Вадим Протасенко
"Абсолютное, истинное и математическое время
протекает само по себе и, благодаря своей природе,
равномерно и без всякой связи с
"Мы совершенно не в состоянии измерять временем
изменение вещей. Напротив, время есть абстракция, к
которой мы приходим через посредство изменения вещей,
потому что у нас нет никакой определённой меры, ибо
все они между собой связаны. Мы называем равномерным
такое движение, в котором равные приращения пути
соответствуют равным приращениям пути другого
движения, выбранного для сравнения (вращение Земли).
Движение может быть равномерным относительно другого
движения. Вопрос, равномерно ли движение само по себе,
не имеет никакого смысла. В такой же мере мы не можем
говорить об "абсолютном времени" (независимо от
всякого изменения). Это абсолютное время не может
быть измерено никаким движением и поэтому не имеет
никакого ни практического, ни научного значения,
никто не вправе сказать, что он
Эрнст Мах "Механика.
На мой взгляд, об "абсолютном времени" Махом было
написано достаточно для того, чтобы навсегда
похоронить это "изобретение" Ньютона как метафизическое
понятие, денотат которого никак опытом не
обнаруживается. Однако же от ньютоновских
представлений о времени, текущем "само по себе" и "без
всякой связи
Как правило, мы не можем чётко сформулировать, что же
такое есть это самое "время", но нам
Предлагаю провести мысленный эксперимент и представить
себе некую вещь без всякой связи
Пойдём дальше и представим себе ту же абсолютно
одинокую вещь, но уже изменяющуюся. Тут "течение
времени", можно считать, налицо, но можем
ли мы утверждать Именно при сравнении изменения одних вещей с изменениями других мы и пытаемся познать закономерности в окружающем мире. И для целей фиксирования закономерностей нам требуется понятие равномерного процесса, то есть такого процесса, относительно которого только и возможно фиксирование закономерных изменений измеряемой вещи. О равномерности же циклического процесса мы судим вовсе не по равенству времени протекания каждого цикла этого процесса (как мы часто ошибочно полагаем, не прибегая к критическому анализу опыта), ибо у нас нет и не может быть иной меры времени, кроме как меры изменением вещи, равномерным мы полагаем такой процесс, каждый цикл которого имеет ту же причину, что и все иные циклы этого процесса, и протекает в тех же (точнее, схожих) условиях, что и иные циклы. Такие эталонные циклические процессы мы используем для изучения течения иных процессов, для выявления закономерностей их протекания. Например, если благодаря такой мере мы устанавливаем, что изучаемый циклический процесс также равномерен (то есть каждому циклу изучаемого процесса соответствует неизменное число циклов эталонного равномерного процесса), то мы утверждаем, что изучаемый процесс имеет циклы равной длительности. Если же, изучая движения, мы устанавливаем, что за равное количество циклов эталонного процесса мы наблюдаем равное приращение пути тела, то называем такое движение так же, как и эталонный процесс равномерным. Но что означает сие утверждение о равенстве длительности циклов изучаемого процесса, если никакого чёткого представления о том, что есть "длительность" цикла эталонного процесса мы не имеем? Утверждение о равенстве длительностей циклов измеряемого циклического процесса не может значить ничего более сверх того, что каждый цикл измеряемого процесса, так же, как и каждый цикл эталонного процесса, имеет схожие причины и равные условия протекания со всеми иными циклами этого измеряемого процесса. Когда же мы с помощью равномерного эталонного процесса фиксируем неравномерность, то есть изменение "длительности" циклов измеряемого процесса, тогда мы делаем вывод (должны делать), что по мере течения измеряемого процесса изменяются "материальные" условия его протекания, и нам следует искать причину этих изменений или, как минимум, закономерности в изменении течения измеряемого процесса. В случае же изучения движения тела равномерность его, тела, движения означает неизменность условий движения, а как только мы фиксируем неравномерность движения тела сие должно означать и изменение условий движения тела, и мы должны искать причины этого изменения или, как минимум, закономерности в изменении темпа движения тела относительно равномерного процесса. Вот таковы вкратце наши новые "эмпириокритические" представления о времени. Такое относительное время, в отличие от абсолютного ньютоновского времени, не наделено самостоятельным бытиём, оно не "течёт" независимо от бытия материи, а проявляется в отношении между вещами, которые только и наделены бытиём в реальности. Впрочем особо подчёркиваю, что ничто не мешает всем желающим мыслить "реальность" абсолютного "ньютоновского" времени, если вдруг они имеют на то некие весомые аргументы, мной не учтённые важно только осознавать тот факт, что физика (как, впрочем, и любая другая естественная наука) никогда не имела и не будет иметь дела с таким метафизическим временем. Следуя своему предназначению, физическая наука оперирует только такими величинами, которые можно измерить, и потому для учёного важно знать не ЧТО есть время, а КАК мы его измеряем, и ДЛЯ ЧЕГО? Игнорирование необходимости критического анализа того, как мы измеряем некоторую величину, может привести к тому, что в уме мы можем иметь об измеряемой величине одни представления, а измерять при этом нечто совершенно другое в чём, на мой взгляд, чаще всего и кроются причины конфликта опыта со здравым смыслом.
