Третийй постулат

Третий. «Причины и следствия различаются временем.
По­этому между их проявлением существует сколь угодно малое, но не равное нулю, временное различие... определенного знака».
Читателям, заинтересованным в более углубленном знаком­стве с причинной механикой Н. Козырева, следует обратиться к его трудам [16].
Мне, честно говоря, не терпится еще раз испы­тать удовольствие от экспериментов Н. Козырева.
Удовольствие, но одновременно и смутное беспокойство.

Второй постулат

Второй. «Причины и следствия всегда разделяются простран­ством.
Поэтому между ними существует сколь угодно малое, но не равное нулю, пространственное различие...»

Первый постулат

Первый. «Время обладает особым свойством, создающим раз­личие причин и следствий, которое может быть названо направ­ленностью, или ходом.
Этим свойством определяется отличие прошедшего от будущего».

Представления о времени в конце XX века

Странно, но и в конце XX века четыре концепции времени, появившиеся еще в Древней Греции, продолжают отстаивать свое право на существование.
И это несмотря на то, что, начи­ная с 60-х годов эйнштейновское (реляционное и релятивист­ское) понимание времени получает все новые и новые неоспо­римые (или, по мнению оппонентов, казалось бы, неоспори­мые) подтверждения.
И дело тут не только в том, что теория относительности как сравнительно новое миропонимание встречает сопротивление, ибо новому всегда сопротивляются, и дело не в сложности теории относительности.
Главная при­чина, очевидно, в том, что до сих пор никто, включая Эйнш­тейна, не смог убедительно ответить на «детский» вопрос -«Что такое время?»
Николай Александрович Козырев (1908-1983), знаменитый российский астрофизик, профессор Пулковской (а до того Крымской) обсерватории, известен не только тем, что являет­ся первооткрывателем тектонической (вулканической) деятель­ности на Луне или тем, что предложил (в качестве гипотезы) новый - неядерный источник разогрева космических тел.
Он предложил свое видение времени, увязав в единую теорию и время, и причину лунного вулканизма, и природу внутризвездного теплообразования [16].
Вот что пишет об этом А.Н. Дадаев, автор биографического очерка о Н. Козыреве:
«Согласно его теории, небесные тела... представляют собой машины, ко­торые вырабатывают энергию, а «сырьем для переработки» слу­жит время».
Свое видение времени Н. Козырев обосновал в созданной им «причинной механике».
Новая механика осно­вана «не на равенстве действия и противодействия, т.е. не на симметрии взаимодействующих сил, а на асимметрии и не­обратимости причин и следствий, связь между которыми устанавливается последовательностью во времени, его направлен­ностью, причем физическое время выступает, таким образом, в качестве «движущей силы», или носителя энергии...»
Рас­суждения таковы: мы неизбежно распространяем действия второго начала термодинамики на всю Вселенную, но его след­ствием была бы полная деградация - тепловая и радиоактив­ная смерть, никаких признаков которой мы, однако, не на­блюдаем...
Следовательно, «в природе существуют постоянно действующие причины, препятствующие возрастанию энтро­пии»*.
Как постоянно препятствующий, постоянно действу­ющий и всеобъемлющий фактор снова выступает физическое время, которое «в силу своей направленности может совершать работу и производить энергию».
В статье Л. Шихобалова [17] четко и достаточно полно отра­жены и основы причинной механики Н. Козырева, и суть пред­ставлений Козырева о времени. Автор указывает на три допущения, на которых строится при­чинная механика. Первое заключается в том, что Козырев при­нимает субстанциальную концепцию времени.
Он «предполагает, что время представляет собой самостоятельное явление при­роды и оно может каким-то образом (выделено мною. - А.Б.) воздействовать на объекты нашего мира и протекающие в нем процессы...»
Второе допущение утверждает, что «время, наряду с обычным свойством длительности, измеряемой часами, обла­дает еще и другими свойствами». Эти другие свойства Н. Козы­рев называет активными.
Таким свойством он считает, напри­мер, плотность времени.
Третье допущение Н. Козырева гласит:
«Активные свойства времени могут быть исследованы экспериментально». Н. Козырев выдвинул три постулата о физических свойствах времени.
Я приведу их без комментариев.
В следующей главе я попытаюсь реляционное видение времени сравнить с субстан­циальными представлениями Н. Козырева.
Итак, постулаты.

