Текст книги "Природа времени: Гипотеза о происхождении и физической сущности времени"

Автор книги: Анатолий Бич

сообщить о нарушении

Текущая страница: 12 (всего у книги 21 страниц)

2.4. Стрела времени

Какой замечательный образ придумал Артур Эддинггон для обозначения направления времени. «Стрела времени» – это так же прекрасно, как и «черная дыра» и «Большой взрыв», также замечательно, только еще немного лучше, потому что загадочнее. В самом деле, «стрела времени» – это таинственное направление могучего вселенского потока, который миллиарды лет (а может, и вечность) все течет и течет в одном направлении из прошлого через настоящее в неведомое будущее. И все события в этом потоке только неумолимо следуют этому пути. Все живое появляется, живет и умирает, и это тоже как будто бы неумолимое следование потоку времени. Так считали в древности, когда и Время, и Рок в мифических представлениях нередко выступали как синонимы. Так считали и во времена Ньютона, когда господствовала субстанциальная концепция, в соответствии с которой время существует само по себе, на все влияет и ни от чего не зависит. Но так продолжают многие думать и сегодня. Рецидив возрождения субстанциальных представлений оказался возможным и после А. Эйнштейна с его четкими заявлениями о том, что время зависит от взаимоотношений между материальными системами. Обратите внимание, я написал «время зависит», и в этих словах уже как бы слышатся два момента. Во-первых, время как будто бы само по себе существует, а во– вторых, на него (при этом) можно воздействовать через отношения физических тел и событий. Такая двойственность в понимании времени проявляется сегодня в допущении и такого понятия, как мировое время – понятия, мягко скажем, странного. Эта же нечеткость понимания реляционной сущности времени и породила рецидив козыревских представлений. И сегодня еще физики (тем более, философы) пытаются разобраться, почему «стрела времени» имеет одно направление и можно ли «реку времени повернуть вспять».

Почему же так привлекательна «стрела времени» для ученых? Вероятно, прежде всего потому, что создает яркий образ односторонней направленности мирового процесса – времени. И сразу же у нормального ученого появляется естественное желание обосновать эту однонаправленность, связать это главное свойство «стрелы времени» с другими процессами и явлениями в мире, которые также характеризуются односторонней направленностью.

Этим занимался и Артур Эддингтон, когда придумал «стрелу времени». Сегодня выделяют три класса явлений в природе, «которые явно несимметричны во времени и протекают однонаправленно. Это термодинамические процессы, расширение Вселенной и наше психологическое ощущение течения времени».

Эти три класса явлений очень занимают и Стивена Хокинга. В частности, он пишет {39}: «Сначала рассмотрим термодинамическую стрелу времени. Второй закон термодинамики вытекает из того, что состояний беспорядка всегда гораздо больше, чем состояний порядка… Следовательно, если система вначале находилась в состоянии высокого порядка, то со временем будет расти беспорядок… Предположим, однако, что Бог повелел, чтобы развитие Вселенной заканчивалось в состояния высокого порядка… Это означало бы, что беспорядок уменьшается со временем. Я утверждаю, что психологическая стрела времени этих людей (т. е. живущих в таком гипотетическом Мире, – А.Б.) должна быть направлена назад; увидев разбитую чашку, они вспомнили бы, как она стоит на столе, но когда она оказывается на столе они не помнили бы, что она была на полу… Следовательно, наше субъективное ощущение направления – психологическая стрела времени – задается в нашем мозгу термодинамической стрелой времени…»

С этим невозможно согласиться. Наше психологическое ощущение времени основано, с одной стороны, на том, что в наших телах материя всегда находится в микродвижении (и это как бы наше внутреннее время), с другой стороны, на том, что мы находимся в постоянном энергетическом контакте с внешней средой и не можем не отмечать (пусть в некоторой степени, пусть в подсознании) ее «пульс», ее ритмы, и, наконец, на том, что мы просто привыкли определять время по периодическим природным проявлениям. В первооснове всех этих часов – внутренняя энергия как мера активности всего нашего мира.

Далее Хокинг мучается вопросом, а не изменит ли время свое направление на противоположное, когда Вселенная начнет сжиматься, и приходит, наконец, к выводу, что «термодинамическая и психологическая стрелы времени не изменят своего направления на противоположное ни в черной дыре, ни во Вселенной, начавшей сокращаться вновь».

