Станислав Зигуненко - Как устроена машина времени?

Знак вопроса 1991 № 5

Станислав Николаевич Зигуненко

Как устроена машина времени?

К читателю

«В этом то и заключается зерно моего великого открытия. Вы совершаете ошибку, говоря, что нельзя двигаться во Времени…» — так утверждает Путешественник во Времени из известного романа знаменитого английского фантаста Герберта Уэллса «Машина времени». «…А теперь обратите внимание на следующее: если нажать на этот рычажок, машина начинает скользить в будущее, а второй рычажок вызывает обратное движение. Вот седло, в которое должен сесть Путешественник во Времени. Сейчас я нажму этот рычаг — и машина двинется…»

С помощью своей машины Путешественник, как вы наверное помните, смог перенестись на сотни тысяч лет в будущее.

Ну а как обстоит дело с путешествиями во времени сегодня? Мы привыкли, что многие предвидения фантастов постепенно сбываются, и то, что раньше казалось совершенно не реальным, сегодня становится обыденностью.

И все же, что нужно, чтобы построить машину времени? Когда этого можно ожидать? Как далеко продвинулась здесь наука? — одни сплошные вопросы, которые можно продолжать и продолжать. Но главным среди них будет конечно «что такое время?» Ведь чтобы построить машину времени, надо понять сущность времени, научиться им управлять. И именно с этого-то все трудности и начинаются…

«Я прекрасно знаю, что такое время, пока не думаю об этом. Но стоит задуматься — и вот я уже не знаю, что такое время». Эти слова, сказанные много веков назад философом Августином Блаженным, верны и в наши дни.

И все-таки дело не столь безнадежно, как может показаться сначала. Современная наука знает о сущности времени не так уж мало. Более того, ей известны некоторые виды «машин времени», которые издавна существуют в природе.

Как именно они работают? Какую практическую пользу мы можем иметь от них? Насколько правы в своих предположениях фантасты?.. Об этом и пойдет речь ниже.

ЗИГУНЕНКО Станислав Николаевич — журналист, автор многих научно-популярных статей и очерков о технике и науке.

Как устроена машина времени?

Спираль или прямая?

Истины древних

Еще тысячелетия назад наши предки как-то осознали время силою своего разума и воображения, дали ему имя и даже научились его измерять. И как теперь выясняется, обретенные ими знания вовсе не бесполезны для нас сегодня.

Если современному человеку задать вопрос: «Как течет время?», то большинство из нас скорее всего уподобит его некой реке, текущей из будущего в прошлое и никогда не поворачивающей свои воды вспять.

А вот древние греки так не считали. «Время не подобно прямой линии, безгранично продолжающейся в обоих направлениях. Движение времени соединяет конец с началом, и это происходит бесчисленное число раз. Благодаря этому время бесконечно». Эта точка зрения, принадлежавшая современнику Гераклита философу Проклу, продержалась многие столетия, и даже средневековая инквизиция не смогла с ней окончательно разделаться. И все выгоды такого столь наглядного представления о времени нам пожалуй, не мешало бы детально обсудить.

Конечно, древние во многом и ошибались. Так, скажем, длительность «великого года», то есть одного кольцевого цикла, согласно Платону, исчислялась в 36 тысяч лет. Сегодня мы знаем, что это не так.

Что, впрочем, не мешает нам соглашаться с другим изречением великого мыслителя: «…мы не смогли бы сказать ни единого слова о природе Вселенной, если бы никогда не видели ни звезд, ни Солнца, ни неба. Поскольку же день и ночь, круговороты месяцев и лет, равноденствия и солнцестояния зримы, глаза открыли нам число, дали понятие о времени и побудили исследовать природу Вселенной».

Ну а тем, кто интересуется взаимосвязью окружающего нас мира и времени, позвольте напомнить слова еще одного ученого античности — Лукреция. В своей обширнейшей, полной всяческих сведений поэме «О природе вещей» он, в частности, пишет:

«Также и времени нет самого по себе, но предметыСами ведут к ощущенью того, что в веках совершалось,Что происходит теперь и что воспоследует позже.И неизбежно признать, что никем ощущаться не можетВремя само по себе, вне движения тел и покоя…»

Но все-таки как оно движется, это самое время, по прямой или по кругу?

