Время находится среди самых знакомых и всё же наименее понятных явлений, с которыми человечество когда-либо сталкивалось. Мы говорим, что оно летит, мы говорим, что время — деньги, мы пытаемся экономить его и огорчаемся, когда тратим его впустую. Но что такое время?
Что мы знаем о времени? Язык говорит нам, что он «проходит», он движется, как большая река, неумолимо увлекая нас за собой, и, в конце концов, омывает нас своим берегом, пока продолжается, неудержимо. Время течет. Он всегда движется вперед. Или нет? Поэты также говорят нам, что время спотыкается, или ползет, или замедляется, а иногда даже кажется, что оно останавливается. Они говорят нам, что прошлое может быть неизбежным, имманентным объектам, людям или ландшафтам. Когда Джульетта ждет Ромео, время идет медленно: она жаждет, чтобы Фаэтон взял бразды правления колесницей Солнца, так как он подгонит лошадей и «немедленно принесет пасмурную ночь». Просыпаясь от яркого сна, мы смутно осознаем, что ощущение времени, которое мы только что пережили, иллюзорно.
В течение многих столетий замешательства и размышлений мы достигли понимания некоторых тайн времени, но многие из них остаются загадкой. Откуда происходит время? Какой бы могла быть Вселенная без времени? Может ли быть более одной размерности времени так же, как есть более одной размерности пространства? Можем ли мы «путешествовать» в прошлое? А если бы могли, то смогли бы изменить развитие последующих событий? Существует ли абсолютная, наименьшая величина времени? Время — это действительно фундаментальный ингредиент космоса или просто удобная конструкция для систематизации нашего восприятия, которая не обнаруживается в языке, на котором записано большинство фундаментальных законов Вселенной?
Время в античности
Первое серьезное осмысление феномена времени возникает в античности. Платон анализирует понятие времени в контексте деления всего сущего на бытие и становление. Первое существует вечно, второе возникает и исчезает во времени. Время есть подвижный образ вечности, подобие вечности в эмпирическом мире становления. В связи с анализом времени Платон различает три момента: то, что существует вечно, не рождено и не создано; то, что существует всегда (сотворено, но не подвержено гибели), и, наконец, то, что существует временно (возникает и погибает). Первое - это Единое, вечный образец, подражая которому демиург сотворил космос; второе - сам космос, и третье - изменчивые и преходящие эмпирические явления.
Подобно Платону, Аристотель связывает время с числом и с жизнью космоса, вообще с физическим движением, а меру времени - с циклическим движением небосвода. Время, говорит Аристотель, всегда представляется движением и изменением. Время - это "число движения по отношению к предыдущему и последующему" ("Физика", IV, 11).
Время в раннем средневековье
Крах концепции космического циклического времени был предопределен ходом исторических событий – падением Римской империи, казавшейся несокрушимой в течение целого тысячелетия. Христианские идеологи указали выход в это кризисное время в утверждении веры как основного ориентира для человека в этом мире, ставшем столь неустойчивым. Нет смысла сожалеть о судьбе империи – этого погрязшего в грехах Вавилона, помыслы людей должны быть обращены к вечному Граду Небесному.
В этой связи, кардинально изменился способ рассмотрения времени, у отца Церкви - Августина оно отделяется от космической циклической стихии и становится причастным жизни индивидуальной души. На первый план выходит связь времени с памятью; возникают психологическая и историческая трактовки времени. И это понятно: ветхо-заветное мировосприятие отличается от древнегреческого именно своим переживанием времени; для ветхо-заветной истории мир - не "космос", а "Олам" (первоначальное значение слова - "век"), т. е. свершение событий, история.
Августин, объединивший обе эти традиции, развивает Плотиново понимание времени как "жизни души", но души индивидуальной: во "внутреннем человеке" течет и измеряется время.
"В тебе, душа моя, измеряю я времена" ("Исповедь" XI, 27, 36) Августин
В качестве феномена, раскрывающего природу времени, Августин выбирает движение, данное не зрению, а слуху - звучащий голос. Августин раскрывает парадоксальность времени: оно складывается из того, чего уже нет (прошедшего), того, чего еще нет (будущего), и того, что есть, но не имеет длительности, - мгновения настоящего. Все три модуса времени удерживаются лишь в нашем сознании.