Разобравшись, таким образом, с термодинамической и психологической стрелами, Хокинг возвращается к космологической стреле времени, т. е. спрашивает себя и нас: «… почему беспорядок возрастает во времени в том же направлении, в каком расширяется Вселенная?» Ответ дается несколько неожиданный. Оказывается, потому что во Вселенной сжимающейся мы бы просто не смогли существовать. (Это так называемый «слабый антропный принцип»,) Хокинг поясняет ситуацию так: в начале сжатия беспорядок во Вселенной не может сильно увеличиваться, «ведь Вселенная и гак находилась бы в состоянии почти полного беспорядка. Но для существования разумной жизни необходима сильная термодинамическая стрела; чтобы выжить, люди должны потреблять пищу, которая выступает как носитель упорядоченной формы энергии… Этим объясняется, почему для нас термодинамическая и космологическая стрелы времени направлены одинаково».

Хокинг подводит итог: «Законы науки не делают различия между направлением «вперед» и «назад» во времени. Но существуют по крайней мере три стрелы времени, которые отличают будущее от прошлого. Это термодинамическая стрела, т. е. то направление, в котором возрастает беспорядок; психологическая стрела – то направление времени, в котором мы помним прошлое, а не будущее; космологическая стрела – направление времени, в котором Вселенная не сжимается, а расширяется.

Я показал, что психологическая стрела практически эквивалентна термодинамической стреле, так что обе они должны быть направлены одинаково. Из условия отсутствия границ вытекает существование четко определенной термодинамической стрелы времени, потому что Вселенная должна была возникнуть в гладком и упорядоченном состоянии (т. е. в состоянии однородном. —А.Б.). А причина совпадения термодинамической и космологической стрел кроется в том, что разумные существа могут жить только в фазе расширения…»

На этом можно было бы поставить точку. Познакомились – и хорошо, и не нужно никаких комментариев («когда пушки стреляют – музы молчат». Дальнобойной и крупнокалиберной «пушкой» является Стивен Хокинг). Но все-таки хочется кое– что уточнить. Например, утверждение Хокинга о том, что в сжимающейся Вселенной мы просто не смогли бы существовать. Он исходит из того, что к моменту начала сжатия Вселенная будет находиться в состоянии максимального беспорядка, т. е. «все звезды распадутся, а образующие их протоны и нейтроны распадутся на более легкие частицы». В таких условиях, считает Хокинг, жизнь не сможет зародиться, поскольку любой жизненный процесс – это всегда увеличение энтропии во внешней среде. Энтропия же в это время и так максимальна (Вселенная находится в состоянии максимального беспорядка).

Согласимся с этим, но обратим внимание, что речь идет именно о моменте перехода Вселенной из фазы расширения в фазу сжатия. Но ведь из этого совершенно не следует, что жизнь не может возникнуть в последующие периоды сжимающейся Вселенной. Например, через 500 тысяч лет или через миллион. Для Вселенной это возраст младенческий. Но в этот период запреты, которые наложил С. Хокинг на возникновение жизни, не действуют, потому что уже возникнет неоднородность материи. Не смогут появляющиеся легкие атомы находиться везде и в равных количествах, и одновременно. Следовательно, неоднородность-разноплотность в различных локальностях и породит различную степень упорядоченности, различный уровень энтропии. И ничто не помешает живому возникнуть, увеличивая при этом энтропию во внешней (по отношению к себе) среде. Ведь Вселенная к тому времени уже не будет максимально упорядоченной. А возникнув, жизнь будет продолжаться, пока условия сжатия не превысят неких пределов, допустимых для живых систем. Совершенно аналогично с тем, как существуем мы в условиях расширяющейся Вселенной, – Вселенная расширяется, а мы сохраняем целостность. И при сжатии Вселенной все живое миллиарды лет будет сохранять свою целостность… Ну хотя бы потому, что ее разумным представителям не будет известен «слабый антропный принцип» – может быть, именно потому, что он слабый..