— А никак! — решил этот вопрос известный в древности любитель парадоксов Зенон Элейский. — Движения в мире нет…

И в подтверждение своего утверждения высказал апорию (т. е. загадку) «Стрела», дошедшую до нас в пересказе Аристотеля.

Как мы представляем себе полет стрелы? Ее движение — это изменение положения в пространстве. Летящая стрела в разное время находится в разных местах. Но мы ведь с вами живем мгновениями. Ну а коли так, значит, в любое определенное мгновение стрела находится в определенном, единственном положении. Она находится в данном месте точно так, как если бы она покоилась здесь всегда. А значит, полагал Зенон, ее никоим образом нельзя отличить от другой стрелы, которая действительно покоится в данном месте. А коль нельзя отличить движущуюся стрелу от покоящейся, значит, никакого движения и не существует…

Это умозаключение вызвало большие толки в научном мире Благодаря им имя Зенона оказалось не затерянным в веках. Даже современные ученые так и не могут однозначно определить свое отношение как к самому Зенону, так и к его апориям. Одни считают, что знаменитая апория оказала громадное влияние на развитие науки. Другие же полагают, что то очень старая и… глупая проблема.

А пока вы будете определять свое собственное отношение к Зенону и его загадкам, позвольте сказать следующее. Зенона нужно поблагодарить уже за то, что он заставил ученых пристальнее всматриваться в окружающий мир, поставил вопросы, задевавшие за живое, и в конце концов позволил продвинуть науку дальше. А она, в свою очередь, дала ответы на многие вопросы, в том числе и на вопрос: «Время движется по окружности или по прямой?»

Аристотель, назвавший Зенона первым диалектиком, в стиле диалектики и ответил на этот вопрос. Он объединил круг и прямую — получилась спираль. Правда, Аристотель не предлагал свое изобретение в качестве нового образа времени. Но спираль соединяет воедино то, что раньше казалось несопоставимым, что противопоставлялось друг другу, когда говорили о наглядном представлении времени.

Таким образом, наука о времени получила новый образ, физическое толкование которого предстояло найти последователям античных мыслителей.

Время Галилея и Ньютона

Натиск инквизиции на много веков приостановил материалистическое познание мира. Лучшие представители человечества, подобно Джордано Бруно, горели за свои идеи на кострах, подобно Галилею, подвергались унизительной процедуре отречения от ереси.

Но истину все же не удалось удержать в темницах. Пожалуй, самое значительное научное достижение эпохи Возрождения — учение Коперника. Начав с попыток усовершенствования геоцентрической системы Птолемея, полагавшего, что в центре Вселенной находится Земля, он в конце концов пришел к идее системы гелиоцентрической: Земля, как и все другие планеты, вращается вокруг Солнца.

Это был поворот от церковной догмы к научным взглядам на природу. Новая система мировоззрения дала толчок к развитию небесной механики Галилея и Ньютона. А это, в свою очередь, послужило отправной точкой к созданию первой научной теории времени.

Глубокие размышления над различными видами движения в окружающем мире привели Галилея к принципу относительности. Например, путешественник, находящийся в каюте плывущего корабля, с полным основанием может считать, что книга, лежащая на его столе, находится в состоянии покоя. В-то же время человек на берегу видит, что корабль плывет, а значит, у него есть все основания считать, что книга движется с той же скоростью, что и корабль.

Так движется ли в самом деле книга или побоится? На этот вопрос нельзя ответить однозначно. Ответ зависит от точки отсчета. Если мы примем точку зрения путешественника, то книга находится в покое. Если будем рассматривать ситуацию с точки зрения стоящего на берегу, то книга, конечно, движется.

Таким образом, из принципа относительности следует, что между покоем и движением — если только оно прямолинейно и равномерно — нет принципиальной разницы. Тот же путешественник, находящийся в закрытой каюте корабля, движущегося по спокойному морю, не замечает никаких признаков этого движения. Мухи свободно летают по всей каюте. А если мячик подбросить вертикально, то он упадет прямо вниз, не стремясь свалиться поближе к корме. Надоедливого же шума мотора во времена Галилея не знали — работали бесшумно…