Субстанциональная концепция пространства-времени

Субстанциональная концепция пространства-времени

06.12.2007 - 12:53, автор  ksu

Существуют  две философские концепции времени - реляционная и субстанциональная. Первая концепция отрицает существование  времени как самостоятельного явления  и трактует его как специфическое проявление свойств самих физических тел и происходящих с ними изменений. Субстанциональная концепция предполагает, что время есть самостоятельное явление природы, существующее наряду с пространством, веществом и физическими полями. Современная физика не дает оснований для предпочтения ни одной из этих концепций.  
Субстанциональное время определяется как количество замененных в системе элементов. Энтропийное время связано с количеством преобразований системы. Какова природа течения времени, т. е. происхождение генерального процесса? Изменчивость в биологической иерархии (молекулы - биосфера) происходит в результате потоков частиц и энергии в биосфере Земли, которые порождаются потоком фотонов Солнца - генератором всех иных потоков в биологической иерархии. На основании этого примера можно считать, что для генерирующего потока эталонной системой является Вселенная, открытая по отношению к вхождению предэлементов некоторого глубинного уровня строения материи. Изменение количества указанных предэлементов, т. е. их поток задает время Вселенной, вызывая процессы замены элементов в иерархии природных систем.  
Ассоциации, связанные с идеей порождающего потока, не новы ни в философии, ни в естествознании. Это и картина мира в даосизме, и современный физический вакуум, и квазисубстанциональная концепция Дж. Уитроу, касающаяся "гипотезы... , согласно которой имеется единый основной ритм Вселенной". Это и поток абсолютного времени И. Ньютона (правда, ньютоновский поток полностью независим от материи (Newton, 1687), а генерирующий поток непосредственно связан с материальными объектами). Это и поток времени Н. А. Козырева (1982), который формирует причинность в мире, является одним из источников энергии звезд, обусловливает новые "метавзаимодействия" (Еганова, 1984) объектов мира. В работе И. А. Егановой приведены многочисленные указания на эксперименты, объяснение которых, по-видимому, требует привлечения идей Н. А. Козырева (см. также серию экспериментальных работ последних лет М. М. Лаврентьева с соавторами, 1990, 1991, 1992). Это и поток, "рождающийся из пространства-времени-материи" (Grunzig et.al., 1987; Prigogine et.al., 1989; Пригожин, Стенгерс, 1994, С. 232.) в неравновесном варианте общей теории относительности.  
Гипотеза генерирующего потока достаточна, чтобы конструировать и время, и пространство, и частицы, и взаимодействия... Вот несколько подобных эвристик, где излагаются не строгие результаты, а только лишь исследовательская программа разработки метаболического подхода.. Источники вхождения во Вселенную (или стоки из нее) генерирующего потока отождествим с заряженными частицами мира. Допускается существование нескольких генерирующих потоков во Вселенной, т. е. Вселенная не замкнута по отношению к потокам предэлементов нескольких глубинных уровней ее строения. Заряды частиц есть динамические характеристики потоков, источниками которых являются частицы. Различные виды зарядов порождаются генерирующими потоками различных уровней иерархии.  
Появившись как логическая экстраполяция свойств метаболического времени, генерирующий поток позволяет конструктивно искать подходы к существующим проблемам естествознания. Связь между течением времени и неравновесностью, диссипацией потоков и необратимостью тривиальна: неравновесность системы, т. е. наличие субстанционального потока через нее и есть течение времени.  
Суперпозиция элементов глубинных уровней естественных иерархий образует пространство (синонимы - среда для частиц, субстанциональный "эфир", физический вакуум). Метаболическое движение объектов в пространстве (эфире) происходит не путем "раздвигания" элементов эфира, а путем проникновения этих элементов в объекты и замены уже имеющихся в объекте элементов, т. е. "эфирного трения", "эфирного ветра" не существует. Наглядными образами строения объектов из эфира будут не вихри или торы, а "фонтаны" или бьющие в водоеме "ключи". Последовательности "излученных"частицами предэлементов образуют систему окрестностей частицы и порождают понятие "близости" в пространстве и конструкцию топологии пространства.  
Предположение о том, что материальные частицы есть "входы" или "выходы" генерирующих потоков в нашей Вселенной, позволяет предложить лесаржевский (Розенберг, 1935) механизм взаимодействия частиц: "Современное доказательство теоремы Ньютона основано на гидродинамических соображениях, восходящих кЛапласу: дело в том, что единственное сферически симметричное течение несжимаемой жидкости - это течение по радиусам со скоростью, обратно пропорциональной квадрату расстояния от центра... Итак, силовое поле притяжения точечной массой математически совпадает с полем скоростей течения несжимаемой жидкости" (Арнольд, 1987). Истечение и поглощение предэлементов можно рассматривать как обмен предэлементами между частицами, что соответствует традиционной для теоретической физики конструкции взаимодействия. Различным генерирующим потокам соответствуют как различные виды зарядов, так и различные виды взаимодействия.  
Примером реализации рассмотренных выше идей может служить развиваемая В. А. Ацюковским эфиродинамика, истоки которой лежат в работах Фалеса, Анаксимандра, Гераклита, Парменида, Зенона, Аристотеля, В. Томсона, Дж. Максвелла. Рассматриваются три формы движения:  
 