Что касается утверждения Хокинга: «Я показал, что психологическая стрела практически эквивалентна термодинамической стреле, так что обе они должны быть направлены одинаково», – то это, с позиций гипотезы локально-когерентного времени, более, чем безусловно так. «Более» – потому, что практически это одно и тоже. Термодинамический процесс всегда направлен в сторону роста беспорядка (роста энтропии), потому что беспорядок статистически более вероятен и энергетически более выгоден, чем порядок. Время всегда «направлено» от причин к следствиям, от прошлого к будущему, т. е. «как бы движется» в том же направлении, что и рост энтропии. Но в основе направленности и того и другого явления лежит общий для них – первопричинный – процесс элементарных актов движения материи. Психологическое ощущение времени в значительной мере и основано на подсознательном ощущении этих актов как в своем организме, так и за его пределами. Иными словами, говорить о том, что психологическая стрела времени практически эквивалентна термодинамической стреле; – это значит сказать избыточно много или избыточно правильно. Это аналогично утверждению, что человеческая рука и ее фотография похожи друг на друга. Термодинамическая и психологическая стрелы времени – это действительно почти одно и то же. Термодинамическая фиксирует реальные физические процессы, а психологическая – отражает их (их же) в подсознании и сознании.

Однонаправленность различных природных явлений и совпадение их направлений с «направлением» времени выражает или родство генетическое (как у термодинамического процесса с психологическим ощущением времени), или чисто внешнее, как у расширения Вселенной и психологической стрелы времени.

Можно, конечно, сопоставлять однонаправленность времени с направлением других явлений, но при этом всегда нужно помнить, что время – это явление вторичное. Сопоставляя направленность некоего явления Вселенной с направлением времени, мы по сути всегда сопоставляем это явление с причинно-следственной последовательностью событий на микроуровне. В этом смысле никогда направленность времени и некий однонаправленный вселенский процесс не могут являться двумя параллельными и равноправными явлениями. Ибо времени как независимого самодостаточного физического явления просто нет.

Время в этом смысле – это только последовательность движений материи, происходящая с различной энергетической интенсивностью.

Пока такой взгляд на природу времени не станет вначале достоянием гласности, а затем и более или менее общепринятым, в науке будут непрерывно являться идеи не только о стрелах времени, но и о возможности «повернуть реку времени вспять». Таким открытием, например, недавно обрадовал читателей британского журнала «Нью сайентист» американский ученый JI. Шулман. По мнению мистера Шулмана, черные дыры являются не остатками взорвавшихся звезд, а «элементами далекого будущего», где время движется в обратном направлении. Очень интересно… насчет природы черных дыр, а что касается движения времени «назад», так об этом выдвигаются гипотезы едва ли не ежегодно. И это всегда привлекательно, то есть очень бы хотелось… Но не более того. Время вспять повернуть не может, поскольку потоков времени нет (нет как самостоятельного физического явления).[25]25
  25 Если когда-нибудь гипотеза локально-когерентного времени окажется в руках у кого-нибудь из друзей мистера Шулмана, то, пожалуйста, выполните мою просьбу. Позвоните ему и спросите только об одном: что такое время? И, конечно, г-н Шулман вам расскажет о теории относительности, наверное, не забудет отметить ее недостатки, например, что «теория относительности говорит нам, каков темп течения времени, от чего зависит его замедление, но не отвечает на вопрос, почему оно вообще течет…».
  Конечно, г-н Шулман расскажет и о том, что «развитие Вселенной идет по замкнутому кругу, диктуемому различным движением времени», т. е. возможным ходом времени то вперед, то назад… И после того как он расскажет все это и многое-многое другое, вы очень мягко спросите его: а что такое время? И он опять вам расскажет… А потом, когда положит трубку, останется один и глубоко задумается, он, может быть, ответит самому себе словами Блаженного Августина, жившего 1500 лет назад. «Я прекрасно знаю, что такое время, пока не думаю об этом, но стоит задуматься – и вот я уже не знаю, что такое время».
  Ибо, не ответив на этот «вечный» вопрос, не понимая физической природы времени и первоистоков его происхождения, можно создавать любые, в том числе и очень красивые, гипотезы.


[Закрыть]

Даже в черных дырах, несмотря на чудовищно огромную гравитацию, собственный темп времени может быть сколь угодно замедленным, может быть почти равным нулю… Но всегда «почти», ибо энергия движения-взаимодействия материи не может быть отрицательной. Какими бы замедленными ни были движения и какими бы слабыми ни были взаимодействия. Если черные дыры, в конце концов, испаряются (так считает С. Хокинг), то это совсем не «мертвые» объекты, они обладают внутренней энергией, а значит, собственным временем. И «течет» там время в том же направлении, что и везде: от прошлого через настоящее к будущему. Кстати, такой же точки зрения придерживается и Стивен Хокинг.

Выражение «стрела времени» столь же прекрасно по форме, сколь и сомнительно по содержанию.