Важнейшее следствие

Одно из важнейших следствий уравнений Максвелла состоя­ло в том, что в вакууме электромагнитные волны распространя­ются со скоростью света.
Эта скорость в вакууме, или, как гово­рили в прошлом веке, в пустоте, составляет около 300 000 км/с. (Современное наиболее точное значение скорости света -299 792 456,2 м/с.)
Потрясающе огромная скорость, но самым удивительным все же было не это.
«Оказалось, что, движется ли наблюдатель навстречу световому лучу или убегает в противопо­ложном направлении, скорость луча относительно него не ме­няется!..
Странным образом скорость света всегда остается не­изменной».
К тому времени, когда «странностями» физики занялся Эйн­штейн, выдающиеся ученые Фитцджеральд и Лоренц уже опре­делили свое отношение к проблеме независимости скорости света относительно скорости источника света. Фитцджеральд предложил считать опыт Майкельсона доказательством пора-; зрительного факта: не скорость света зависит от скорости его излучателя, а размеры всех тел зависят от скорости их движения относительно наблюдателя. Эту гипотезу обосновал своей элек­тронной теорией Лоренц, а Пуанкаре на ней построил новую теорию относительности...
Так называемыми «преобразованиями» Лоренц показал, что собственное время движущегося тела и его размеры также зависят от скорости движения тела относи­тельно наблюдателя.
А Эйнштейн, с присущей ему решительностью, обобщил эти гипотезы: «...один и тот же световой луч распространяется в пустоте со скоростью с не только в системе : отсчета К, но и в каждой другой системе..., движущейся равно­мерно и прямолинейно относительно К» [11].
Такое экстрава­гантное понимание света и позволило Эйнштейну произвести, по существу, революцию в области физики - поставить свет в .совершенно особое положение.
Абсолютизировать свет и сформулировать свой знаменитый второй постулат, процитированный ранее.
Некоторые сторонники теории относительности, признавая, что скорость света определяет предельную скорость любых вза­имодействий, утверждают также, что и время - это... только функция скорости света.
Мы ознакомились с некоторыми основными положениями теории относительности. Конечно, это знакомство было недопустимо кратким и поверхностным.
Я выделил только два по­стулата Эйнштейна, поскольку они являются главными в реля­тивистской физике, связаны с пониманием времени, и поэтому именно они сегодня подвергаются наиболее яростным напад­кам со стороны критиков теории относительности.

Эксперимент

Эксперимент удалось осуществить в 1831 г. американскому ученому Майкельсону.
В эксперименте луч света от одного ис­точника, попадая (под углом 45°) на плоскопараллельную плас­тину, образует два когерентных луча.
В дальнейшем направле­ние одного из этих лучей совпадает с направлением движения Земли, направление другого - перпендикулярно ему. В прибо­ре (интерферометре Майкельсона) каждый луч проходил одно и то же расстояние (около 22 м) и попадал к наблюдателю, кото­рый по интерференционной картине имел принципиальную возможность установить, как зависит скорость распростране­ния лучей света от их направления относительно движения Зем­ли.
Ожидаемая разница во времени прохождения сигналов дол­жна была составить крохотную долю секунды - три, деленное на единицу с шестнадцатью нулями.
Но при этом технические возможности прибора позволяли измерить запаздывание, еще в сто раз меньшее. И что же?
Определить скорость движения Земли относительно непо­движного мирового эфира не удалось.
И первый опыт Майкельсона, и последующие, включая опыты 1887 г. (совместно с Мор-ли), четко засвидетельствовали, что движения Земли относи­тельно эфира нет.
Отсюда напрашивался вывод, что либо эфир движется вместе с Землей, либо... его вообще нет.
И то и другое совершенно про­тиворечило объяснению результатов опыта Физо.
И то и другое потрясло физиков и физику.
Прежде всего, был нанесен смер­тельный удар по теории эфира.
И дело тут не только в несоот­ветствии опытов Физо и Майкельсона.
Постепенно стало ясно, что эфир (если он есть) представляет из себя субстанцию с про­тиворечивыми свойствами.
С одной стороны, он должен был бы обладать некой «тонко­стью», подвижностью и проницаемостью, чтобы не препятство­вать движению небесных тел (и макротел, и микротел), а с другой - он должен обладать невероятной жесткостью, чтобы пе­редавать поперечные волны света. В работах Сен-Венана, Релея и Столетова было доказано, что ни одно вещество не может обла­дать такими свойствами, так как они несовместимы.
Кроме того, в опытах Физо и Майкельсона-Морли было про­демонстрировано, что свет не подчиняется правилу сложения скоростей.
Нам сегодня даже трудно себе представить, как ве­лико было смущение физиков.
Но недаром говорят, что в науке отрицательный результат - это тоже результат. Когда Майкельсон осуществил свой первый эксперимент, Эйнштейну было два года.
До создания специальной теории относительности оставалось двадцать четыре...
Ученые теперь должны были отказываться от пространства, заполненного эфи­ром.
Если эфира нет, то не пустота же между небесными тела­ми?
Как через пустоту может происходить гравитационное вза­имодействие?
И как все-таки понимать, что свет не подчиняет­ся правилу сложения скоростей?
Движения всех тел подчиняются этому правилу, а свет нет.
Что такое свет?
К концу века ученые уже были готовы ответить на этот вопрос.
В работах М. Фарадея, Дж. Максвелла, Г. Герца было с высокой степенью достовернос­ти доказано, что свет - это колебания электромагнитного поля, которое может распространяться в пространстве в виде электро­магнитных волн.
Этот вывод также нанес удар по эфиру, ибо оказалось, что для своего распространения свет не нуждается в эфире.
Но оставим на время в покое многострадальный эфир.

