: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 208 с.
7. Чернавский, Д.С. Синергетика и информация: Динамическая теория информации.  Изд. 5-ое, М. 2016, ООО "Леннанд". В интернете под названием «Синергетика и информация доступна урезанная версия книги, содержащая 1,2 и 7 главы первого полного издания.
8. Кононов В.Г. Парадоксы микромира и симметрия времени // Аллея науки, 2025 №5 (104), 1т. с.322-328. 
9. Квантовый мир без парадоксов и математики. 2025 (http://proza.ru/2025/06/26/1694)
10. Квантовое время обратимо! Что с причинностью? 2025 (http://proza.ru/2025/07/13/1664)
11. Фейнман Р., Пространственно-временной подход к нерелятивистской квантовой механике // Вопросы причинности в квантовой механике. М.: Изд-во иностр. литературы,. 1955, С. 167-207.
12. Терехович В.Э., Два времени в физических теориях: время метрическое и время развития. Глава в книге: «Феномен времени сквозь призму современной науки: Возможность нового понимания. Проблема времени в физике XXI века». М.: URSS, 2020. С. 161–186.
https://publications.hse.ru/pubs/share/direct/402001749.pdf
13. Что такое информация? Взгляд эволюциониста 2020-2023 (http://proza.ru/2020/06/17/33)

Другие заметки об общей теории эволюции систем:
Введение в общую теорию эволюции систем (http://proza.ru/2020/06/16/1776)
Системы и скопления, популяции и ценозы http://proza.ru/2024/11/22/1818)
Эволюция и энтропия. «Тепловая смерть» Вселенной (http://proza.ru/2020/06/16/1790)
Э.Шрёдингер и эволюция, С. Хайтун и беспорядок   (http://proza.ru/2020/06/17/11)
Ценность информации.Целеполагание произвольной системы (http://proza.ru/2020/06/17/36)
О понятии -сложность- и не только (http://proza.ru/2020/06/17/47)
Зачем зажигают звёзды или Энергетика связей (http://proza.ru/2024/04/26/1135)
Пассивные связи: скелет, границы, сети...  (http://proza.ru/2020/06/17/58)
Активные связи. Кооперация и конкуренция (http://proza.ru/2020/06/17/54)
Законы эволюции. Концентрация (http://proza.ru/2024/11/19/1399)
Законы эволюции. Цельность vs пестрота (http://proza.ru/2025/02/16/1445)
Механизм времени (эта заметка)
Из чего состоит и куда идёт эволюция?(http://proza.ru/2020/07/23/700)
Общая теория эволюции систем. Некоторые итоги  (http://proza.ru/2020/06/17/73)

Изображение из интернета