Завершая эту основную главу, я хочу подчеркнуть, что «новизна» предлагаемой гипотезы не является пионерской в том смысле, что, начиная с глубокой древности, идеи о связи времени и материи, о зависимости времени от материальных воздействий постепенно овладевали умами исследователей. Один из главных выводов моей гипотезы о том, что времени вообще нет вне материальных взаимодействий, – это логическое завершение долгого пути, которым следовали Платон, Лукреций, Лейбниц, Бошкович и др., конечно, Эйнштейн и Пригожин, а также менее великие наши современники: В. Копылов, Ю. Белостоцкий, Ф. Канарев, В. Марков и др. И, разумеется, каждый из них гордо нес (и несет) свою долю груза и свое представление о том, что же он несет.

Возможно, сегодня в понимании происхождения и сущности времени мы (т. е. все, кто четко и последовательно придерживается реляционных позиций) достигли того уровня, когда можно сказать: «Хватит искать черную кошку втемной комнате, когда ее там нет».

Человечество слишком долго искало не то и не там, и в этом, вероятно, главная причина затянувшегося непонимания сущности времени.

Основные выводы по второй главе:

1. Внутренняя энергия любой материальной системы в условиях слабого и неизменного гравитационного поля является главным фактором, формирующим собственное время системы.

2. Собственное время каждой материальной системы Вселенной является мерой плотности внутренней энергии и гравитационного воздействия в этой системе и зависит от скорости ее движения относительно выбранной системы отсчета.

Физический смысл времени заключается в том, что время – это энергетическое состояние материи, ее проявление и отражение в определенном гравитационном поле. Причинная последовательность движений материи определяет так называемое направление хода времени, а темп времени определяется энергопроявлением материи в процессе ее взаимодействия в гравитационном поле.

Глава 3.
НЕКОТОРЫЕ СЛЕДСТВИЯ ГИПОТЕЗЫ ЛОКАЛЬНО– КОГЕРЕНТНОГО ВРЕМЕНИ

Лучше опираться на гипотезу, которая со временем рискует быть признана неудачной, чем вообще ни на что не опираться.

Дмитрий Менделеев

3.1. Возможно ли возвращение здравого смысла квантовой механике?

При входе в один старинный английский университет некогда висел плакат, рассчитанный, видимо, на абитуриентов и первокурсников: «Будьте осторожны! Физика может свести с ума!»

В этом оригинальном предупреждении проявилось утвердившееся постепенно на протяжении XX века представление о том, что к микромиру не следует подходить с позиций здравого смысла. Ибо там нормальная логика нарушена, там властвует логика «безумного» мира.

Пожалуй, окончательно стало ясно, что с физикой микромира «не все в порядке», когда Вернер Гейзенберг (1901–1976) обнародовал свой принцип неопределенности. Но, разумеется, первые симптомы появились гораздо раньше. Пожалуй, еще в XVII веке, когда вопреки интуиции и логике оказалось, что свет обладает и свойствами частицы (корпускулы, как считал Ньютон), и свойствами волны (так считал Гюйгенс). Впрочем, о том, что носитель света может одновременно вести себя и как частица, и как волна, тогда еще не догадывались.

Соотношение неопределенности Гейзенберга выражает фундаментальное положение квантовой механики и заключается в том, что такие переменные, как координата и импульс, энергия и время (и некоторые другие), не могут одновременно иметь точно определенные значения. Например, если у электрона определяют его положение (координату) с точностью Dx, то определить его импульс можно с неопределенностью, только большей, чем

Соотношение неопределенности для энергии и времени имеет вид:

где ΔЕ – неопределенность энергии и Δt – время пребывания частицы в данном состоянии.

Иными словами, как бы мы ни старались точнее определить, например, импульс электрона, у нас ничего не получится, более того, чем с большей точностью и тщательностью и на более совершенном приборе мы определим координату электрона, тем больше становится неопределенность в измерении величины его импульса.

Как выразился один известный автор: «Лучшие умы… пытались придумать такой прибор, который смог бы измерить координату тела и его импульс с точностью, большей, чем позволяет соотношение неопределенностей, но никому не удалось это сделать. Сделать это просто нельзя. Таков закон природы». А собственно говоря, почему? Какие реальные (природные) процессы происходят в микромире и почему они происходят именно так, что порождают именно такой закон природы и, соответственно, такое соотношение неопределенности?