У Августина память превращается в главную сокровищницу мысли. Жизнь души невозможна вне памяти; центр тяжести, таким образом, перемещается из космоса в историю, и время из категории космической становится категорией исторической. Время у Августина, как и у Платона и Плотина, соотнесено с вечностью, но не столько через космическую жизнь, сколько через историческое свершение. Бог, по Августину, вечный создатель всех времен, время же возникает вместе с творением.
В вопросе человеческой истории Августин опирается на две идеи – божественного предопределения и божественного всеведения. История – это реализация божественной программы, где активная роль человека оказывается исключенной. Ход исторического времени предопределен, линеен и завершится Вторым пришествием и Страшным судом. Идея исторического времени была сформулирована как идея провиденциализма – свободного Промысла Всевышнего.
Конец средневековому эсхатологическому взгляду на историческое время положило Возрождение. На смену универсалиям Града Небесного пришли идеи гуманизма, которые возродили идею вечного цикличного круговорота времени.
Время в философии Нового времени
Уже в позднем средневековье, в номинализме 14 в., подчеркивается относительность времени, которое трактуется как продукт человеческой субъективности. Эта точка зрения получила дальнейшее развитие в Новое время. Однако в рационализме 17 в. время как категория относительная имеет и объективную, не зависящую от субъекта основу - длительность.
У Декарта, время не существует вне нашего разума, а длительность совпадает с существованием вещи и есть атрибут субстанции. По Декарту время дано только в нашем мышлении и "есть лишь известный способ, каким мы эту длительность мыслим". Время - это число движения: чтобы иметь общую меру для определения длительности вещи, мы пользуемся длительностью равномерных движений, т.е. движений небесных тел.
Время - "не состояние вещей, но только модус мышления, т.е. мысленное бытие" Барух Спиноза
Как и схоласты, Спиноза различает два вида сущего - вечное и длящееся: "Вечность - атрибут, под которым мы постигаем бесконечное существование Бога, напротив, длительность - атрибут, под которым мы постигаем существование сотворенных вещей..." Длительность не тождественна времени, она есть атрибут самих вещей. Длительность и время не одно и тоже
Длительность в 17-18 вв. связывается с божественным замыслом о творениях и с творением и сохранением мира. Поэтому она помещается между вечностью как атрибутом Бога и временем как субъективным способом измерять объективную длительность.
У Ньютона абсолютное время совпадает с длительностью
Классическая механика И. Ньютона снова, вслед за Аристотелем, ввела понятие абсолютного времени — единого, всеобщего и универсального.
"Абсолютное, истинное математическое время само по себе и по самой своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью. Относительное, кажущееся или обыденное время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами, внешняя, совершаемая при посредстве какого-либо движения, мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как-то: час, день, месяц, год" Ньютон
Ньютон мыслит абсолютное время, т. е. длительность, как нечто неизменное и вечное, а потому считает, что длительность не существует вне Бога. Абсолютное время Ньютона — это время, течение которого одинаково для всего человечества, для Солнца, для планет и звезд. Ньютон утверждал, что, даже если наши часы могут быть несовершенными, реальное время течет с постоянной скоростью, служа своего рода главными часами Вселенной.
Ньютон вводит восемь постулатов о времени:
Время существует само по себе и своим существованием не обязано чему бы то ни было в мире.
Все моменты времени равноправны между собой и одинаковы: время - однородно (изотропно).
Ход времени всюду и везде одинаков.
Ход времени одинаково равномерен в прошлом, настоящем и будущем.
Время простирается от настоящего неограниченно назад в прошлое и неограниченно вперёд в будущее.
Время обладает одним измерением.
Промежутки времени измеряются, складываются и вычитаются, как отрезки евклидовой прямой.
Именно длительность И. Ньютон считал абсолютным истинным математическим временем, неизменным фоном, являющимся атрибутом Бога. А время движения – только относительное или кажущееся как «постигаемая чувствами, внешняя, совершаемая при посредстве какого-либо движения, мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как то: час, день, месяц, год»
Критикуя Ньютона, Лейбниц возвращается к номиналистическому пониманию времени как идеального, т.е. мысленного, образования:
Время "содержит не что иное, как некий порядок, в котором дух постигает применение отношений" Лейбниц
В отличие от Ньютона Лейбниц не признает ни абсолютных времени и пространства, ни абсолютного движения
"Я... считаю пространство, так же как и время, чем-то чисто относительным, пространство - порядком сосуществования, а время - порядком последовательностей" Лейбниц
Г. Лейбниц, как и Р. Декарт, называл длительность атрибутом не Бога, а отдельных субстанций-монад. А время – это лишь способ измерения длительности. Время относительно как порядок последовательностей или закон изменений на множестве состояний. Мгновения в отрыве от вещей ничто и они имеют свое существование только в последовательном порядке самих вещей, и этот порядок остается неизменным.
