Анатолий Бич - Природа времени: Гипотеза о происхождении и физической сущности времени
Так кто же прав в этом затянувшемся споре вокруг парадокса ЭПР? Эйнштейн прав, потому что строгие причинно-следственные связи существуют и в квантовом мире, а Бор — потому, что оказывается возможным что-то вроде предсказанных им «нелокальных» эффектов взаимодействия.
Но, кажется все-таки, что более прав Эйнштейн: за «кривым» фасадом квантовой механики просматривается хоть и величественное, но нормальное здание физики микромира, и, может быть, все-таки в фундаменте этого здания заложен здравый смысл.
Вероятно, и другие странности квантовой механики можно объяснить взаимодействием разновременных частиц, например так называемые пороговые парадоксы, туннельные эффекты, а может быть, и отдельные проявления сверхпроводимости.
Позволим себе сформулировать осторожные, но, тем не менее, обобщающие допущения.
Природа квантовой неопределенности обусловлена явлением динамического изменения темпов собственного времени элементарных частиц при их взаимодействии (вплоть до микролокального искривления пространства-времени) и, следовательно, сдвигами моментов времени, в частности, относительно лаборатории как системы отсчета.
Причина классического дуализма (корпускула — волна) у субъектов микромира обусловлена взаимодействием иновременных частиц. То есть тем, что движущиеся «энергичные» частицы взаимодействуют с «покоящимися» частицами, обладающими иным собственным временем.
А в частности, такое объяснение делает понятным и причину, по которой сталкивающиеся с преградой частицы — это всегда корпускулы, которые можно подсчитать (фотоэффект).
Предложенное понимание природы квантовой неопределенности позволяет превратить соотношение неопределенности из явления, непонятно чем вызванного, в неопределенные отношения, вызванные понятными причинами.
Для того чтобы эти отношения стали количественно определенными, необходимо научиться определять изменение внутренней энергии и скорости взаимодействующих частиц. Минимальное соотношение неопределенности возможно при минимальной разнице в моментах времени, соответствующих определенным событиям. И оно не может быть меньше, чем обусловленное изменением темпа времени, вызванного воздействием в один квант энергии.
Завершая подраздел, я с большой долей пессимизма задаю себе вопрос: помогут ли эти мои, по необходимости, слишком умозрительные рассуждения вернуть квантовой механике здравый смысл? И с оптимизмом отвечаю: весьма сомнительно. Но, может быть, они породят плодотворное возмущение…
3.2. Космология и астрофизика: альтернативный взгляд
Сегодня общепринятым считается космологический принцип, согласно которому Вселенная не статична, но однородна и изотропна в любую космологическую эпоху.
К такому представлению ученые пришли не сразу. Еще в 1917 г. Эйнштейн полагал, что Вселенная статична, однородна и изотропна. Вот что пишет проф. Джайант Нарликар из индийского Тата-института фундаментальных исследований в Бомбее: «Смысл этих терминов легко пояснить на примере. Представим себе, что галактики — это своеобразные наблюдательные пункты… однородность Вселенной означает, что, из какой бы галактики мы ни смотрели на Вселенную, она одинаково выглядит. Изотропия означает, что если смотреть на Вселенную из произвольной галактики, то в больших масштабах она одинаково выглядит во всех направлениях (т. е. обладает одинаковыми свойствами. — А.Б.).
И, наконец, в статичной Вселенной отсутствуют крупномасштабные систематические движения ее составных единиц — галактик. Иными словами, Вселенная выглядит одинаково в любой момент времени… Обратите внимание, что первое свойство согласуется с идеей Коперника: ни одна область во Вселенной не имеет выделенного положения. Второе свойство делает равноправными все направления, а третье — все моменты времени (выделено мною. — А.Б.)» {50}.
Проблема, однако, заключалась в том, что Эйнштейну никак не удавалось решить свои знаменитые уравнения тяготения так, чтобы решение соответствовало его космологической модели. «И тогда он видоизменил уравнения, предположив, что в природе существует еще один новый тип сил отталкивания» между любыми двумя массами…
…Эйнштейн решил уравнения, показав, «каким образом распределение материи определяет характерные черты неевклидовой геометрии Вселенной».