Иногда физики объясняют природу принципа неопределенности тем, что, как только, определяя положение электрона, мы воздействуем на него хотя бы одним квантом энергии, между частицами происходит взаимодействие – мы как бы «сдвигаем» электрон, что и вносит размазанность в точность определения его импульса. Это, может быть, и правильно, но природа принципа неопределенности этим утверждением объясняется недостаточно, точнее, никакие объясняется. Ибо если мы «сдвинем» электрон механически, то почему бы наряду с определением его координаты не измерить и его импульс?

По моему убеждению, к этому объяснению необходимо добавить следующее: воздействуя на электрон квантами энергии, мы изменяем собственное время электрона, тем самым мы изменяем разницу между темпом времени на часах электрона и темпом собственного времени лаборатории, и поэтому измерение положения электрона и его импульса происходит в разные моменты времени. Может быть, в этом сущность явления? Тогда чем длиннее интервал времени между этими моментами, тем больше неопределенность.

Между прочим, только что высказанное допущение содержится (в непроявленном виде) в самом определении принципа неопределенности. Спрятано оно в соотношении между энергией и временем. Из него следует, что частица не может находиться в одном состоянии меньшее время, чем Dt при неопределенности энергии, равной или меньшей, чем DE. На мой взгляд, из этого следует, что скачки во времени – энергии порождены несовпадением моментов времени по часам различных частиц (или по часам одной из частиц и по часам лаборатории) при изменении собственного времени хотя бы у одной из частиц в момент взаимодействия.

От такого понимания природы возникновения соотношения неопределенности, конечно, не изменится само проявление принципа – его количественные соотношения. Это твердо установленная закономерность.

А между прочим, почему, чем с большей точностью и тщательностью на более совершенном приборе мы определяем координату электрона, тем больше становится неопределенность в измерении его импульса?

Потому, что наиболее совершенный прибор – это прибор с лучшей разрешающей способностью, а это предполагает воздействие, например, на электрон с большей частотой и, следовательно, с большей энергией. Большая порция энергии, приложенная к электрону, значительнее изменяет темп его собственного времени и тем самым значительнее изменяет интервал между моментами времени, в которые происходит измерение координаты электрона и его импульса. И от этой закономерности нельзя избавиться. Даже если воздействовать на электрон при измерении его координаты всего одним квантом энергии, имеющим минимальную величину. Отношение энергии волны к ее частоте всегда равно постоянной Планка (E = hn, где n – частота).

Именно поэтому соотношение неопределенности не может быть меньше этой постоянной. Другое дело, что, рассматривая механизм возникновения соотношения неопределенности с позиций гипотезы локально-когерентного времени, можно прогнозировать, когда это соотношение будет стремиться к минимуму. Тогда и только тогда, когда интервал времени между моментами, в которые фактически происходит определение координаты электрона и его импульса, будет минимальным…

Можно даже постараться представить себе мысленный эксперимент. Нужно при очередной попытке «обойти» соотношение неопределенности, установить, насколько при измерении координаты электрона изменяется темп его собственного времени, и ровно на такую же величину, и с тем же знаком, и в то же мгновение изменить темп собственного времени прибора (и часов) лаборатории. Тогда, если скачки во времени окажутся синхронными, может быть, и удастся то, что до сих пор никому не удавалось, – совместить моменты времени двух разноместных событий с участием подопытной частицы и лабораторного прибора. И, таким образом, свести к минимуму соотношение неопределенности. Впрочем, похоже, что такой эксперимент – нереален…

Несмотря на то, что за минувшие 70 лет физики вполне освоили соотношение неопределенности и широко используют его как один из основных «инструментов» познания микромира, такой выдающийся теоретик, как лауреат Нобелевской премии Ричард Фейнман, позволяет себе такую фразу: «…Мне кажется, я смело могу сказать, что квантовой механики никто не понимает». Это немного похоже на кокетство, тем более, что заявлено в публичной лекции, но смысл фразы вполне определенный – «квантовая физика и сегодня сталкивается с целым рядом непонятных явлений» {43}.

Одна из наиболее острых проблем – это «мгновенное дальнодействие» – парадоксальная ситуация, когда материальные тела (и не только элементарные частицы) вдруг проявляют себя как объекты, скорость движения которых превышает скорость света или приближается к ней.

Для описания широко известного (классического) спора – событий почти драматических – воспользуемся книгой английского ученого Поля Девиса {15}.

