Текст книги "Тайны пространства и времени"
Автор книги: Виктор Комаров
сообщить о нарушении
Текущая страница: 31 (всего у книги 37 страниц)
Среди удивительных феноменов окружающего нас мира, пожалуй, сильнее всего поражает воображение явление, которое в принципе можно рассматривать как весьма необычный способ перемещений во времени. Явление это хотя строго научно еще не доказано и не исследовано, но, по всей вероятности, все же реально существует. Речь идет о том, что в прежние времена называли «переселением душ». То есть о возможности перевоплощения умершего, ушедшего из жизни человека в другую личность, живущую на Земле. И если до недавнего времени предположение о «реальности» подобного явления рассматривалось как чистейшая «мистика», то в последние годы оно получило целый ряд довольно убедительных подтверждений. И даже официально приобрело вполне научное название – «реинкарнация».
Невольно приходят на память строки, принадлежащие русскому поэту Н. Заболоцкому:
Вот так, с трудом пытаясь развивать
Как бы клубок какой-то сложной пряжи,
Вдруг и увидишь то, что должно называть
Бессмертием. О суеверья наши!..
Идея о возможности «переселения душ» родилась еще в глубокой древности. Ее, в частности, разделяли такие выдающиеся мыслители, как Пифагор и Платон. Если не отвергать явление «реинкарнации» с порога, то следует признать, что существует целый ряд фактов, над которыми, по крайней мере, стоит задуматься.
В истории науки время от времени встречаются загадочные личности. Они выдвигают удивительные идеи, намного опережающие свое время, и поэтому, как правило, не находят понимания у современников. Идеи эти могут в дальнейшем оправдаться или не оправдаться, но независимо от этого они двигают вперед науку, поскольку их авторы стремятся заглянуть в ее будущее и тем самым в любом случае делают его более близким и понятным.
Одним из таких ученых, вне всякого сомнения, был выдающийся ленинградский астрофизик, профессор Пулковской обсерватории Н.А. Козырев. Наряду с другими исследованиями, он занимался одной из самых интригующих проблем естествознания – природой времени…
Любопытно, что в классической механике – повторим это еще раз – не существует никаких запретов, препятствующих обращению времени. Если в уравнениях механики поменять знак времени на противоположный, то все процессы потекут точно в обратном направлении. С точки зрения теории, при обращении времени осколки какого-либо взорвавшегося объекта должны вернуться на свей прежние места.
Однако теоретической обратимости отнюдь не соответствует обратимость реальных механических явлений. Это связано с тем, что идеальных, чисто механических процессов не бывает. В любой механической системе в результате взаимодействия составляющих ее объектов, а также и по некоторым другим причинам, происходит неизбежное рассеяние энергии. Благодаря этому процесс и становится практически необратимым.
Так что в нашем примере со взрывом, если бы и удалось повернуть время вспять, исходный объект никогда бы в своем первоначальном виде не «собрался»…
Таким образом, существующая теоретическая механика представляет собой довольно сильную идеализацию реально го положения вещей. Поэтому возникает вопрос: нельзя ли построить «несимметричную механику», уравнения которой отражали бы практическую необратимость реальных механических явлений?
Именно этой проблемой заинтересовался в свое время Н. Козырев. К сожалению, размышлять над природой времени и проводить теоретические исследования ему пришлось в условиях весьма далеких от нормальных. Вместе с рядом других ученых Козырев попал под пресс сталинских репрессий, был необоснованно осужден и много лет провел в лагерях.
Вернувшись после реабилитации в Пулково, он продолжил свои необычные исследования. Исходя из своих теоретических построений, ученый пришел к весьма смелому выводу о том, что время имеет в известном смысле материальную природу, что это не просто «одна из форм существования материи», как принято считать, а нечто более «ощутимое». А отсюда возникло еще более дерзкое предположение, согласно которому особенности течения времени могут оказывать заметное воздействие на ход некоторых природных процессов.
Чтобы подтвердить это, Козырев провел ряд весьма остроумных опытов, а также разработал методику наблюдений некоторых явлений природы, с помощью которых, как он утверждал, можно зарегистрировать эффект воздействия времени на материальные объекты.
