Уитроу Дж. Естественная философия времени. М., 2003. С. 9-13, 40-47, 64-68, 156-166, 227-236

ББК 87.21, 87.22, 22.313

Уитроу Дж.

Естественная философия времени: Пер. с англ. / Общ. ред. М. Э. Омелъяновского. Изд. 2-е, стереотипное. — М.: Едиториал УРСС, 2003. — 400с.

ISBN 5-354-00247-8

Настоящая книга представляет собой обобщающий труд, охватывающий проблему времени с разных сторон. Рассматривая проблему времени со стихийно-материалистических позиций, отвергая идеалистические попытки оторвать время от временнйх вещей, автор пытается дать анализ времени в его объективном отношении ко Вселенной, к пространству и человеку.

Издательство «Едиториал УРСС». 117312, г. Москва, пр-т 60-летия Октября, 9. Лицензия ИД №05175 от 25.06.2001 г. Подписано к печати 06.11.2002 г. Формат 60x84/16. Тираж 960 экз. Печ. л. 25. Зак. № 63.

Отпечатано в типографии ООО «Рохос». 117312, г. Москва, пр-т 60-летия Октября, 9.

П Р Е Д И С Л О В И Е

Недавно проф. Синг заявил, что, с его точки зрения, из всех физических измерений наиболее фундаментальным является измерение времени и что «теория, на которой основаны эти измерения, является самой важной» (J. L. Synge, «The New Scientist», 19th February 1959, p. 410). Он утверждал, что Евклид направил нас по ложному пути, взяв в качестве первичного понятия науки пространство, а не время. Отсутствие до сих пор какого-либо общепринятого термина для наименования исследований времени служит очевидным доказательством этого любопытного пренебрежения. Синг предложил использовать слово «хронометрия» для обозначения той части науки, которая имеет дело с понятием времени в столь же широком смысле, как «геометрия» имеет дело с понятием пространства. Делая это предложение, он указал на то, что чистая, или теоретическая, хронометрия должна отличаться от прикладной, или практической, хронометрии (то есть техники изготовления часов, астрономического определения времени, дендрохронологии, определения возраста минералов по содержанию радиоактивного изотопа углерода и т. д.).

Первый набросок данной книги уже был закончен, когда появилась статья Синга о времени. Мне было приятно узнать, что труд, которым я занимался на про-

7

тяжении предыдущих пяти лет, может помочь заполнить, пусть недостаточно, общепризнанную брешь в литературе по естественной философии.

Я хотел бы поблагодарить д-ра Г. П. Моррисона за то, что он побудил меня написать эту книгу и за его постоянную поддержку; проф. М. С. Бартлетта из Университетского колледжа, Лондон, — за разрешение иметь доступ к машинописному экземпляру лекции, которую он прочел на встрече Группы философии науки в,сентябре 1956 года; проф. Адольфа Грюнбаума из Питсбургского университета — за присылку мне оттисков статей, а также препринта его интересной статьи из выходящего сборника «Философия Рудольфа Карнапа» в серии «Библиотека живущих философов», издаваемой П. А. Шилпом. По приглашению Гамбургского университета в мае I960 года я прочел в Гамбурге три публичные лекции на материале этой книги, и я хотел бы поблагодарить проф. О. Хекмана, директора Гамбургской обсерватории, который любезно предоставил мне возможность прочесть эти лекции. Больше всего я благодарен моему старому другу Питеру Берджессу за чтение корректур. Я хотел бы также выразить мое непреходящее чувство признательности покойному проф. Э. А. Милну, который еще четверть века назад предвосхитил мысли Синга. И, наконец, я выражаю благодарность своей жене за ее постоянную помощь.

Уместно добавить, что читатели, которые знают математику в ограниченном объеме, не много потеряют в уяснении основных аргументов, если они лишь бегло прочтут следующие параграфы: 7, 8, глава III; 2, 3, глава IV; 4, 5, 6, глава V.

Дж. Дж. У.

17 сентября 1960 года

I . У н и в е р с а л ь н о е в р е м я

1. «УСТРАНЕНИЕ» ВРЕМЕНИ

История натурфилософии характеризуется взаимо* действием двух противоположных точек зрения, которые можно связать с именами Архимеда и Аристотеля, этих интеллектуальных гигантов античности, труды которых

имели решающее значение для основателей современной науки, живших в эпоху позднего средневековья и Возрождения. Архимед служит прототипом тех, чья философия физики предполагает «элиминацию» («устранение») времени ', то есть тех, кто полагает, что временной поток не является существенной особенностью первоосновы вещей. С другой стороны, Аристотель служит предшественником тех, кто рассматривает время как фундаментальное понятие, поскольку он утверждал, что имеется реальное «становление» («comings-into-being») и что мир имеет в своей основе временную структуру2.

Архимед был основателем гидростатики как науки и

автором первого важного трактата по статике. Что Евклид сделал для ремесла каменщика, то Архимед сделал для практического и интуитивного знания целых поколе-

1 Этот термин был предложен Эмилем Мейерсоном («Тождественность и действительность», М., 1912, стр. 225).

