Понятие стрелы времени в 1928 г. ввел английский астрофизик А.Эддингтон (1882-1944). А нужно оно было для того, чтобы подчеркнуть однонаправленность и необратимость времени.
Сегодня принято различать три стрелы времени: 1) термодинамическую, 2) психологическую и 3) космологическую. Так их назвал С.Хокинг (1942-2018) и кратко расшифровал: 1) возрастание беспорядка, 2) мы помним прошлое, а не будущее, 3) расширение Вселенной.
Физики напоминают еще о ряде экзотических процессов в микромире, предлагая их тоже считать стрелами времени. Так что количество этих стрел на сегодня, мягко говоря, не утряслось. А главное, даже три упомянутых стрелы вызывают множество неудобных вопросов.
Чтобы оценить эти стрелы, нелишне сначала вспомнить, что понимают под направленностью и необратимостью времени.
Если кратко, то согласно философскому словарю необратимость - это неспособность вернуться назад.
А вот подробнее из Философского энциклопедического словаря от 1983 г.
Необратимость - это характеристика изменения, при котором не происходит возврата в начальное состояние, а есть переход в качественно новое состояние. Необратимость в большей или меньшей степени присуща всем процессам в мире. Это обусловлено:
1) бесконечностью материи, неисчерпаемой сложностью ее структуры,
2) принципиальной незамкнутостью всех существующих материальных систем,
многообразием их внешних связей. Поэтому всякий цикличный процесс включает в
себя элемент необратимых изменений. Конец сведений из словаря.
Вопрос с необратимостью достаточно решил еще Гераклит, заметив, что всё течет, всё изменяется, и что нельзя войти в одну реку дважды.
Не исключено, что Вселенная схлопнется, а потом снова начнет расширяться. Но это будет уже другая Вселенная. Как неповторимы нынешние галактики и созвездия,так и в новой Вселенной наверняка всё будет оригинально. Какие-то общие законы останутся, но конкретные их воплощения будут другими. Возможно, будут даже похожие люди. Но и сегодня при удивительном внешнем сходстве отпечатки пальцев и гены всегда индивидуальны и вряд ли когда-либо повторятся в будущем.
Даже если пока нереально зафиксировать изменения, например, в электроне с течением времени, то все равно его окружение меняется, двигаются другие частицы, и непрестанно меняются всевозможные поля, которые окружают и пронизывают рассматриваемый электрон. А значит, меняются в пространстве свойства всего места, которое занимает этот электрон.
Таким образом, с научной точки зрения вопрос о необратимости представляется ясным. Разумеется. каждый волен изобретать все, что угодно. Например, была широко в ходу и до сих пор не изжита идея о первокирпичиках (атомах) материи, а с ней и попытки возродить механистическую модель мира. Но, как показывает практика, всё, якобы, неделимое потом делится. Такой первокирпичик противоречив уже сам по себе, поскольку ему не обойтись без сложной внутренней структуры для взаимодействия с внешним миром. Кроме того, исследования микромира показали, что поведение частиц там по своей природе носит вероятностный характер. Поэтому втиснуть всё в рамки классической физики пытаются в основном дилетанты.
И физики вольны использовать модели, в которых безразлично, куда течет время. Но надо понимать, что это всего лишь модели, они вполне работоспособны в рамках заданной точности, и незачем накручивать в них лишнее. Но непременно найдутся случаи, где упрощенная модель даст сбой, и понадобятся более сложные теории.
В философии строится наиболее общее понятие времени. Хотя и здесь есть разные точки зрения, но желательно, чтобы они не расходились с реальностью вкривь и вкось. А реальность такова, что любой процесс, строго говоря, необратим, хотя отдельные черты могут быть схожи и неразличимы невооруженным глазом. Значит, также необратимым надо считать время, подразумевая, что необратимость времени кратко и емко обобщает необратимость всех реальных процессов.
Для такого вывода ни здесь, ни в серьезной литературе не понадобились никакие стрелы времени, вообще ненашедшие отражения в научных справочниках.
Теперь о направленности. Направленность (или однонаправленность) времени не удостоилась внимания в философских справочниках. По поводу откровений С.Хокинга в Википедии для направленности времени вскользь упоминается принципиальное отличие между прошлым и будущим. Однако, больше нигде такого определения не обнаружено, да и здесь оно мало походит на ответственную формулировку. Точнее, в Википедии написано так: "Большинство современных ученых полагает, что различие между прошлым и будущим является принципиальным".
По-видимому, в понимании направленности времени предлагается исходить из смысла слова "направленность" и родственных слов. Наиболее близким к теме представляются следующие сведения из справочников.
Направленность - это устремленность.
А устремленность - это направленность к какой-либо цели.
Направлять - устремлять, задавать цель, посылать куда-либо.
Направление - действие по значению глагола направлять, устремление какого-либо объекта в определенную сторону или точку.
Теперь можно посмотреть, что дают указанные три стрелы в плане необратимости и направленности времени, а также в плане общей картины мира.