Все эти соображения и эксперименты, а также необходимость более глубокого объяснения природы источников звездной энергии и некоторых других фундаментальных проблем современной астрофизики привели Козырева к созданию новой концепции времени. В этой концепции время, помимо длительности, наделено и рядом других «активных» свойств.
Энергия свечения звезд, по Козыреву, генерируется физическими особенностями течения времени в процессе передачи лучистой энергии из недр звезды к ее поверхности.
В частности, Козырев сделал вывод о существовании принципиально нового типа физических взаимодействий между различными физическими процессами через посредство физических свойств времени.
Наряду с этим ученый фактически заложил основы новой науки – «причинной термодинамики». С точки зрения этой науки, при теплообмене между частями замкнутой физической системы должна неизбежно выделяться энергия в результате физических особенностей течения времени.
Справедливость, правда, требует отметить, что теоретические соображения Козырева настолько сложны и истолкование демонстрировавшихся им опытов до такой степени не очевидно, что останавливаться на всем этом более подробно, видимо, нет смысла. Однако есть одна область исследований Козырева, в которой удалось получить более наглядные и убедительные результаты. Речь идет о наблюдении звезд в их истинных положениях.
Как известно, из-за конечной скорости света мы наблюдаем звезды не в тех точках небесной сферы, в которых они находились в момент излучения световых волн. Чем дальше от нас находится та или иная звезда, тем дольше идет до нас ее световое излучение и тем на большее расстояние она могла сместиться за некоторый промежуток времени. Мы наблюдаем звезды там, где их давным-давно уже нет. И зафиксировать звезды в их современных положениях можно лишь при условии, что какой-то сигнал, идущий от интересующей нас звезды, распространяется мгновенно.
Рассматривая время как некий физический фактор, который проявляет себя «одновременно» во всей Вселенной, и считая, что этот фактор должен оказывать влияние на физические процессы, протекающие в реальном пространстве, Козырев пришел к заключению, что звезда в ее истинном положении, через посредство времени должна оказывать определенное мгновенное воздействие на специальный «датчик-регистратор», соединенный с телескопом. По мнению Козырева, это связано с тем, что время несет с собой «организацию» – то есть «нэгэнтропию», которая и оказывает соответствующее влияние на вещество датчика, а именно на его кристаллическую структуру, изменяя ее электропроводность, что и регистрировалось соединенным с датчиком гальванометром.
С помощью телескопа со специальной «насадкой фиксировались видимые (то есть прошлые) и настоящие (реальные) положения звезд.
Известны три группы результатов подобных наблюдений. Одну из них составляют те, что получил в свое время сам Козырев, который утверждал, что он фиксирует истинные положения звезд, регистрируя идущий от них «поток времени». Однако, что это означает с физической точки зрения, никто понять тогда не мог. И результаты, полученные Козыревым, традиционной наукой восприняты не были.
Затем аналогичные эксперименты были проведены под руководством академика М.М. Лаврентьева в Сибирском филиале АН СССР группой И.А. Егановой и почти одновременно в Главной Астрономической обсерватории Украинской АН А.Ф. Пугачем. В наблюдениях Егановой была, хотя и не в очень явном виде, повторена концепция Козырева.
Что же касается наблюдений, проведенных Пугачем, то он положил в их основу теоретические представления о торсионных излучениях, возникающих при вращении и кручении различных тел. Поскольку торсионные волны, судя по всему, идут через физический вакуум, то они должны распространяться в пространстве практически мгновенно. И весь эксперимент Пугача изначально строился на том, что регистрировались именно торсионные излучения звезды. При этом он исходил из того, что излучение, наблюдавшееся Козыревым по целому ряду параметров, совпадало с параметрами, присущими торсионному излучению…
Наличие результатов не связанных друг с другом экспериментов, выполненных тремя независимыми организациями, может служить, хотя и не стопроцентным, но все же достаточно серьезным подтверждением тех идей, которые были положены в их основу.