Современная физика

Современная физика, следуя учению Эйнштейна, утвержда­ет, что скорость света в вакууме является предельной, что в мире вообще не может быть никаких сигналов, никаких взаимодей­ствий, которые бы осуществлялись со скоростью, превышаю­щей скорость света.
Этот постулат вызывает наибольшее сомне­ние у критиков теории относительности.
Все началось этак лет 150 тому назад. В XIX веке все физики знали, что Вселенная заполнена эфиром.
Что такое эфир?
Одно из представлений: это среда (тончайшее вещество) с опреде­ленными свойствами, в которой существуют все тела Вселен­ной.
Ученых давно занимал вопрос, подчиняется ли распростра­нение света в эфире правилу сложения скоростей.
Чтобы пояс­нить это правило, часто приводят пример с поездом, движу­щимся мимо станции, на платформе которой стоит наблюда­тель.
Предположим, что наблюдатель стоит на месте в точке А, а поезд, продолжая путь, приходит в пункт Б.
Скорость, с кото­рой он двигался относительно неподвижного наблюдателя, рав­на частному от деления расстояния от наблюдателя до пункта Б на время, которое понадобилось поезду, чтобы пройти этот путь.
Если же наблюдатель, как только его минует поезд, побежит за ним вслед, то теперь скорость поезда относительно наблюдате­ля будет меньше, так как уменьшилось расстояние межу точка­ми А и Б (наблюдатель ведь бежал вслед за поездом).
И наобо­рот, если стоящий в точке А наблюдатель в момент, когда мимо него пройдет последний вагон, побежит не за поездом, а в про­тивоположную сторону, то скорость поезда относительно на­блюдателя будет увеличена.
Закон сложения скоростей распро­страняется и на все другие явления природы, например на зву­ковые волны.
В 1851 г. уникальный опыт осуществил известный французс­кий физик Физо.
Принципиально идея опыта заключалась в следующем.
Свет выходил из одного источника (одной точки), разделялся на два луча и каждый луч направлялся в трубы, по которым под давлением двигалась вода. При этом один луч рас­пространялся по ходу течения воды; второй - против.
Пройдя трубы, оба луча сходились в одну точку и вместе приходили к наблюдателю. Расстояния, проходимые лучами, были совершен­но одинаковыми.
Предполагалось, что луч света, который рас­пространялся по ходу течения воды, будет иметь несколько уве­личенную скорость, а луч, распространяющийся против тече­ния воды, наоборот - скорость уменьшенную. А так как световой луч - это волна, то ожидалось, что, придя к наблюдате­лю, эти лучи будут смещены по фазе, т.е. впадины и гребни одной волны сместятся относительно гребней и впадин другой и, таким образом, будет наблюдаться чередование светлых и темных по­лос (интерференция).
Физо полагал, что по смещению фаз лучей света удастся под­твердить общее правило сложения скоростей...
Увы, результаты опыта оказались ошеломляюще отрицательными.
Вывод про­тиворечил законам классической механики.
Свет не подчиня­ется правилу сложения скоростей. Впоследствии и сам Физо, и другие многократно повторяли опыт (в том числе и при движе­нии света в газовой среде), но результат оставался неизменным.
Сомнения в его достоверности отпали.
Был сделан вывод о том, что при скоростях, сопоставимых со скоростью света, законы ньютоновской физики не срабатывают.
Такой вывод не мог ос­тавить физиков равнодушными - рушились представления о применимости законов физики ко всем явлениям, ставилась под сомнение их универсальность.
Стали искать причины, которые бы объяснили результаты опытов, но так, чтобы при этом не разрушались основы фи­зики. И, конечно, объяснение нашлось.
«Была принята ги­потеза существования неподвижного мирового эфира, соглас­но которой все тела Вселенной движутся в неподвижном эфире». Физики рассуждали так: «...расстояние между молекулами воды примерно в десять тысяч раз (а между молекулами газа - в сто тысяч раз) больше, чем размеры самих молекул».
А так как все во Вселенной заполнено эфиром, то эфир заполнял и расстояния между молекулами воды в опытах Физо.
Получа­лось, таким образом, что лучи света распространялись в не­подвижном эфире, а, следовательно, и не с чем было склады­вать скорость света. Объяснение было найдено, и, казалось, физики могут спать спокойно.
Однако в науке покоя не мо­жет быть в принципе.
Возник вопрос: если мировой эфир не­подвижен и это как бы неподвижная система отсчета, то нельзя ли определить скорость движения Земли относитель­но неподвижного эфира?