В случае измерения времени нам никуда не уйти от того,
что, измеряя время, мы измеряем изменение одной вещи
изменением другой и ничего сверх этого. Именно в таком
сравнении одной вещи с другой и познаём мы
закономерности в мире. И в процессе формулирования
таких закономерностей рождается понятие
математического или физического времени. Ещё раз
повторяю, что время относительно именно в этом смысле
(оно проявляется в отношениях между вещами), а не в
Но проделанный Пуанкаре и Эйнштейном анализ процедуры измерения времени не кажется мне достаточным во всяком случае я не могу привести такой набор цитат, который позволил бы мне в исчерпывающе полном объёме и точно изложить суть проблемы измерения времени, поэтому ниже я вынужден привести собственный анализ данной проблемы.
Проблема измерения времени неотделима от проблемы
определения одновременности событий. Чёткому
определению без введения дополнительных допущений
поддаётся лишь одновременность одноместных событий.
Если мы будем производить сопоставление некоторых
событий, происходящих в определённой области
пространства, с эталонным циклическим процессом,
протекающим там же, и при этом требования к точности
измерения позволяют нам считать эту область
пространства точечной, то никаких особых проблем с
сопоставлением событий и эталонного процесса у нас
не возникнет. Мы сопоставим свершившемуся событию
одновременное ему состояние некой вещи, способной
генерировать циклические равномерные процессы и
называемой нами часами (а состояние вещи мы называем
показанием часов). В случае локального измерения
времени мы можем непосредственно определить, какие
фазы эталонного процесса в часах были одновременны
фиксируемым событиям, и тогда можем утверждать, что
между событиями прошло
Таким образом, чёткому измерению и, соответственно,
определению поддаётся время, измеряемое часами,
находящимися в той же точке пространства, где и
происходят события это так называемое "собственное"
время. На всякий случай обращаю внимание читателей на
само собой разумеющийся факт, что даже В принципе, приведённый выше анализ в том или ином виде можно обнаружить в работах Пуанкаре и Эйнштейна, я же хочу обратить внимание читателей вот на какой аспект проблемы измерения времени.