К сожалению, научное сообщество отнеслось к исследованиям Козырева крайне скептически. Отчасти это объясняется тем, что пионерские работы, идущие вразрез с привычными научными представлениями, вообще с трудом пробивают себе дорогу. Но главную роль, видимо, сыграла общая ситуация, сложившаяся в нашей науке в годы сталинизма, а затем и в период застоя. Руководящими принципами в жизни научного сообщества стали примерно такие: «не высовываться», «не досаждать начальству необычными идеями», «строго придерживаться общепринятой точки зрения», «не вступать в противоречия с признанными научными авторитетами». Поэтому не случайно большинство кардинальных научных открытий в области физики и астрономии в те годы было сделано отнюдь не советскими учеными, а зарубежными. А к работам Козырева его современники, за редкими исключениями, отнеслись скорее как к чудачествам, их не восприняли всерьез, не подвергли необходимой тщательной проверке, никто по сути дела не пытался повторить его опыты.
А ведь именно такие ученые, как Козырев, – генераторы необычных, оригинальных идей и прокладывают новые пути в науке.
К великому сожалению, жизненные обстоятельства сложились против Козырева. Но новое слово сказано, попытка сделана. И не должна быть забыта. Столько уже было случаев, когда новаторские идеи, высказанные учеными в нашей стране, не находили отклика в советской науке, а затем получали блестящее развитие за рубежом. История не должна повториться. Исследования профессора Козырева ждут своих продолжателей. И только тогда можно будет обоснованно судить о том, открывают ли они новое окно в мир или являются очередным тупиковым путем. Выяснение «тупиков» тоже имеет колоссальное значение для развития науки… Оно не только позволяет экономить силы, но и направляет исследования по более перспективным направлениям.
Итак, надо потрудиться – проблема того стоит.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В первой и второй частях нашей книги мы познакомили читателей главным образом с основными свойствами пространства и времени как основополагающих форм существования материи, материального мира. Заключительную же часть книги мы посвятили физическим и некоторым другим процессам, которые протекают в пространстве и времени окружающего нас мира.
Глава 1
ВЕЛИКИЕ ПРИНЦИПЫ НАУКИ
Известный физик-теоретик Е. Вигнер в одной из своих работ заметил, что в современной физике можно выделить три уровня понимания явлений природы: первый – информация о различных явлениях, второй – законы природы, определяющие связи между явлениями; и третий – так называемые симметрии, устанавливающие связи между законами.
Однако к этому следует добавить, что в физической науке существуют еще и так называемые принципы, занимающие совершенно особое место и охватывающие широкий круг разнородных явлений. Порой такие принципы вытекают из анализа реальных фактов и явлений, обобщения общепризнанных фундаментальных физических теорий, порой они формулируются на основе общечеловеческого опыта и здравого смысла. Иногда они определяют направление исследований в той или иной области, становятся идейной основой фундаментальных научных теорий, иногда носят характер «запретов». Но в любом случае они играют важнейшую роль в процессе научного познания окружающего мира, в развитии естествознания. В то же время, воспринятые как некие «абсолютные истины», они могут превращаться в своеобразные тормоза, препятствующие дальнейшему развитию науки. Опыт истории естествознания показывает, что от некоторых принципов с течением времени приходилось отказываться, другие, в свое время возникнув, продолжают существовать и по сей день.
С некоторыми из них мы подробно познакомили читателей в первых двух частях этой книги. И о них мы лишь кратко упомянем в данной главе, обратив внимание на некоторые важные аспекты, которых мы до этого не касались или почти не касались.
Как мы уже говорили, в фундаменте классической физики, основанной Галилеем и Ньютоном и их последователями, лежал объединяющий принцип «механического детерминизма». Речь идет о связи причин и следствий, о том, что одинаковые явления всегда порождают абсолютно одинаковые следствия. Из этого следовало, что зная «начальные условия», можно с точностью вычислить развитие дальнейших событий сколь угодно далеко в будущее.
Однако претензии классической механики на абсолютно точное и исчерпывающее описание всех без исключения событий и явлений на основе чисто механических закономерностей потерпели крушение. Оказалось, что природа устроена гораздо сложнее. Это особенно отчетливо проявилось при изучении явлений микромира.