"Психологическая стрела" не удачна как по названию, так и по сути, поскольку формально связывает время с человеческой психологией, которая в масштабах Вселенной ничтожна и, главное, сама во многом туманна. А если на других планетах другая психология и психиатрия, или вообще никто не живет, то у них другое время, или вообще нет времени?
По-моему, эту стрелу времени надо капитально переделать. И правильнее будет говорить, что в отличие от будущего о прошлом имеется огромное количество материальных свидетельств и письменных документов. К этим следам прошлого нелишне присовокупить и то, что остается в человеческих головах. Но уж слишком ненадежна и часто врет человеческая память, поэтому не следовало бы отдавать ей приоритет в сохранении истории.
А вот геологические слои на Земле - это отличные документы о прошлом, независящие от людской психологии. Заметим, что от будущего никаких подобных слоев нет.
Так же любые окружающие нас предметы несут огромную информацию как о них самих, так и о всей человеческой цивилизации. А свет далеких звезд и галактик, пропутешествовав миллиарды лет, дает информацию о далеком прошлом этих космических объектов.
Конечно, мы можем прогнозировать, как изменится завтра тот или иной предмет. Однако, мы не можем знать это наверняка. Уж сколько раз налетали стихии, всё рушилось, и прогнозам приходила крышка.
Разумеется, крышка может приходить и на памятники прошлого, не оставляя от них следа. Но дело тут в таких количествах, которые давно переросли в качество. Так, всевозможных бумажек и книг о прошлом - миллиарды. При всем желании их просто невозможно все сжечь или сфальсифицировать. А вот планов на будущее и фантастических романов, наверное, в миллионы раз меньше, и, главное, эти планы с прогнозами имеют устойчивую неприятную тенденцию не сбываться.
Таким образом, психологическую стрелу времени с учетом переделки, возможно, лучше было бы назвать исторической.
Для обоснования необратимости времени психологическая стрела, даже с учетом изменений, ничего не дает, так как из большого количества документов о прошлом формально еще не следует, что они различны. Другое дело, что на самом еле они все-таки различны, но по другим, поминавшимся выше причинам, так сказать, минуя понятие стрел времени.
Для направленности времени психологическая стрела дает обоснование только в том исключительном случае, когда понятие направленности подогнано под ожидаемый результат и сводится лишь к различию между прошлым и будущим. Как видно из приведенных выше определений направленность связывается с целью, в наиболее осторожной форме со стороной, а в наиболее радикальной даже с точкой.
В таком случае отличие прошлого и будущего ровно ничего не дает. Мало ли какие вещи различны, но это не означает, что они стоят на пути к какой-то третьей вещи. Например, две стороны медали явно не говорят о третьей ее стороне. Положительный и отрицательный заряд просто различны, но не являются частью какого-то более длинного ряда.
Можно сказать, что будущее превращается в прошлое, в свою очередь обрастая документами. Но с таким же успехом можно утверждать, что прошлое переходит в будущее, поскольку многие предметы остаются почти неизменными долгие годы, а иногда и века. Но все эти различия между прошлым и будущим ни капли не говорят о сколько-нибудь определенной цели. В отличие от этого термодинамическая и космологическая стрелы указывают хотя бы одна в сторону роста энтропии, а другая - в сторону увеличения размеров Вселенной.
Вообще, натуральная стрела в жизни немыслима без цели. Когда ею стреляют, то цель налицо. А когда изготавливают, то также для вполне определенных целей, а не от нечего делать. Поэтому стрела, хоть бы и стрела времени, без цели - это нонсенс.
Перейдем к космологической стреле. Расширение Вселенной считается сегодня твердо установленным научным фактом. Любопытно, что это факт дает прокол на первом же реальном примере: ближайшая к нам галактика Туманность Андромеды вовсе не несется прочь от нас, а летит прямехонько в наши объятия. Или мы летим в ихние объятия. Правда, от столкновения галактик, как обещают астрономы, звезды и планеты не пострадают.
Но настораживают другие свежеустановленные факты: темная материя и еще более удивительная темная энергия. Оказалось, что Вселенная не просто расширяется, а еще делает это с ускорением. Вроде бы гравитация должна, наоборот, притягивать галактики или, по крайней мере, сдерживать их разбегание. Но неведомо откуда взявшаяся темная энергия, явно не желающая вписываться в закон сохранения энергии, почему-то расталкивает галактики.
При таком потоке открытий уже, наверное, никого не удивит, если вдруг окажется, что сама темная энергия ускоренно нарастает, как будто кто-то извне включил хорошую печку. А может быть, этой темной энергии когда-то не было, или в будущем некто выключит печку? Была и еще не совсем похоронена гипотеза, что Вселенная обратно сожмется в точку (или в нечто очень малое и плотное), а затем вновь взорвется. Здесь ученые уже столько раз меняли свои мнения, что в глазах многих рядовых граждан полностью дискредитировали себя. Что ж, это их работа: строить разные модели...