В 18 в. вместе с критикой метафизики происходит и пересмотр метафизических концепций времени: снимается различение длительности как атрибута субстанции и времени как субъективного способа ее восприятия и измерения. Метафизическая трактовка времени сменяется психологической (Локк, Юм) и трансцендентальной (Кант).
Рассматривая время с точки зрения его происхождения, Локк - видит источник понятия времени в идее последовательности, которую мы получаем из чувственного опыта, не столько из внешних чувств (созерцая движение и изменение вещей), сколько из внутреннего чувства, наблюдая последовательность идей, сменяющих друг друга в душе. Последовательность идей в душе бодрствующего человека есть, по Локку, мера для всех других последовательностей:
"Наблюдая, что происходит в нашем уме и как в нем непрерывной цепью одни идеи пропадают, другие начинают появляться, мы приходим к идее последовательности" Локк
Как и у Августина, жизнь души становится здесь главным источником идеи времени. Однако в отличие от Августина, рассматривавшего жизнь души в теологическом контексте, Локк изучает ее как психолог. Поэтому для него вечность - не более чем длительность, в которой он видит лишь сумму моментов времени. Психологическая трактовка времени разделяется также и Юмом.
В диссертации Кант впервые излагает свое новое - трансцендентальное учение о времени, указывая на несостоятельность как метафизического, так и психологического объяснения этого понятия. Прежде всего немецкий философ отвергает их психологическое толкование, предложенное английским эмпиризмом в лице Локка и Юма, исходящим из того, что идея времени, как и все идеи вообще, возникает из чувственного опыта, а именно из наблюдения последовательности состояний, сменяющих друг друга в душе.
Время у Канта чистая форма чувственных созерцаний, которая находиться в душе a priori (знание доопытное, врожденное). Время идеально, трансцендентально, не зависимо от мира вещей. Человек не производит пространства и времени, они есть необходимые априорные формы его существования в мире.
«время есть априорное формальное условие всех явлений вообще» Кант
А. Бергсон отличал время искусственное, измеряемое в физике, и время подлинное, как проявление творческого мирового процесса. Но длительность для него не является сменяющими друг друга моментами, а есть взаимопроникновение состояний сознания, которые непротяжённы и поэтому не могут быть расположены рядом друг с другом. Эти состояния различаются не количественно, а качественно и потому не поддаются измерению и исчислению как материальные объекты.
М. Хайдеггер был уверен, что именно во времени укоренена центральная проблематика всей онтологии (учение о бытии, о фундаментальных принципах бытия). Выяснение онтологического фундамента измерения времени в теории относительности, по его мнению, заранее предполагает раскрытие природы временного смысла измерения вообще, а значит, аксиоматика техники физических измерений неспособна развернуть проблему времени как таковую.
Специальная и общая теории относительности разрушили универсальность и цельность времени, они опровергли идею Ньютона об абсолютном времени. В своей специальной теории относительности Альберт Эйнштейн в 1905 году показал, что для Вселенной не может быть «главных часов», как предполагал Ньютон. Время у Эйнштейна в разных точках Вселенной может идти с разной скоростью в зависимости от того, как быстро вы движетесь. Представьте себе множество часов, разбросанных по всей Вселенной, причем каждые часы показывают свое время и идут с собственной скоростью. Секунда на Земле отличается по длительности от секунды на Луне или на Юпитере. Более того, чем быстрее вы движетесь, тем сильнее замедляется время. (Эйнштейн однажды пошутил, что, размышляя над теорией относительности, он поместил отдельные часы в разные точки Вселенной и все они шли с разной скоростью, а в реальной жизни у него не было денег даже на одни часы). На самом деле время течет медленнее - по всем физическим меркам. Часы идут медленнее, радиоактивные атомы распадаются медленнее, а формы жизни стареют медленнее.