В рамках классической механики, в тех случаях, когда изучается движение какого-либо тела, например, кометы или артиллерийского снаряда, выпущенного из артиллерийского орудия, мы в принципе можем с какой угодно точностью одновременно измерить скорость его движения и положение в пространстве. Но если речь идет о движении микрочастицы, то вступает в действие так называемый принцип неопределенности, впервые сформулированный выдающимся немецким физиком Вернером Гейзенбергом и пришедший на смену принципу механического детерминизма. Если мы станем одновременно измерять скорость движения интересующего нас микрообъекта и его координаты, то чем точнее мы определим скорость, тем неопределеннее окажется его положение в пространстве. И наоборот. Это означает, что в микромире законы классической механики принципиально неприменимы, и мы не в состоянии точно вычислить траекторию микрочастицы. И не потому, что не умеем это сделать, а потому, что такой траектории не существует. Получается, что одна и та же частица может в одно и то же время находиться… и «там», и «здесь». Не частица, а своеобразное облако.
Это, в частности, связано с тем, что всякое измерение изменяет состояние микрообъекта. Иными словами, человек-наблюдатель оказывается активным участником познавательного процесса. Мы можем только вычислить вероятностное поведение ансамбля микрообъектов.
Научные данные свидетельствуют о том, что не только микрообъекты, но и Вселенная обладает квантовыми свойствами, и акции, связанные с ее изучением, неизбежно изменяют ее состояние. В связи с этим некоторые философы стали говорить о «субъект-объектном» взаимодействии. Речь идет о том, что открываемые наукой законы не являются зеркальной копией законов природы – они содержат «человеческую составляющую».
На рубеже XIX и XX столетий, когда своего наивысшего расцвета достигла «классическая наука», в основе которой лежали механические представления о природе, ученые непоколебимо верили в то, что все события и явления можно разложить на чисто механические составляющие и все происходящее и предстоящее абсолютно точно рассчитать и предусмотреть.
Задавая свои вопросы природе, ученые классической эпохи отчетливо представляли себе, чего хотят добиться. А хотели они на свои вопросы получить однозначные окончательные ответы типа «да» или «нет». Основу естествознания составляла так называемая формальная логика, одним из главных принципов которой является «закон исключенного третьего» – либо «да», либо «нет», третьего быть не может, третье «от лукавого».
Такое положение вещей выглядело вполне естественным и с точки зрения повседневного здравого смысла. Ведь и в обыденной жизни мы, как правило, стремимся к определенности, к однозначности. Уж лучше твердое «нет», чем раздражающая неясность, расплывчатая неопределенность. А еще хуже, когда ситуация то и дело меняется: сегодня «да», завтра «нет», а послезавтра снова «да». Хочется раз и навсегда все «разложить по полочкам», все предусмотреть наперед. Впрочем, на практике жизнь оказывается значительно сложнее.
Классическая же физика на протяжении весьма длительного времени была лишена на этот счет и тени сомнения. Однозначность казалась в рамках этой науки незыблемой и нерушимой. Тем более что она была заложена уже в основных ее понятиях.
К концу XIX столетия механическая картина мира представлялась практически завершенной. И любые трудности, которые могли встретиться на ее дальнейшем пути, выглядели в глазах ее последователей чисто техническими, вычислительными, а потому принципиально преодолимыми. Однако новая «неклассическая» физика, пришедшая на смену физике XIX века, открыла нам мир с совершенно иной, неожиданной стороны.
С принципом неопределенности, о котором говорилось выше, связана и еще одна «неоднозначность», обнаруженная новой физикой в результате ее проникновения в глубины микромира. Речь идет о так называемом квантово-волновом дуализме. С точки зрения классической физики, частица – это всегда частица, а волна – всегда волна. Квантовая же физика пришла к заключению, что одно и то же «образование» в одних условиях может проявлять себя как частица, а в других – как волна.
А вот и еще один «сюрприз», преподнесенный теорией относительности. До ее появления считалось, что масса того или иного тела, если к нему ничего не прибавлять и от него ничего не отнимать, есть величина постоянная. Но оказалось, что в действительности это не так. Чем выше скорость тела, тем больше его масса. И поэтому масса, скажем, протона – ядра атома водорода, при достаточно большой скорости в принципе может превзойти массу Земли, массу Солнца и даже массу нашей звездной системы Галактики.
