Время и его необратимость

Время и его необратимость

Одной из основных линий развития современной науки является продолжение того, уже отмеченного выше, обобщения понятия движения, которое произошло в XIX веке. Классическая наука характеризуется открытием специфических закономерностей бытия, демонстрацией его гетерогенности, многообразия. Многообразие бытия при этом выражалось в многообразии форм движения материи. Такой подход был итогом длительной эволюции картины мира. Аристотель говорил о различных формах движения, в том числе о местном, качественном движении и о субстанциальных процессах – возникновении вещества и его уничтожении. Этот широкий спектр форм движения характерен не только для Аристотеля, но и для антич-пой мысли в целом. Однако многообразие движений еще не стало тогда многообразием бытия. Разграничение бытия опиралось не на различие движений, а на различие положений. У Аристотеля – это различие между подлунным миром и высшими сферами. Топографическое различие верха и низа, верхних и нижних концентрических сфер, как основное различие, проникло очень глубоко во всю культуру средневековья.

Начиная с XVII века основой многообразия бытия становится многообразие движений. Но многообразие в рамках только одной формы – местного движения, перемещения. Такое движение объединяет мир, в нем исчезает разделение высших сфер и подлунного мира. Вместе с тем движепие и разграничивает мир. Появляются ускорения, которые Декарт объясняет вихрями – прообразом иерархии систем, структуры мироздания, имеющей кинетическую природу. У Ньютона структура мироздания становится динамической: включающие и включенные системы обладают различными по интенсивности силами взаимодействия. Правда, определения этих сил идентичны, они вызывают ускорения, т. е. находятся в рамках местного движения, перемещения.

В XIX веке классическая наука переходит к гетерогенной картине бытия на основе гетерогенного представления о движении, к реализации, сначала стихийной, потом все более сознательной, диалектики как учения о формах движения, в том числе несводимых к количественным соотношениям механики и включающих качественные определения. Это было своего рода возвратом к качественному движению, фигурировавшему в физике Аристотеля. Но не простым возвратом. Эволюция представлений о мире привела не к повторению, а к развитию этого понятия на ином, более высоком уровне. Плюрализм форм движения у Аристотеля, как отмечалось выше, не приводил к многообразию бытия. Теперь, после того как в XVII-XVIII веках была создана кинетическая и затем динамическая схема Вселенной, когда представление о движении как основе гетерогенности мира оказалось завоеванием науки, схема форм движения должна была стать основой новой схемы гетерогенного бытия. Это и было сделано в XIX веке. Атомистика строит иерархию дискретных частей, вещества, иерархию систем: галактика – звездная система – планета– макроскопическое тело – молекула – атом. Каждая ступень такой иерархии характеризуется особой, несводимой к механике, специфической формой движения – гравитационными полями, геофизическими и геохимическими силами, статистически усредненными молекулярными силами и т. д. Это – иерархия не только по масштабам, но и по сложности. Особо сложные тела – организмы – обладают снепифической, несводимой ни к механике, ни к физике, ни к химии, собственной формой движения.

Как модифицируется идея несводимости и множественности форм движения в XX веке, и прежде всего в связи с теорией относительности? Проблема движения соединяется с проблемой пространства и времени и их неотделимости. Перед нами теперь уже не то многообразие пространственных и временных локализаций, которое изучает механика со времен Аристотеля, не местное движение, не перемещение, а движение в его наиболее общем смысле, движение как изменение, переходящее из одной формы в другую.

Переход от аристотелевского местного движения как исчерпывающей формы движения к более общей его концепции произошел, как уже сказано, в XIX веке. Для науки XX века в качестве основной задачи выступает некоторый синтез иерархии форм движения и нового, релятивистского понятия перемещения, т. е. переход от перемещения к движению в более общем смысле, но на этот раз – от перемещения, каким его рисует теория относительности.

Идея несводимости сложных форм движения к механическим не лишила механику своего особого места в понимании движения: сложные формы движения несводимы к перемещению, но и неотделимы от него. В рамках диалектической концепции движения его формы не сворачиваются, не трансформируются в более простую форму, а, напротив, разворачиваются, движение идет не к освобождению от предикатов, а к их услож-

[Отсутствовали 91 и 92 страницы]

тываемые в специальных науках, в частности на собственно научные констатации повторения и неповторимости реальных пространственных ситуаций, физических событий.

Реальная коллизия обратимости как повторения событий и необратимости как их неповторимости опирается на несомненные факты, например на возврат частицы в точку, где она уже была, с одной стороны, а с другой – на относительность такого возврата. Эволюция науки, находящей тождество в нетождественном и нетождественность в тождественном, является последовательной констатацией условности и приближенности любых повторений. Неклассическая наука делает это в особенно отчетливой форме.