1.Поступательная: ламинарная и продольно-колебательная.  
 
2.Вращательная: тороидальная (замкнутая), вихреобразная (разомкнутая).  
 
3.Диффузионная: температурная, градиентноскоростная, массовая.  
 
В соответствии с гидромеханической моделью элементарных частиц Г. Джейла протон - витой бублик (кроме тороидального есть винтовое движение) с отверстием в центре, из которого выбрасывается винтовой поток эфира в окружающее пространство. Вихрь этот более холодный, чем окружающая cреда, поэтому охлаждает окружающий эфир, что существенно в создании гравитации. Электрическое поле - система разомкнутых вихрей, а фотон - система линейных вихрей.  
Чтобы вывести уравнение тяготения, надо брать за основу тепловые процессы в эфире: градиент температур порождает градиент давления. Эфиродинамика способна описать структуру Галактики, ее энергодинамику, как результат кругооборота эфира между ядром и периферий Галактики. Эфирный вихрь по спирали ускоряется к центру. Протоны образуются в результате уплотнения вихря до критической величины, присоединяя вихри - электронные оболочки. За счет градиента температур образуются гравитационные силы, в результате чего появляются скопления газов - звезды, которые по инерции движутся к периферии. Вследствие вязкости протоны теряют кинетическую энергию вращения, разваливаются и вновь обращаются в свободный эфир, увеличивая его давление. Разность давлений заставляет эфир двигаться снова к центру.  
Субстанционный подход позволяет попытаться ввести конструкцию причинности. Рассмотрим ситуацию, в которой предэлемент генерирующего потока испускается частицей-источником и поглощается другим объектом. Назовем описанный процесс причинным звеном: акт испускания фиксированного предэлемента - причиной в причинном звене, а акт поглощения того же предэлемента - следствием. При конечной "скорости распространения генерирующего потока" причина и следствие оказываются разделенными пространственно-временным интервалом.  
Распространение генерирующего потока по отношению к частицам-источникам оказывается двух "знаков" - испускание или поглощение. Выделенное направление потока, кроме течения времени, порождает неравноправность правых и левых систем координат, а также различные знаки зарядов. Мысленная операция "обращения" потока должна приводить к трем согласованным эффектам: к обращению направления времени (несохранение "временной четности"), к замене правых систем координат на левые или наоборот (несохранение "пространственной четности") и к замене знака зарядов частиц (изменение "зарядовой четности"). Античастица, как принято в квантовой электродинамике, оказывается частицей, движущейся "против времени". Обращение генерирующего потока ( и существующее согласованное изменение зарядовой, пространственной и временной четностей), по-видимому, не меняет состояния мира.  
Если физические процессы разыгрываются в среде из предэлементов, которые сами не являются частицами и истечение которых порождает обладающие массой и другими зарядами частицы, то надмолекулярные иерархии, связанные, в частности, с жизнью, задаются уже средами из самих частиц. "Когда движение окончательно останавливается, тело умирает." (Cuvier, 1817)  
Гипотеза генерирующих потоков допускает и более радикальные, чем аналогии с метаболическим движением, предположения о специфике явлений жизни. Так же как частицы-заряды являются источниками генерирующих потоков, порождающих физические взаимодействия, так и живые организмы есть источники специфических потоков предэлементов каких-то иерархических уровней строения материи (Левич, 1993). Различные потоки могут быть ответственны за свойства жизни, сознания, пассионарности. Свойства жизни по своему происхождению становятся аналогичными свойствам, например, электрического или барионного заряда. Отличие живого от неживого оказывается связанным со специфичностью и количеством задействованных в феномене времени генерирующих потоков.  
Утверждения метаболической концепции значительно прозаичнее: речь идет о вполне материальных, но не регистрируемых средствами современных научных технологий уровнях строения естественных систем. Гипотетические потоки предэлементов этих уровней нужны не специально для введения жизненных сил, а отвечают в метаболическом подходе логике вывода целого круга конструкций, связанных с феноменом времени в естестознании.  