Измеряя время, мы говорим, что между некими двумя
событиями (допустим, стартом спортсмена и достижением
им финиша) прошло Гносеологически точным утверждением об измерении времени следует признать не популярное и общепринятое утверждение:
"Между событием А и событием Б прошло а следующее утверждение:
"Между воздействием события А на часы и воздействием
Итак, подвожу итог вышеизложенному: при измерении локального времени часы измеряют время, то есть число циклов эталонного равномерного процесса, не между событиями, случающимися в неких точках пространства вне часов, а между некоторыми состояниями самих часов, состояниями, действие на которые оказывалось измеряемыми событиями. Вроде бы тривиально, но как часто мы об этом забываем... Каковы же следствия такого уточнения процедуры измерения времени? В тех случаях, когда измеряемое таким образом время (то есть не что иное, как число циклов эталонных равномерных процессов в часах) используется для фиксирования закономерностей в процессах, протекающих вблизи часов, мы просто пренебрегаем необходимостью передачи действия от событий к часам. Точнее, мы не различаем само событие и его действие на часы, и измеренное таким образом время оказывается вполне пригодным для фиксирования закономерностей в окружающем часы мире. Например, фиксируя финиш спортсмена, мы сначала получаем информацию о факте финиша в виде светового излучения, которое уже прошло от спортсмена до наших глаз некоторый путь (и это самая малая задержка), затем наш мозг обрабатывает эту информацию и посылает через спиной мозг импульс к мышцам кисти, после чего большой палец руки нажимает на секундомер и фиксирует факт свершения события. Почему же мы считаем возможным в данном случае пользоваться измеренным таким методом временем? Потому, что сами зафиксированные с помощью такого метода факты (или закономерности) оказываются с необходимой точностью независимыми от метода измерения. Например, по времени, прошедшем между поступлением к часам действия, фиксирующего старт и финиш спортсменов (не устану повторять, что время есть лишь число циклов эталонного равномерного процесса в часах) мы можем судить о том, кто из спортсменов пересёк финиш первым, то есть можем судить о порядке следования событий в удалённой от часов точке пространства (например, на финише) что, собственно, нам и требуется.
Но как только мы попытаемся фиксировать закономерности
в процессах, значительно удалённых от часов или
протекающих с очень высокими скоростями, как тут же
перед нами возникнут не просто методологические, но и
онтологические трудности. То, на какое состояние часов
(на какую фазу циклического процесса в часах) окажет
воздействие совершаемое событие в случае
пространственно разделения события и часов, оказывается
достаточно сильно зависимым от расстояния между
событием и часами. В принципе, мы можем во всех
случаях для фиксирования закономерностей использовать
такую величину, как число циклов эталонного
равномерного процесса между состояниями часов, на
которые события оказывали действие это лишь вопрос
нашей договорённости, вопрос конвенции. Но вот
закономерности, фиксируемые с помощью такого времени,
будут слишком сложны, и тут сложно выделять
закономерности собственно измеряемого процесса.
Например, равномерный процесс при таком его измерении
с помощью часов, перемещающихся относительно места
течения этого процесса, покажется нам не равномерным,
поскольку по мере удаления часов от места течения
процесса действие от процесса будет запаздывать всё
сильнее и сильнее, то есть интервалы времени (опять
напоминаю, что речь идёт о числе циклов эталонного
равномерного процесса в часах) между поступлением
действия от определённых фиксируемых фаз измеряемого
процесса к часам будут от цикла к циклу увеличиваться.
Сформулированные таким образом закономерности
окажутся просто непригодными для формирования
Вот именно для того, чтобы исключить влияние распространения действия от событий к часам на фиксируемые с помощью часов закономерности, мы и прибегаем к такой абстракции, как одновременность совершения разделённых в пространстве событий, и к такой абстракции, как время, прошедшее не между состояниями часов, а между событиями. Почему я называю одновременность разноместных событий абстракцией? Дело в том, что в мире нет никакого естественного критерия одновременности разноместных событий, потому что, как я показал в предыдущей "Заметке", между одновременными состояниями вещей нет и не может быть никакой материальной связи (как, собственно, нет и самого мгновенного состояния вещей и Мира). Мир как совокупность его частей в одновременных состояниях не существует это мыслимый человеком, а не реально проявляющийся феномен. Но использование такой мыслимой модели Мира (Мира как одновременного состояния его частей) оказывается полезным для изучения процессов, протекающих в мире, поскольку позволяет распределять события, между которыми нет прямой материальной связи, по такому мыслимому критерию, как соотношение во времени. Такой ход позволяет говорить о времени между событиями в мире, а не только о времени (числе циклов эталонного равномерного процесса) между состояниями часов. Такое время между пространственно разделёнными событиями имеет принципиальное отличие от того времени (времени как числе циклов изменения одной вещи), о котором я написал ранее. Локально измеряемое время, как можно припомнить это число циклов эталонного равномерного процесса в часах между состояниями часов, на которые фиксируемыми событиями было оказано действие.