После появления специальной теории относительности Эйнштейна стало ясно, что пространство и время тесно связаны. Немецкий математик Герман Минковский - один из бывших учителей Эйнштейна - описал получившуюся четырехмерную сущность: в то время как пространство и время относительны, интервалы в пространстве-времени абсолютны. На лекции в 1908 году он провозгласил:
«Отныне пространство само по себе и время само по себе обречены исчезнуть в простых тенях, и только своего рода союз этих двух будет сохранять независимую реальность» Г. Минковский
«Специальная теория относительности была открытием в конечном счете не одного человека. Работа Эйнштейна была тем последним решающим элементом в фундаменте, заложенном Лоренцем, Пуанкаре и другими, на котором могло держаться здание, воздвигнутое затем Минковским», Борн
В своей общей теории относительности Эйнштейн в 1915 году показал, что пространство и время могут искривляться под действием гравитации (фактически, теория описывает гравитацию как искривление пространства-времени). В то время как специальная теория относительности применима только к объектам, движущимся с постоянной скоростью, общая теория относительности также распространяется на ускоряющиеся объекты. Теория предсказывала существование гравитационных волн и черных дыр - и то, и другое теперь подтверждено наблюдениями.
Стрела времени Эддингтона
Наш опыт учит нас, что имеется очевидная асимметрия того, как события разворачиваются во времени. Бесполезно оплакивать разбитую чашку, потому что, будучи разбитой, оно никогда не сможет стать «неразбитой»: мы ни разу не видели, чтобы разбитая чашка вдруг собралась, поднялась с пола и оказалась снова целой. Кажется, что наш мир твёрдо придерживается однонаправленной временно́й стрелы, в том смысле, что всё происходит в одной и только одной временной последовательности.
В 1928 году в своей книге «Природа физического мира» британский физик Артур Эддингтон назвал это « стрелой времени». Он считал, что это каким-то образом связано с энтропией.
«Если, следуя стрелке, мы обнаруживаем все больше и больше случайных элементов в состоянии мира, тогда стрелка указывает в будущее; если случайный элемент уменьшается, стрелка указывает в прошлое. Это единственное различие, известное физике» Эддингтон
Расширяющаяся Вселенная Хаббла, у Вселенной было начало
Используя наблюдения 100-дюймового телескопа за пределами Лос-Анджелеса, американские астрономы Эдвин Хаббл и Милтон Хьюмасон в 1929 году показали, что чем дальше галактика от Земли, тем быстрее она удаляется от нас. Это открытие проложило путь к тому, что мы сейчас называем космологической моделью Большого взрыва - идее о том, что вся материя и энергия, которые мы видим вокруг нас, когда-то были сосредоточены в гораздо меньшем пространстве. Подразумевается, что у Вселенной - и, возможно, самого времени - было начало.
В 1988 году британский физик Стивен Хокинг выделил три отчетливых «стрелы времени»: психологическую стрелку (лежащую в основе наших воспоминаний о прошлом и том, как мы представляем себе будущее), термодинамическую стрелку (направление, в котором увеличивается энтропия) и космологическая стрелка (направление, в котором размер Вселенной увеличивается).
В 2009 году во влиятельной статье Ноа Линден, Санду Попеску, Тони Шорт и Андреас Винтер утверждали, что стрелу времени можно объяснить с точки зрения квантово-механической запутанности . По мере того, как физическая система запутывается со своим окружением, она приближается к равновесию - и эта односторонняя эволюция определяет стрелку времени. Работа команды основывалась на идеях, которые Сет Ллойд выдвинул в своей докторской диссертации в 1988 году.
Физики попытались вскрыть фундаментальный источник стрелы времени. Энергия рассеивается, и объекты приходят в равновесие, говорят они, потому что элементарные частицы при взаимодействии спутываются. Этот странный эффект они назвали «квантовым смешением», или запутанностью.
«Наконец мы можем понять, почему чашка кофе в комнате приходит в равновесие с ней. Возникает смешение между состоянием чашки кофе и состоянием комнаты». квантовый физик из Бристоля Тони Шорт
Ни пространство, ни время не являются фундаментальным свойством Вселенной
Исследователи, изучающие возможные квантовые теории гравитации , начали подозревать, что ни пространство, ни время не являются фундаментальным свойством Вселенной. Ключевая идея, разработанная физиками Хуаном Малдасена и Леонардом Сасскиндом в 2013 году, устанавливает эквивалентность квантовой запутанности и кротовых нор. Эту идею иногда называют ER = EPR после двух статей, опубликованных Эйнштейном и соавторами в 1935 году. Если это правда, это означало бы, что квантовые взаимодействия сшивают ткань пространства-времени .
Спасибо за внимание!
Все фото взяты с Яндекса в свободном доступе.