Признание генерирующих потоков снимает оппозицию второго начала термодинамики существованию феноменов развития, поскольку второе начало термодинамики относится исключительно к изолированным системам. Отпадает приложимость второго начала к той открытой части Вселенной, где генерирующие потоки порождают течение времени, что, по-видимому, не составляет открытия ни для физиков, ни для астрономов: "... ежедневный опыт убеждает нас в том, что свойства природы не имеют ничего общего со свойствами равновесной системы, а астронамические данные показывают, что то же самое относится и ко всей доступной нашему наблюдению колоссальной области Вселенной" (Ландау, Лифшиц, 1964). Более того, "отдельные небесные тела и их системы так изолированы друг от друга, что для них тепловая смерть должна заметно приблизиться прежде, чем произойдет вмешательство сторонней системы. Поэтому деградированные состояния систем должны бы преобладать, а вместе с тем они почти не встречаются. И задача состоит не только в том, чтобы объяснить неравновесность Вселенной в целом, она имеет значительно более конкретный смысл - понять, почему отдельные системы и сами небесные тела продолжают жить несмотря на короткие сроки релаксации." (Козырев, 1963)  
Энтропийный экстремальный принцип во Вселенной, открытой для генерирующих потоков, совершенно меняет взгляд на эволюцию мира. Вот каким рисует будущее Вселенной И. Д. Новиков (1990, С. 181-189): "...Если во Вселенной нет заметных количеств материи между галактиками, которая почему-либо не видна, то она всегда будет расширяться... Примерно через сто тысяч миллиардов лет погаснут самые последние звезды... Несмотря на отсутствие пока прямых экспериментальных данных, вся совокупность наших физических знаний указывает на то, что вещество Вселенной не стабильно и хотя очень медленно, но распадается... происходит и процесс квантового испарения черных дыр, которые остаются после смерти некоторых массивных звезд и существуют в ядрах Галактик. Таким образом, и остывшие звезды, и разреженный газ, а затем и черные дыры в далеком будущем исчезнут из Вселенной... во Вселенной останутся только редкие электроны и позитроны, разбросанные в пространстве на гиганские расстояния друг от друга".  
Еще более радикально будущее мира согласно "принципу Гельвеция" ("Время, зуб которого разжевывает железо и пирамиды, видит лишь смерть, которую оно приносит" (Гельвеций, 1974)) описывает Ю. Б. Молчанов (1990): "...во время исчезает все, и исчезает без следа, и в этом-то и состоит подлинная сущность времени".  
Гипотеза генерирующих потоков позволяет противопоставить принципу Гельвеция (или, если угодно, принципу Хроноса - бога, пожиравшего своих детей) принцип, который стоило бы назвать "принципом Козырева" ("Очевидно, в самых основных свойствах материи, пространства, времени должны заключаться возможности борьбы с тепловой смертью противоположными процессами, которые могут быть названы процессом жизни. Благодаря этим процессам поддерживается вечная жизнь Вселенной." (Козырев, 1963)). Пока Вселенная открыта для генерирующих потоков, ее эволюция сопровождается самоорганизацией, ростом неоднородности и сложности.  
В одной из своих статей академик А. Д. Сахаров писал, что природа настолько многообразна, что в принципе позволяет существовать мирам с одной или двумя пространственными и несколькими временными переменными. Болгарский физик Н.Колицын рассматривал теорию с бесконечным числом временных переменных, различающихся по силе их проявления в материальном мире.  
По мнению В. Барашенкова, развивающего представления о многомерности времени, тела с иной, чем одномерное, временной траекторией находятся в нашем времени только мгновение - в момент пересечения их и нашей траектории. Чуть раньше они были еще в прошлом, мгновение спустя окажутся в нашем будущем.  
Оценки баланса энергии в многовременном мире приводят на первый взгляд к неустранимым дефектам. Так в теории с несколькими временами энергия тоже вектор. Возможно, что его компоненты будут компенсировать друг друга: рождение вещества не будет сопровождаться изменением энергии, например, в абсолютно пустом пространстве из "ничего" будут рождаться частицы с противоположно направленными, гасящими друг друга векторами энергии. Этот процесс, могущий происходить в каждой точке бесконечного пространства, приводит к тому, что называют распадом вакуума: мгновенный взрыв пустоты с выделением бесконечно большого количества вещества. Однако наш мир оказывается стабильным, поскольку от взрыва его удерживает неограниченно большое количество очень слабых взаимосвязей.  
Временные траектории тел в одномерном и многомерном мирах располагаются в направлении из прошлого в будущее, т. е. компоненты вектора энергии имеют положительный знак по направлению ко времени. Вселенная может быть многомерной не только в пространстве, но и во времени, только временные координаты скрыты от нас.  
В 1949 г. математик К. Гедель выступил в Принстонском университете с докладом "Время в общей теории относительности". Он доказал, что для некоторого класса моделей Вселенной могут существовать замкнутые во времени так называемые геодезические линии, т. е. Вселенная может возвращаться к своему исходному состоянию и в дальнейшем раз за разом повторять пройденные циклы. Ход эволюции должен многократно повторяться. Индийский физик С. Чандрасекар подробно рассмотрел модель Геделя и пришел к выводу, что такая возможность не исключена в рамках ОТО.  
 