Время между пространственно разделёнными событиями
это тоже число циклов эталонного равномерного процесса
в часах между двумя состояниями часов, но вот вопрос:
между какими именно состояниями часов? Конечно же, это
не состояния часов, на которые было оказано действие
фиксируемыми событиями, а состояния, полагаемые нами
"одновременными" фиксируемому событию. То есть мы
устанавливаем связь между показанием часов и
фиксируемым событием не при наличии Каков вообще мог бы быть тот критерий, по которому мы могли бы назвать пространственно разделённые события одновременными? Я, например, вижу вот какой подход к определению того, что есть одновременность событий в разных точках пространства. Онтологически определённой является одновременность точечных событий и вот от этой одновременности событий в одной точке пространства я и предлагаю идти к понятию одновременности событий в разных точках пространства. Двое часов, находящихся друг рядом с другом, допустим, в точке А, могут быть синхронизированы, то есть мы можем определить одновременные состояния этих часов. Если теперь развезти эти часы в разные точки пространства, то для одних часов мы можем определить, сколько циклов эталонного равномерного процесса в этих часах прошло с момента выхода этих часов из точки А по момент достижения ими некой точки B (допустим, часы отсчитали N циклов эталонного равномерного процесса). Тогда для вторых часов мы можем определить некую точку в пространстве, назовём её С, по достижении которой эти часы отсчитали также N циклов эталонного равномерного процесса. Тогда мы вполне обосновано можем назвать такие события, как поступление одних часов в точку B и поступление других часов в точку C, одновременными. Синхронизировав таким манером множество часов в одной точке пространства и развезя их по разным точкам пространства, мы получим возможность считать события, происходящие в удалённых друг от друга точках пространства, одновременными, если показания часов, находящихся в непосредственной близости от событий, одинаковы. Может показаться, что описанный мной метод и есть метод определения некоей "истинной" одновременности, однако внимательный анализ показывает, что это вовсе не так. При формулировании такого метода я неявно сделал одно важное допущение: я полагал, что перемещение часов не является тем "материальным" условием, которое влияет на течение равномерных циклических процессов в часах. Мы не имеем никакой возможности установить, "одинаков" ли был относительный темп циклических процессов в часах (если честно, то даже трудно определить, что есть этот самый относительный темп при отсутствии способа сравнения двух разделённых в пространстве часов), ибо у нас нет никакого критерия одновременности, согласно которому мы могли бы установить, остались ли показания часов одновременными (в том смысле, который мы традиционно вкладывали в это понятия, мысля об абсолютном времени) после их перемещения. Но поскольку нет никакого онтологического критерия одновременности, то мы имеем полное право и далее считать одинаковые показания часов, синхронизированных ранее в одной точке, одновременными ведь синхронизация часов нам нужна только для фиксирования закономерностей в мире относительно этой созданной самим человеком системы координат. Единственным условием, которому должен соответствовать метод синхронизации непротиворечивость метода, точнее, непротиворечивость не самого метода, а модели мира, выстроенной с помощью этого метода, чтобы с помощью времени, "созданного" этой моделью, мы могли производить однозначные и коррелирующие друг с другом расчёты.
Вот только сам описанный мной метод крайне неудобен
для заявленных целей. Для фиксирования интересующих
нас закономерностей нам придётся напичкать
синхронизированными часами всё пространство. Изучение
же
Вот потому-то в физике, точнее,
Об этой процедуре я уже писал в предыдущей своей
"Заметке". Напоминаю, что
Посмотрим, что же это за время получается в результате
такой синхронизации событий, то есть как "ведёт" себя
время, измеряемое часами, удалёнными от измеряемого
процесса. Для этого сначала обратимся к
Пусть на пристани установлен часовой механизм, который
срабатывает при поступлении к нему определённого
светового сигнала, а на корабле, уплывающем от
пристани, установлен некий механизм, переключающий
лампочки на светофоре при поступлении к нему такого же
сигнала. Источник запускающего эти механизмы сигнала
установлен на самолёте (это обеспечивает мобильность
источника сигнала, нужную нам для синхронизации не
одной, а нескольких пар событий). Пусть первый сигнал
испускается самолётом так, чтобы когда данный сигнал
поступил к часам и механизму на корабле, то сигнал
этот прошёл одинаковый путь в пространстве (так,
напоминаю, принято обеспечивать синхронизацию событий
В нижней части рисунка показано отключение часов и переключение сигнала на светофоре с красного на жёлтый, осуществляемое вторым импульсом света понятно, что и в этом случае показание часов и момент переключения одновременны.