Теория относительности представила мир как неразрывный пространственно-временной континуум. Тем самым теряет физический смысл тривиальная обратимость пространства, обладавшая таким смыслом в рамках классической теории. Конечно, пространственная траектория обратима. Измерения от головы до хвоста и от хвоста до головы дают тождественные результаты, но они имеют физический смысл, если все происходит мгновенно, если в игру не входит время. И если (здесь уже вступает в свои права квантовая теория) сам процесс измерения не меняет объект измерения. Во всех классических представлениях необратимость времени макроскопична и противостоит механическим, обратимым локальным процессам. В классической физике исходные микроскопические процессы – движения молекул – могут быть обратимы, но состояние макроскопической системы необратимо. В течение макроскопического интервала времени система переходит от менее вероятного состояния к более вероятному. Так возникает специфика необратимого макромира и иные, специфические законы обратимых процессов микромира. XIX век нашел в статистических законах связь между необратимым макромиром, подчиненным закону энтропии, и лишенным необратимости микромиром.

В квантовой механике локальные процессы не игнорируются. Статистические, вероятностные законы определяют именно их. Они включают процессы измерения сопряженных переменных. Если одна из них, скажем положение частицы, определяется точнее, то другая (в данном случае – импульс) определяется с убывающей точностью. Отсюда – невозможность вернуться к той ситуации, которая была до измерения. За подобной квантовой необратимостью стоит, по-видимому, более сложная, квантово-релятивистская необратимость.

Современная наука выявила связь пространственной локализации частицы с необратимо изменяющимся макромиром, с полями, с новой каждый раз конфигурацией «мировых линий». Она все больше приближается к картине необратимой эволюции космоса, связанной с локальными событиями и превращающей эти локальные события в неповторимые.

Основой такой констатации связи космоса с локальными событиями стала в XIX веке идея несводимости форм движения. Существовавшая до этого идея сводимости всех процессов мироздания к движениям и силам, подчиненным механике Ньютона, не открывала дороги пониманию относительности тождества повторяющихся ситуаций. Необратимость, как она понимается в современной науке, вытекает из вмешательства сложных форм движения в процессы, подчиненные законам механики. Возьмем самый простой механизм, использующий циклические движения для отсчета времени, – маятник. В пределах механики каждый подъем маятника восстанавливает предыдущую ситуацию. Такое восстановление прошлого, такая обратимость движения – основа хронометрии. Метрика вообще невозможна без определенного отождествления ситуаций. Но реальный маятник не поднимается на одну и ту же высоту, его колебания угасают в результате трения и могут продолжаться лишь под действием пружины и т. п. Речь идет о часах с маятником. Но солнечные часы – отсчет времени по вращению Земли (как и календарь – отсчет времени по обращению Земли вокруг Солнца) – основаны на правильно повторяющихся, обратимых с точки зрения небесной механики циклах, которые тем не менее требуют вмешательства включающих либо включенных систем и иных (космических, молекулярных или еще каких-либо) сил. Упрек Лейбница, адресованный Ньютону – последний заставил бога уподобиться часовщику, который изготовил часы, требующие, чтобы их заводили и даже ремонтировали, – охватывает основные вопросы, которые механика Ньютона адресовала будущему, и в особенности вопрос о вмешательстве необратимой эволюции мироздания в обратимые локальные процессы.

Таким образом, уже анализ конструкции часов приводит к самым фундаментальным вопросам пространства и времени, и мы могли бы присвоить часам наименование «философский инструмент» – по примеру англичан, которые именно так называют самые простые физические приборы, начиная с простого термометра. Но здесь есть и различие: английская традиция идет от стремления свести познание с Олимпа философии на почву эмпирических наблюдений, а современная тенденция включает также и обратную операцию – подъем физической эмпирии на вершины философии.

В XIX веке выяснилось, что иерархия включенных и включающих систем образует иерархию специфических форм движения. Именно переходы от одной формы движения, свойственной включающей или включенной системе, к другой создают начальные условия как основу необратимости локальных процессов, вытекающей из необратимости космического процесса.

Основные открытия в науке XIX века, а отчасти и XVIII века явились демонстрацией необратимого движения, взятого в целом, и вместе с тем гетерогенного, включающего несводимые специфические формы. Космогония Канта была своеобразной апелляцией к молекулярному движению, необходимой для рационального представления о начальных условиях движения планет. Энтропия прямо доказывала необратимость движения; она стала основным физическим аргументом в пользу необратимости бытия. Аналогичным был смысл и других открытий, разрушивших концепцию сводимости и вместе с ней представление об абсолютном повторении циклических движений, возникшее в XVI-XVIII веках.

XIX век сделал идеи специфичности форм движения, включения начальных условий в картину гетерогенного движения и его интегральной необратимости основными для науки. В этом отношении XX век явился его преемником. Такая преемственность очень важна для характеристики философского обобщения науки XX века. В нашем столетии идеи, которые были сквозными и в смысле перехода от одной отрасли к другой, и в смысле исторической эволюции науки, стали настолько общими, что они теперь приобрели философский характер. Теория относительности устранила из картины мира пережитки чисто статических, вневременных представлений о бытии, иначе говоря, распространила на него пространственно-временное представление. Квантовая механика соединила ультрамикроскопическую локализацию частицы с макроскопическими характеристиками, а затем, смыкаясь с релятивистскими концепциями, приблизилась к единому представлению о космосе и микромире. Эти представления характеризуют современную картину мира, а несводимость и необратимость стали его интегральными определениями.