Стрела времени как совокупность принципиально различных представлений о времени в динамике процессов и в эволюции событий (стр. 2 из 5)

Вновь рассмотрим процесс движения автомобиля из пункта А в пункт Б. Пусть теперь у нас имеется мерная линейка - единица длины и эталонный периодический процесс (часы, например маятник) – единица длительности. В процессе движения автомобиля будем производить процесс замера пройденного пути с помощью мерной линейки и длительность движения, подсчитывая число периодов параллельно текущего периодического процесса. Получим:

(2); (3); где: - пройденное расстояние из пункта А в пункт Б, равное числу мерных линеек; - длительность (промежуток времени) процесса движения автомобиля (процесса замера мерной линейкой) равная числу периодов (единиц длительности) параллельно текущего эталонного процесса.

Теперь чтобы определить численную величину быстроты процесса движения (быстроты процесса замера расстояния) необходимо согласно (1) изменяющуюся в процессе замера величину разделить на длительность этого процесса. Разделив (2) на (3), получим численное значение быстроты процесса движения автомобиля, его скорость. Тем самым мы сравниваем быстроту интересующего нас процесса (процесса замера расстояния, процесса изменения расстояния) с быстротой эталонного процесса. Так как мы приняли длительность эталонного процесса за единицу, то согласно (1) и быстрота этого процесса принимается за единицу. Когда мы делим (2) на (3), то получаем численное соотношение быстроты процесса замера длины и быстроты эталонного процесса. Так из взаимосвязи (1) между быстротой и длительностью процесса и вытекает понятие численного значения быстроты процесса или скорости процесса. Соотношение быстроты различных процессов (или их скоростей, численных значений) соответствует обратному соотношению длительностей этих процессов. Но длительности процессов гораздо легче измерять, сравнивая их с длительностью эталонного процесса, в то время как универсальных способов замера быстроты всего многообразия процессов нет. По этой причине и введено понятие промежутка времени в динамике. В основе понятия промежутка времени лежит понятие единицы времени, соответствующее длительности эталонного процесса.

Проделав те же операции с другим движущимся автомобилем, мы можем определить численную величину его быстроты движения. И если мы наблюдали за обоими процессами не одновременно, мы, тем не менее, можем сравнивать их быстроту (скорости). Понятие времени в динамике возникло из оценки соотношений быстроты различных процессов. Если скорости процессов одинаковы (предельный релятивистский случай) или скорости равны нулю (процессы в классической термодинамике), то понятие времени становится не востребованным. Время в динамике вызвано необходимостью оценивать быстроту изменений. Быстроту процесса вычисляют косвенно, согласно (1), по его длительности. Длительность же поддаётся замеру через сравнение с длительностью эталонного периодического процесса. С точки зрения динамики нельзя говорить, что движение происходит в пространстве и во времени. В пространстве возможно, а вот время само следствие движения (изменения), причём относительно движения (изменения) эталонного (выбранного произвольно) процесса. В силу произвольности выбора эталонного процесса бессмысленно говорить об абсолютном мировом времени. Зачем нужны какие-то мировые часы, если мы оцениваем процессы здесь и сейчас. Понятно, что процессы в космологии требуют соответствующих подходов и масштабов, но зачем они нужны при оценке процессов кипения в чайнике. Из всего множества периодических процессов некоторые могут претендовать на большую универсальность, например, так называемые атомные часы. Но из этого не следует абсолютность времени, его самостоятельная сущность. В этом смысле время в динамике процессов действительно “иллюзия”.

ВРЕМЯ В ЭВОЛЮЦИИ СОБЫТИЙ

И уж совсем не допустимо вкладывать единый смысл в понятие времени как динамической категории и в понятие времени как эволюционной категории. Время в динамике возникло из наблюдения и оценки быстроты различных процессов. Время в эволюции это просто событийный ряд, возникающий из наблюдения за окружающим миром. Это то, что было, происходит сейчас или будет происходить исходя из нашего опыта и наблюдений. Эти две категории объединяет в единую временную ось то, что события наступают в результате протекания процессов. А необратимость событий, и стало быть необратимость эволюционного времени связана с необратимостью динамических процессов в многочастичных средах, каковым является окружающий нас мир.