Глядя на этот рисунок 1, на вопрос о том, сколько
времени был включен красный сигнал светофора, мы, не
сильно задумываясь, ответим,
Теперь, как кто-то из читателей уже, наверное,
догадался, я предлагаю посмотреть на ту же ситуацию
Из-за смещения Земли в пространстве относительно распространяющегося светового сигнала пути света от источника к часам и от источника к светофору оказываются вовсе не равными, как наивно полагали земляне, а это значит, что переключение светофора было вовсе не одновременно срабатыванию часового механизма (с точки зрения всех остальных, кроме землян). А это значит, что ни начало, ни конец измеряемого процесса (горение красного сигнала светофора) часами на пристани не зафиксированы. С "неземной" точки зрения часы на пристани измеряли всё что угодно, но только не время горения красного сигнала светофора.
Особо обращаю внимание на то, что я пока не делал
никаких специальных предположений о свойствах мира, в
котором рассматриваю следствия процедуры
синхронизации событий, принятой
Я опять предположу (как и во второй своей "Заметке"),
что Например, я предлагаю читателям самим поразмышлять вот над каким вопросом: если бы рядом со светофором на корабле были установлены часы, пусть даже никак не синхронизированные с часами на пристани, то каковы были бы показания этих часов в моменты переключения светофора, точнее, каков был бы интервал между этими показаниями (этот интервал и есть локальное время)? Но можно пока не ломать голову, об этом я всё равно напишу в одной из следующих "Заметок", когда речь пойдёт о "замедлении" времени. И уже по сложившейся традиции в заключение настоящей заметки я постараюсь сделать краткую выжимку из всего в ней изложенного. 1. Время не существует в объективном мире, в мире существуют только вещи, а время не вещь и даже не её характеристика или свойство. 2. Представления человека о течении времени имеют прообраз в объективном мире в виде изменения вещей. 3. Представления человека о скорости изменения вещи формируются не путём сравнения скорости изменения вещи с течением некоего "времени", а путём сравнения изменения одной вещи с изменением другой. То бишь время и скорость изменения вещи познаются в сравнении. 4. Само сравнение изменения одной вещи с изменением другой вещи используется человеком для фиксирования закономерностей в мире, выражающих отношение между изменяющимися вещами. 5. Для фиксирования закономерностей в изменении вещей используются циклические процессы, каждый цикл которых имеет сходные причины и условия протекания с остальными циклами, и такие процессы мы называем равномерными. Прибор же, способный генерировать равномерные циклические процессы, мы называем часами. 6. Когда мы измеряем часами промежуток времени между двумя событиями, то мы измеряем не что иное, как число циклов равномерного процесса между двумя состояниями часов. 7. Когда мы измеряем промежуток так называемого "локального" времени, то есть промежуток времени между двумя событиями, свершившимися в непосредственной близости от часов, мы измеряем не что иное, как число циклов равномерного процесса в часах между двумя состояниями часов, на которые фиксируемые события оказывают действие. 8. Когда мы измеряем промежуток времени между двумя событиями, удалёнными от часов, то мы измеряем не что иное, как число циклов равномерного процесса в часах между двумя состояниями часов, которые мы по определённому правилу сопоставляем с фиксируемыми событиями (то есть мы синхронизируем часы с событиями). Между самими же состояниями часов и фиксируемыми событиями нет никакой материальной связи это чисто виртуальное сопоставление, полностью зависимое от выбранного метода.
9. Метод синхронизации, выбранный
10. Сопоставление событий с показаниями часов (или,
что то же самое, сопоставление показаний одних часов с
показаниями других часов) при использовании метода
синхронизации, принятого
11. Метод синхронизации событий, выбранный
Впрочем, я не призываю читателей сейчас принять на
веру
25 мая 2006 г.
|