Современная техника

Замечательно, что современная техника позволяет заметить такое расхождение в темпах времени двоих часов, синхронизи­рованных в начале эксперимента. Но ученые установили, что если исходить только из эффекта ускорения времени за счет раз­ницы в расстоянии между центром Земли и центрами тяжести часов на Земле и в самолете, то часы в самолете должны были бы уходить вперед на 52 наносекунды.
Куда же исчезли 5 миллиардных долей секунды?
Оказывается, часы, установленные в само­лете, «заметили» - учли замедление времени за счет скорости самолета относительно Земли.
В экспериментах (неоднократно) было доказано, что Эйн­штейн был прав, предполагая, что элементарные частицы, бу­дучи разогнанными в ускорителе до околосветовой скорости, должны замедлить темп своего времени. В эксперименте, проведенном в Европейском центре ядер­ных исследований (ЦЕРН), на мощном ускорителе разгонялись частицы, называемые «мюонами». Частицы эти крайне неста­бильны.
В состоянии «покоя», т.е. при малых скоростях, про­должительность их жизни - почти миллионные доли секунды мюон распадается на электрон и два нейтрино.
В эксперименте, разумеется, определялось не время жизни отдельных частиц, а период полураспада определенного количества частиц (потом рассчитывалось среднее время жиз­ни условной частицы).
Так вот, оказалось, что при околосвето­вых скоростях движения частиц время их полураспада, а значит, и продолжительность их жизни резко возрастает.
Темп времени для них оказывается замедленным. В ЦЕРН мюоны «удалось разогнать до скорости, столь близкой к скорости света, что их масштаб времени растянулся в 24 раза» [15]. Конечно, приведенными примерами не ограничиваются сви­детельства, подтверждающие справедливость теории относи­тельности.
И все-таки, все-таки...
Почему растет число научных работ, в которых предпринимаются попытки ее ниспровержения? Не­ужели все дело только в непонимании эйнштейновских глубин?
Почему все чаще звучат голоса тех, кто ощущает ситуацию в те­оретической физике как кризисную?

Перегрузка

Если "перегрузка" действует постоянно, то в другом мыслен­ном эксперименте достигается поразительный эффект.
Полу­чается, что если космический корабль летит с неизменной пе­регрузкой, например 2g, то за 40 лет по корабельным часам он долетит до центра Галактики и вернется обратно, а на Земле за это время пройдет около 60 тысяч лет.
Значительная часть следствий теорий относительности но­сит характер научного предвидения и оказалась доступной для подтверждения в наблюдениях или экспериментах.
Так, блестяще подтвердилось (по мнению сторонников реля­тивистской физики), что луч света в сильном гравитационном поле должен изменить траекторию - искривиться.
И действи­тельно, 19 мая 1919 г. во время солнечного затмения знаменитый английский астрофизик Артур Эддингтон зафиксировал откло­нение луча света от далекой звезды в поле тяготения Солнца *.
Начиная с 60-х годов, теория относительности получает все новые и новые экспериментальные и наблюдательные подтвер­ждения.
Вот несколько примеров в популярном изложении из­вестного астрофизика проф. И. Новикова.
"В 1968 г. американс­кий физик И. Шапиро измерил замедление времени у поверхно­сти Солнца...
Он проводил радиолокацию Меркурия, когда тот, двигаясь вокруг Солнца, находился от него с противоположной стороны по отношению к Земле.
Радиолокационный луч про­ходил вблизи поверхности Солнца, и из-за замедления време­ни ему требовалось чуть больше (времени) на прохождение туда и обратно, чем на покрытие такого же расстояния, когда Мерку­рий находился вдали от Солнца.
Эта задержка (около одной десятитысячной доли секунды) действительно была зафикси­рована и измерена" [14].
Особенно интересно, что замедление течения времени в поле тяготения было измерено непосредственно в лабораторных ус­ловиях на Земле.
Это сделали в 1960 г. американские физики Р. Паунд и Г. Ребка (Гарвардский университет).
Они сравнивали ход времени у основания башни и на ее вершине - на высоте 22,6 метра, где ход времени должен быть чуть быстрее.
Роль часов играли при этом очень точные приборы, использующие яв­ление излучения в некоторых условиях гамма-лучей строго оп­ределенной частоты. Разность хода часов по предсказаниям те­ории составляла фантастически малую величину - три десяти­тысячных от миллиардной доли процента.
И эта разница была зафиксирована* [14].
В 1977 г. интереснейший эксперимент провели физики из Мэрилендского университета (США).
Чрезвычайно точные атомные часы были установлены на самолете, который дважды летал по четырнадцать часов на высоте примерно десять кило­метров.
При этом другие атомные часы оставались на Земле.
Лазерные сигналы посылались с Земли к отражателям на само­лете и возвращались на Землю.
Путь летевшего самолета строго контролировался.
Установлено, что после каждого из полетов часы, находившиеся в самолете, уходили вперед на 47 миллиар­дных долей секунды ** [14].