Не вина ученых, что мир всякий раз оказывается сложнее, чем виделся раньше. Никто не выдает им откровений свыше, позволяющих раз и навсегда решить хоть какие-нибудь вопросы. Все приходится добывать своим трудом через бесконечные пробы, ошибки и сомнения.
Все это означает, что для философских выводов о времени наблюдаемое специалистами (и отрицаемое другими специалистами) расширение Вселенной недостаточно.
О термодинамической стреле времени я написал отдельную статью
https://www.sunhome.ru/journal/149154
Она непосредственно предшествует данной на сайте. Так что здесь только выводы и некоторые детали.
С.Хокинг весьма каверзно назвал стрелу термодинамической, явно намекая на энтропию, но в расшифровке энтропией не пахнет, а речь лишь о росте беспорядка. Но порядок и беспорядок в обычной речи часто имеют иной смысл. И каждый волен понимать под порядком все, что захочет. Для одних революция - это беспорядок, для других - наведение порядка. Равная температура во всей болванке вполне может претендовать на порядок, а случайные скачки этой температуры - на беспорядок, вот и выйдет, что система стремится к порядку!
Но и в самых, по возможности, строгих терминах, как показано в моей предыдущей статье, никаких эпохальных выводов о судьбе Вселенной сделать нельзя.
Итак, подведем итоги. Термодинамическая стрела несостоятельна из-за большого числа противоречащих ей процессов. Космологическая стрела тянет лишь на временный локальный показатель направления наряду с великим множеством других направленных процессов. Более содержательна психологическая стрела, но вовсе не в плане психологии, а по причине гораздо большего количества документов о прошлом, нежели о будущем.
Все три стрелы не проясняют необратимость времени, которая вытекает из других принципов. О направленности времени свидетельствует также великое множество процессов, а не только запоминание в головах, передача и тепла и расширение Вселенной, которым в стрелах времени уделено гипертрофированное внимание.
Ничем не хуже круговорот воды в природе. Хотя он называется круговоротом, но содержит ряд четко направленных процессов. Любое падение предмета не менее показательно, так как видя всего лишь пару положений, мы с уверенностью можем сказать, какое положение какому предшествовало. Аналогично мы легко распознаем направленность старения людей и вещей, роста деревьев, движения солнца по небосводу, стадии развития звезд, последовательность слов в речи и текстах, а также многое и многое другое. В этот список можно включить передачу тепла от более горячего тела к более холодному, но как один из рядовых случаев, а не как всеобщий закон, тянущий на собственную стрелу времени.
А выделение только трех или еще какого-то ограниченного числа стрел времени непродуктивно и не обосновано, поскольку есть великое множество процессов, где тоже четко просматриваются разные этапы их течения.
Как уже не раз подтверждалось практикой, плохо строить философскую концепцию на основе одной физической модели и на основе даже самого устойчивого и масштабного физического процесса. Модели приходят и уходят. Но важно видеть в них общее и их динамику. Только на основе обобщения многих знаний можно делать надежные философские выводы.
Что ж, стрелы времени, образно говоря, не стрельнули.
Поэтому неудивительно, что стрелы времени не закрепились в науке. Тем не менее, обнаружение просчетов всегда позволяет двигаться дальше. В данном случае выяснилось, что к запоминанию прошлого в человеческих головах необходимо добавить гораздо более важное и масштабное запоминание в природе, а внимание к трем выбранным частным процессам расширить также на все множество направленных процессов.
Не претендуя на новое определение времени, отмечу, что в нем нелишне было бы прямо указывать необратимость и направленность времени. А то часто среди вычурных определений время оказывается само по себе, а все остальное - само по себе, в результате очень быстро приходят к выводам, что времени нет, или, еще хуже, что материи вообще не существует.
Время - это форма существования материи, поэтому уместно сразу связать его с важнейшими свойствами материи, такими как необратимость и направленность любых материальных процессов. Тогда в принципе любой процесс может служить приближенным отражением и представителем времени, а чем точнее нам понадобятся отражения, тем более устойчивых и долгоживущих представителей следует выбирать.
Каждый конкретный процесс имеет начало и конец. Но все вместе они накладываются друг на друга и образуют единый бесконечный поток. Когда идет к концу один материальный процесс, то в полном разгаре масса других, так что единая линия неуклонных изменений не прерывается, и время, как обобщение всех этих процессов, вечно и неуничтожимо.
С каждым процессом, хотя бы на отдельных участках, связано последовательное изменение некоторых его численных характеристик. А числа универсальны. Ими можно мерять и длину, и инфляцию. Пока все наблюдаемые численные изменения свойств предметов вполне сопоставимы, так что из этих кусочков можно собрать единую ось времени. Если, скажем, в микромире обнаружится что-то не вписывающееся в эту модель, то ее можно будет уточнить и дополнить, не отменяя того, что уже прекрасно работает на практике.
Да здравствует время и его представители!
Авторская публикация. Свидетельство о публикации в СМИ № J108-49171.
Обсуждения Три стрелы времени
Всё учтём!
Я больше люблю правила, но, пожалуй, было бы слишком скучно, если бы всё было по правилам.