Наряду с создателями квантовой теории Гейзенбергом и Шредингером едва ли не главным поборником новой физики был Нильс Бор. Напротив, Эйнштейн, хотя и сам участвовал в создании квантовой теории, считал, что она либо ошибочна, либо истинна наполовину. Эйнштейн утверждал, что «безумие» атомного мира не является фундаментальным свойством, что это лишь фасад, за которым «безумие» уступает место здравому смыслу.

Великий Альберт Эйнштейн с завидным упорством продолжал свои атаки на квантовую неопределенность, пытаясь придумать новые мысленные эксперименты, которые бы обнаружили изъян в официальной версии, одним из сторонников которой был не менее великий Нильс Бор. Не раз дел о доходил о до публичных диспутов. И каждый раз Бор отвергал аргументы Эйнштейна.

Наконец, Эйнштейн, Подольский и Розен придумали эксперимент, в котором надеялись «перехитрить» принцип неопределенности. Для этого была использована идея частиц-близнецов, т. е. предполагалось получить одновременно две совершенно одинаковые частицы и одновременно измерить у первой из них импульс, а у второй – положение. При этом импульс у второй определился бы расчетным путем, исходя из закона сохранения импульсов. И тогда для второй частицы были бы определены (как бы одновременно) и импульс, и положение.

«Чтобы с уверенностью исключить обмен сигналами между двумя частицами, находящимися на некотором расстоянии друг от друга, измерения следовало произвести за столь короткий интервал времени, за который сигналы, распространяющиеся со скоростью света (или медленнее), не успели бы преодолеть расстояние между частицами».

Такой эксперимент (только у фотонов фиксировался вектор поляризации) удалось осуществить Алену Аспеку в Париже в 1981–1982 гг. Результаты не оставили никакого сомнения – Эйнштейн был неправ. Как только у одного фотона был определен вектор поляризации, «мгновенно» обнаружилась корреляция, т. е. положение вектора поляризации и у второго фотона также изменялось. И все это неведомым путем, ибо взаимодействие осуществлялось со скоростью, превышающей скорость света.

Как пишет Девис, Аспек забил «последний гвоздь в гроб физики, основанной на здравом смысле». Нам же только остается порадоваться, что Эйнштейн не дожил до этого дня. После такого «ужасного» эксперимента, породившего великую смуту среди сторонников понятных причинно-следственных связей, начался период мифотворчества: появились красивые мысли, например о том, что вместе родившиеся фотоны (электроны) сохраняют память друг о друге, или о том, что любое событие во Вселенной становится мгновенно известным в любой точке пространства, и прочее, прочее…

Казалось бы, здравый смысл окончательно вытеснили из квантовой физики. А ведь Эйнштейн был прав! И не только потому что «элементарные частицы не есть нечто независимо существующее и не поддающееся анализу. По существу, это среда, распространяющаяся вовне на другие объекты». Так сформулировал свою мысль американский физик Г. Степп (и это похоже на правду).

Эйнштейн был прав потому, что верил, что должна быть, обязательно должна быть реальная, а не «безумная» причина, объясняющая неопределенность.

Что же произошло, когда осуществился мысленный эксперимент Эйнштейна – Подольского – Розена (ЭПР)? Ведь, по существу, парадокс ЭПР подтвердил идею мгновенного дальнодействия или, скажем осторожнее, идею сверхсветовых скоростей. Но чем порожден этот удивительный эффект?

Любая частица, обладающая или не обладающая внутренней структурой, а также, вероятно, и фотон (если рассматривать его совместно с взаимодействием), изменяет темп своего собственного времени именно в результате взаимодействий. И тут вслед за Эйнштейном нужно повторить, что должна быть не «безумная» причина, которая бы объяснила, почему частицы-близнецы провзаимодействовали друг с другом, вопреки здравому смыслу, нарушив, в том числе, и запрет на превышение скорости света.

Вначале мне казалось, что парадокс ЭПР может быть объяснен, если привлечь для его разрешения идею изменения темпов собственного времени у подопытных фотонов. Например, если, вылетев из одного атома, только что родившиеся фотоны по какой-то причине приобретают все более высокий темп собственного времени, тогда их собственное время будет сжиматься, а это значит, что часы, «установленные» на этих фотонах, должны показывать все уменьшающиеся интервалы времени. В эксперименте таким интервалом был временной интервал между двумя событиями: моментом вылета фотонов из атома и моментом измерения их параметров. Так вот, по часам на фотонах этот интервал будет значительно меньше, чем по лабораторным часам. Значит, по «фотонным» часам эти события ближе друг к другу, чем по «нормальным» часам. Следовательно, в момент измерения их характеристик они могли провзаимодействовать без нарушения запрета на превышение скорости света – ведь времени на осуществление взаимодействия (по их часам) требовалось меньше.