Относительность времени

Относительность времени и базируется на относительности одновременности разноместных событий.
Эйнштейн оставил без изменения представления классичес­кой механики о непрерывном и беспредельно делимом време­ни.
(То есть, время - не дискретно.)
Кратко подведем итоги, что же принесла теория Эйнштей­на в понимание мировых закономерностей, связанных со вре­менем:
- время вместе с пространством составляет четырехмерный мир;
- время не абсолютно, одновременность событий имеет смысл в одной системе
отсчета или в инерциальных системах координат; - сам ход времени зависит от движения и потому относите­лен.
Часы, движущиеся относительно нас (чем больше скорость, тем больше эффект), всегда представляются отстающими.
Это означает, что измеряемое ими время замедлено в своем беге;
- на время оказывают влияние силы тяготения - время те­чет тем медленнее, чем больше гравитация;
- скорость света зависит от гравитации и может изменяться ; только в сторону уменьшения;
- движущееся тело имеет запас кинетической энергии, и масса этого тела больше, чем масса того же тела в состоянии покоя.
Обратим внимание на то, что, полностью отказавшись от нью­тоновского понятия абсолютного времени (единого в мировом масштабе), Эйнштейн не просто показал, что время всегда относительно, он это понятие прочно увязал с воздействием на : любое материальное тело внешних факторов - таких как грави­тация и скорость тела, зависящая от системы отсчета.
В первой половине XX века Эйнштейн ближе всех подошел к пониманию сущности времени.
Однако и ему, и его сторонни­кам оказалась присуща некоторая непоследовательность.
С по­зиций теории относительности, время всегда зависит от собы­тий материального мира, от взаимодействия масс.
Крупные тела (их масса, энергия и движения) порождают гравитационные поля. Время отдельных тел зависит от того, в каком гравитаци­онном поле они находятся, и от относительной скорости их движения.
Кроме этих внешних (или как бы внешних) причин, время материальных тел является порождением геометрии простран­ства.
Допускается даже, что время может существовать незави­симо от материи.
В результате из теории относительности мы знаем, что время объективно существует, знаем, от чего оно зависит, но не знаем, что это такое.
Исходя из своих теоретических разработок, Эйнштейн пред­видел различные события, в которых должны проявляться эф­фекты теорий относительности.
Часть этих следствий он пред­ставил в виде мысленных экспериментов.
Например, если имеются двое часов, неподвижных относи­тельно друг друга, и расположены они на разных расстояниях от гравитирующего тела, то быстрее будут идти те часы, которые находятся дальше от тела.
(На очень далекие от массивного тела часы тяготение практически не оказывает влияния, и там время приобретает наиболее высокий темп.)
Эйнштейн иллюстрирует это положение, привлекая в мыс­ленный эксперимент двух братьев-близнецов.
Если два брата-близнеца живут в одном доме на разных эта­жах, то быстрее растет тот, который живет ближе к крыше.
Но если один из братьев остался на Земле, а второй (космо­навт) улетел в космос и затем вернулся, то, по Эйнштейну, за­медляется старение того брата-, который побывал в космосе.
То есть время, затраченное на полет, было различным по часам космонавта и по часам его брата-домоседа.
Темп времени в кос­мосе был более замедленным.
В чем тут дело? Эйнштейн так объясняет этот парадокс.
Брат-космонавт при полете испыты­вал перегрузки (при разгоне и торможении) и, следовательно, испытывал гравитационное воздействие, а гравитация, по Эйн­штейну, замедляет время.

Fast: [10]