Эволюция изучает события или иначе видоизменения, метаморфозы, бифуркации, т.е. какие-то резкие качественные изменения наблюдаемой системы, объекта и последовательность этих событий. Наблюдая за событиями, мы можем лишь сказать о том какое событие произошло раньше, а какое позже или они произошли одновременно. Причём вне зависимости то того связаны ли события между собой какой-либо причинно следственной зависимостью или нет. Из простого наблюдения за последовательностью событий возникают понятия прошлого, настоящего и будущего, возникает направление событий. Мы можем говорить о последовательности моментов возникновения этих событий. Но все эти понятия сами по себе не имеют никакого отношения к понятию промежутка времени, которым пользуется динамика. Причём в отличие от динамики процессов, где в качестве реальности выступают скорости процессов, а промежуток времени это “иллюзия” отражающая соотношение реальных скоростей, в эволюции событий их последовательность и момент наступления самая, что ни на есть реальность. Объединение столь различных понятий как промежуток времени в динамике процессов и моментов времени в эволюции событий в единую числовую ось времени возможно по той причине, что события наступают в результате протекания физических процессов. Пусть имеем наблюдаемую последовательность событий. Между событиями протекают процессы, порождающие эти события. Замеряя скорости течения процессов по скорости эталонного процесса, получаем промежутки времени между отдельными событиями в последовательности. Теперь осталось выбрать за начало отсчёта какое-либо событие (сотворение мира, рождение Христа или основание Рима) и числовая ось времени готова.

Далее происходит абстрагирование от конкретной последовательности событий и моменты времени на числовой оси получаются как числа, суммирующие последовательность промежутков времени эталонного хронометра. А моменты времени конкретных реальных событий привязывают к полученной абстрактной числовой оси времени и тогда мы получаем даты.

Таким образом равномерный периодический процесс лежит в основе понятия времени. Без него даже эволюционная последовательность событий (если только она сама не равномерна как верстовые столбы) не позволит определить время (даты) как аналитическое понятие. Именно по отношению к скорости (длительности) эталонного равномерного периодического процесса и определяются скорости всех других процессов. Если нет такого эталонного процесса или скорости процессов равны, или при описании процессов не учитывают их скорости, то в такой ситуации параметр времени теряет свою необходимость. Наглядными примерами являются классическая равновесная термодинамика и преобразования Лоренца. В равновесной термодинамике скорости обратимых процессов принимаются бесконечно медленными, то есть с точки зрения численного анализа равными нулю. А если равны нулю скорости процессов, то и нет нужды во времени как таковом. Преобразования Лоренца специально сконструированы для того, чтобы не допустить скорости большие скорости света. Отсюда та же ситуация, при приближении скорости к скорости света и соответственно выравнивании скоростей время останавливается.

Время как и число – это интеллектуальная категория, служащая для количественного описания окружающего мира и не более того. Процессы и события для своего протекания и осуществления не нуждаются во времени как таковом. Им всё равно будет где-либо качаться маятник или нет. Всё определяется соотношением сил и энергий. Время необходимо человеку для анализа количественных соотношений между этими величинами, для анализа и оценки процессов и событий, реально протекающих в природе. Время – категория, введённая человеком для познания действительности. Объективность времени определяется не секундами и веками (т.е. промежутками времени) и не датами (т.е. моментами времени), а скоростями процессов и фактами событий, не зависящих от субъекта. Время – интеллектуальное тождество скоростям процессов и фактам событий.

Формирование стрелы времени

Теперь нужно ответить на самый главный и интригующий вопрос, касающийся времени – это вопрос об не обратимости времени.

Мы уже отмечали, что события наступают в результате протекания тех или иных процессов. Даже само событие есть какой-то процесс со своей динамикой, со своими энерго превращениями. Поэтому что бы ответить на вопрос о возможности или не возможности обратной цепи событий, обратного хода времени, нужно ответить на вопрос о возможности или невозможности обратного течения процессов. Вопрос обратимости или не обратимости времени – это вопрос обратимости или не обратимости процессов в динамике. Последнее проходит красной линией в исследованиях Пригожина и его коллег по данному вопросу. (См. например, [Л-15, 16]).