Такое объяснение имеет некоторую логическую предопределенность. Допустим, что только что родившиеся фотоны в первые мгновения своей жизни лавинообразно «обрастают» взаимодействиями и это приводит к росту внутренней энергии и к увеличению темпа их собственного времени.

Но у этой гипотезы есть и серьезные недостатки. Мы не должны забывать, что внутренняя энергия – величина тоже относительная. Она, согласно теории относительности, должна уменьшаться и тем значительнее, чем больше инертная и релятивистская масса фотона, т. е. чем ближе скорость лабораторных фотонов к скорости фотонов в вакууме. У этой гипотезы есть доводы, противоречащие друг другу.

Что же в таком случае произошло, отчего появилась эта шокирующая сверх релятивистская скорость взаимодействия фотонов?

Пол Девис рассказывает, что всего через несколько месяцев после опубликования результатов эксперимента Аспека он попросил десятерых известных физиков высказать свое мнение о парадоксе ЭПР. И примерно половина из них, оставаясь на позициях Эйнштейна, тем не менее, высказали мнение, что «следовало бы отказаться от предположения, что сигналы не могут распространяться со скоростью выше скорости света».

Следует заметить, что к моменту эксперимента Аспека Бором уже была разработана теория, включающая… «нелокальные» эффекты. То есть теория, как бы допускающая в результате «чего-то» распространение информации со скоростью, превышающей скорость света. Эйнштейн, со своей стороны, иронизируя, считал, что такие представления – это не более, чем «призрачное действие на расстояние».

С тех пор прошло несколько десятилетий, но четкого однозначного объяснения парадокса ЭПР не существует. А ведь есть и другие парадоксы, связанные со скоростью света. И, естественно, возникает вопрос, возможно ли некое предположение о природе феномена с позиции гипотезы локально-когерентного времени.

Рассмотрим вначале (из тактических соображений) проблему дуализма элементарных частиц, а затем выскажем гипотетическое допущение о природе парадокса ЭПР.

Элементарные частицы, как известно, способны проявлять и свойства материальных точек (корпускул), и волновые свойства. Ученые открыли много закономерностей, связанных с этим парадоксальным явлением квантового мира, но до сих пор не могут ответить на вопрос, каков механизм двойственной природы элементарных частиц, например света. Почему фотоны, электроны и др. ведут себя именно так?

Я вынужден привести большие выдержки из лекции Нобелевского лауреата Р. Фейнмана «Вероятность и неопределенность – квантово-механический взгляд на природу»{43}. В этой лекции Фейнман говорит: «Я собираюсь придумать один эксперимент и рассказать вам сначала, что получилось бы при таких условиях, если бы у нас были частицы, затем – что было бы, если бы это были волны, и, наконец, что происходит на самом деле в системе, где есть электроны или фотоны». Фейнман продолжает: «Я разберу только этот эксперимент, который специально придуман таким образом, чтобы охватить все загадки (выделено мною. – А.Б.) квантовой механики и столкнуть вас со всеми парадоксами, секретами и странностями природы… любой другой случай в квантовой механике всегда можно объяснить, сказав: «Помните наш эксперимент с двумя отверстиями?..» Вот я и стараюсь рассказать… об опыте с двумя отверстиями…

Начнем с истории изучения света. Сначала предполагалось, что свет очень похож на дождь из частиц или пули, выпущенные из ружья. Однако последующие исследования показали, что такое представление неверно, и на самом деле свет ведет себя как волна… Затем уже в XX веке… вновь стало казаться, что в очень многих случаях свет ведет себя как поток частиц. Наблюдая фотоэлектрический эффект, можно подсчитать число этих корпускул… Но дальнейшие опыты, например, с электронной дифракцией, показали, что они ведут себя как волны… Все нарастающая путаница была разрешена в 1925–1926 гг. открытием точных уравнений квантовой механики… Но как я могу назвать такой характер поведения?» И после этого риторического вопроса Фейнман продолжает: «Электроны ведут себя в указанном отношении точно также, как и фотоны… необычным образом, но зато одинаково…»