 
Явление искажения биологического времени известно давно. И лишь сейчас его стали исследовать физическими методами. Полагают, что организм человека может влиять на ход времени. Трудно говорить о механизме такого воздействия, но известно, что изменения, чаще всего замедление, происходят в состоянии сильного испуга. В одном из экспериментов с использованием датчиков времени (хронометров) и дублированных кварцевых генераторов осуществляли сброс новичков с парашютной вышки. Полет выглядел как смертельное падение со спасительным подхватом у самой последней черты. Из восьми испытуемых у двух были зафиксированы кратковременные всплески замедления времени, у других фиксировалось его ускорение (эти добровольцы встречались с опасностью не вдруг - заранее испытывали страх перед падением).  
 
Вот свидетельства солдат, заглядывавших в глаза смерти не в воздухе, а на земле. Вспоминает капитан Н. З., служивший в Афганистане и выживший после ранения: "Я так залюбовался красивым полетом летящей прямо в меня пули, что даже увернуться не догадался, хотя времени у меня было предостаточно". Сержант В. Ч.: "Черный ствол ручного пулемета, стреляющий в меня с 5 метров, показался очень большим, даже огромным. Время остановилось, наступила полная тишина, я просто успел не спеша отойти в сторону и пули прошли левее". Пилоты, пережившие авиакатастрофы, свидетельствуют: "Время, реагируя на состояние человека, может замедлять или ускорять свой бег." (В. Чернобров)