Более того, выяснилось, что «не абсолютна» не только масса, но и длина отрезков. Чем ближе скорость движения наблюдателя к скорости света, тем короче становятся отрезки, мимо которых он проносится.
В физике существует закон, который называется «принципом наименьшего действия». Суть его в том, что из различных возможных вариантов движения механической системы осуществляется тот, для которого так называемое действие, то есть произведение величины энергии на время, минимально.
Другой аналогичный принцип – «принцип Ферма», относится к процессу распространения света и состоит в том, что световой луч, проходя через различные среды, распространяется таким образом, чтобы время его прохождения было минимальным.
Как известно, любое человеческое действие предполагает наличие определенной цели. Однако целесообразное поведение присуще только живым системам, и лишь существа, наделенные разумом, способны ставить перед собой сознательные цели и сознательно добиваться их осуществления.
Может ли в таком ключе действовать неодушевленная природа? Ведь даже саморегулирующийся природный объект, например звезда, всего лишь существует и функционирует – и не более того!
И все же, что-то похожее, напоминающее, пусть и отдаленно, целесообразное поведение, наблюдается и в неживой природе. Весьма любопытны и так называемые компенсационные или вариационные принципы. Например, закон Ленца, относящийся к явлениям магнитной индукции. Всякое изменение магнитного поля вызывает возникновение тока индукции, магнитное поле которого препятствует тем изменениям, которые вызвали этот ток. Еще более общее значение имеет принцип «Ле Шателье – Брауна». Он состоит в том, что внешнее воздействие, которое выводит систему из термодинамического равновесия, вызывает в ней процессы, стремящиеся ослабить результаты этого воздействия.
Разумеется, подобное «рациональное поведение» неживых систем не имеет ничего общего с рациональным поведением человека. У него совершенно иная природа. Человек стремится определить оптимальную линию своего поведения, сделать свой выбор, исходя из тщательного анализа обстановки и сознательного прогноза последствий, к которым могут привести те или иные его действия. У природы такой способности, конечно, нет. Как справедливо заметил Ричард Фейнман по поводу «принципа Ферма», свет не может заранее знать всю свою траекторию, то есть особенности тех сред, которые ему предстоит преодолеть. Он в каждый данный момент «знает» лишь то, что ему положено «знать» – именно в данное конкретное мгновение. Иными словами, поведение неживых систем полностью определяется «мгновенной ситуацией», неодушевленная материя не обладает свойством «предвидения». Мертвая материя способна оперировать только настоящим.
Но почему все-таки выполняются вариационные принципы? Какими глубинными свойствами материи они обеспечиваются? Понять это – значит не только понять очень многое, но и получить возможность активно, целенаправленно вмешиваться в природные процессы, не рискуя получить нечто прямо противоположное тому, чего мы добиваемся.
Многого мы еще не знаем…Но, по-видимому, между миром живого и неживого нет непроходимой границы. Конечно, жизнь – это особая, специфическая форма существования материи, качественно отличающаяся от неживой природы, в частности, наличием «управляющих органов», способных воспринимать и перерабатывать информацию, поступающую по бесчисленным каналам обратных связей, и принимать необходимые решения. У звезд, например, таких органов нет. И тем не менее непреодолимой пропасти между живым и неживым не существует. Об этом говорит хотя бы тот факт, что возникает живое именно из неживого.
Но если в природе существуют отдельные законы, компенсирующие действие некоторых других законов, то почему не допустить, что эти законы сами являются частным случаем закона более общего или даже всеобщего?
Закона, согласно которому для каждого фундаментального закона природы должен существовать своеобразный «антизакон», компенсирующий действие первого, или такие условия, в которых он теряет свою силу.
Кое-что в этом роде нам уже известно. Мы знаем, например, что в условиях невесомости перестает действовать закон Архимеда, а при скоростях, близких к скорости света, – за коны классической механики, а при сверхнизких температурах – закон Ома.
Возможно, стоит задуматься над обобщением всех этих фактов. И не есть ли это тот путь, который может привести к познанию общих законов эволюции материи?