Но оказалось, что привлечение в уравнения Эйнштейна дополнительных сил отталкивания позволяет иметь и другие решения его уравнений. В том же 1917 г. нидерландский астроном де Ситтер предложил свое решение и свою модель пустой, однородной и изотропной, но уже расширяющейся (не стационарной) Вселенной. В 1924 г. советский математик А А. Фридман предлагает свою модель: Вселенную, заполненную материей, однородную и изотропную. Решение Фридмана (как и Ситтера) показало, что Вселенная расширяется. Точнее, они создали модели, в которых Вселенная расширяется.
Идея расширяющейся Вселенной необыкновенно быстро стала господствующей. Этому способствовали несколько обстоятельств. Во-первых, сам Эйнштейн отказался от своей модели в пользу нестатичной модели Фридмана, а во-вторых, этому помогло привлечение эффекта Доплера[27] для объяснения красного смещения в спектрах излучения далеких небесных объектов. Этот эффект как бы неопровержимо подтверждал, что галактики разлетаются друг от друга, при этом вскоре было установлено, что скорость удаления галактик тем больше, чем дальше они от нас находятся (Хаббл, 1929).
Итак, сегодня общепринятым считается, что Вселенная не статична (расширяется), однородно заполнена веществом и проявляет одинаковые свойства во всех направлениях.
Для нас особенно важно, что космологический принцип также допускает, что Вселенная выглядит одинаково в любой момент времени (выделено мною. — А.Б.), из какой бы галактики на нее ни смотрели.
Из этого последнего утверждения космологического принципа следуют два фундаментальных (но различных по сути) положения:
1. Время во Вселенной однородно во всех направлениях.
2. Темп времени во Вселенной одинаков во все космологические эпохи.
Последнее утверждение совсем не очевидно, и, тем не менее, современная космология как будто не сомневается в том, что темп времени, присущий Метагалактике, не претерпевает никаких изменений в процессе эволюции Вселенной.
Как согласуются эти утверждения, принятые как аксиомы традиционно мыслящим большинством, с нашей гипотезой неоднородного времени?
Казалось бы, противоречие явное и положение наше безнадежно, ибо «совершенный космологический принцип» узаконивает существование во Вселенной единого мирового или даже единого универсального времени, как бы изначально и навсегда присущего Вселенной.
И это представляется нам, осторожно выражаясь, несколько странным. Во всяком случае, картина получается любопытная: несмотря на почти всеми принятое положение теории относительности о том, что время каждого тела, в общем случае, зависит от гравитации и системы отсчета (скорости), и, таким образом, каждое тело обладает относительным собственным временем, и говорить вообще о времени каждого тела не имеет смысла (в том числе и по причине фактической неоднородности гравитационного поля). Несмотря на это, уживается представление о как бы едином в мировом масштабе времени, и тут уже время у всех тел принимается как бы одинаковым вне зависимости от времяформирующих факторов, принятых в теории относительности. Это странно, но, будем объективны, некоторые основания для такого утверждения есть, если рассматривать огромные объемы Вселенной.
В самом деле, представим себе, что некие тела, обладающие такими внутренними свойствами, как масса и энергия покоя, находятся в исчезающе слабом гравитационном поле, скорость их движения мала по сравнению со скоростью света, а выбранная система отсчета также находится в слабом гравитационном поле, да к тому же среди самых отдаленных галактик. Все наши тела, рассматриваемые относительно такой системы отсчета, практически неподвижны. Зададим себе вопрос: какое у этих тел время? В соответствии с теорией относительности ответ, очевидно, должен быть таким: их время равно времени выбранной системы отсчета…
И тогда как бы получается, что представление о едином времени мы можем распространить на различные части Вселенной. Так возрождается или, лучше сказать, продолжает теплиться представление о том, что время в мировом масштабе — это некоторая (как бы) субстанция, правда, теперь уже не неизменная, не абсолютная в своих проявлениях, и слово «субстанция» уже не произносится, но время все еще остается как бы одинаковым изначально (до своих проявлений через факторы относительности). Так и тянется ниточка назад от нынешних философов-физиков до Эйнштейна, от Эйнштейна через Ньютона к Аристотелю и до Анаксимандра, жившего 2600 лет назад (какой все-таки молодец этот Анаксимандр!).