2 Более ранними и более расплывчатыми концепциями, которые могут считаться предшествующими этим двум точкам зрения, являются концепции Парменида и Гераклита. Парменид утверждал, что последняя физическая реальность вневременна, тогда как цен-

тральная доктрина Гераклита заключалась в том, что мир является

совокупностью событий, а не вещей. (Современный анализ аристотелевской философии природы см. в: J. H. R a n d a l I, jun., Aristotle,

New York, 1960.)

аий инженеров, которые пользовались простейшими машинами, например весами и рычагом. Он заложил теоретическую основу этого знания и, следуя примеру Евклида, изложил его в виде логически стройной системы. Его трактат «О равновесии плоскостей» представляет собой выдающийся пример научного изложения, осно-

ванного на строгих выводах из вполне очевидных предпосылок. Он представляет собой тот идеал, который столь настойчиво в наши дни искали Эйнштейн и другие ученые, — состоящий в сведении физики к геометрии, но понятие времени в нем не встречается.

Аристотелевская трактовка физических проблем была совершенно иной. Метафизический принцип, согласно которому каждое изменение требует причины, был фундаментальным для образа мысли Аристотеля. Например, книга VII «Физики» начинается с утверждения: «Все, что движется, движимо чем-то еще». Этот постулат физики вынуждены были отвергнуть еще до того, как была сформулирована современная динамика. Тем не менее, какими бы ошибочными ни казались те-

между ними заключалось в следующем: что бы ни думали сами математики, они фактически имели дело с абстрактными предельными случаями, тогда как Аристотель был эмпириком, которого интересовала исключительно действительная физическая вселенная, в том виде, как он ее себе представлял, и поэтому он разделял

все ошибки этой ограниченной концепции. Действительно, аристотелевскую физику надо было свергнуть, преж-

де чем возникла современная физика, и следовало применить метод Архимеда.

Тем не менее физика Аристотеля со всеми своими недостатками в одном жизненно важном отношении превосходила физику Архимеда. Определенность и ясность принципов Архимеда в большой степени явились результатом того, что эти принципы затрагивали, так сказать, поверхность явлений и не добирались до глубин. Логически идеальный трактат Архимеда о статике был на деле менее глубоким и менее богатым в смысле перспектив его дальнейшего развития, чем не лишенная не-

W

достатков работа Аристотеля. Причина этого ясна: Архимед обходил проблему движения; Аристотель же ею не-

посредственно занимался. В натурфилософии Архимеда законы природы представляют собой законы равновесия,

и связанные с временем понятия не играют в ней никакой роли, тогда как для Аристотеля*природа была «началом движения и изменения» ' и не могла быть понята

без анализа времени.

Хотя сугубо фундаментальная по отношению к нам природа времени очевидна, как только мы осознаем, что наши суждения о времени и событиях во времени сами

существуют «во» времени, тогда как наши суждения о пространстве, по-видимому, не относятся в каком-либо ясном смысле к месту в пространстве, на физиков значительно более глубоко влияет тот факт, что пространство кажется нам данным все сразу, тогда как время предстает перед нами только кусочками. Прошлое надо восстанавливать с помощью ненадежной памяти, будущее

скрыто от нас, и только настоящее непосредственно переживается нами. Это удивительное различие пространства и времени нигде не имело большего влияния, чем в физической науке, основанной на понятии измерения. Свободная подвижность в пространстве ведет к представлению о перемещаемой единице длины и неизменной измерительной линейке. Отсутствие свободной подвижности во времени лишает нас уверенности в том, что процесс длится то же самое время всякий раз, когда он повторяется. Следовательно, как заметил Эйнштейн, «для физического мышления характерно... что оно ста- рается-в принципе иметь дело с одними лишь «простран- ственно-подобными» понятиями и стремится выразить с их помощью все отношения, имеющие форму законов» 2. Правда, Эйнштейн в термин «пространственноподобный» включил понятия времени и события, в том виде, в каком они использовались в его теории, но он

полагал, что более естественно «мыслить физическую реальность четырехмерным континуумом вместо того, чтобы, как прежде, считать ее эволюцией трехмерного континуума»3. Таким образом, для эффективного изучения

временного аспекта природы люди используют свою

изобретательность, чтобы придумать средство, при" помощи которого специфические характеристики времени

либо игнорировались бы, либо искажались. (Действительно, это очевидно даже на уровне обычного разговора, когда мы говорим о «коротком промежутке времени», словно интервал времени можно рассматривать как интервал пространства.) Великие достижения в физической науке были совершены при строгом проведении этой парадоксальной политики.

Нет ничего специфически современного или революционного в тенденции подчинить время пространству. Еще в 1872 году в своей знаменитой речи «О границах естественных наук» Эмиль Дюбуа-Реймон категорически заявил, что познание природы заключается в сведении

всех изменений в физическом мире к движениям атомов, управляемых независящими от времени силами. Четверть века ранее Рельмгольц в своей лекции «О сохранении силы» утверждал, что задача физики в конце

концов заключается в сведении всех явлений природы к силам притяжения и отталкивания, интенсивность которых зависит только от расстояния между телами. Только в том случае, если эта проблема разрешима, можно-де быть уверенными, что природа познаваема. Подобный же взгляд высказал Пуансо в «Элементах статики»: «В идеальном знании мы знаем только один закон — закон постоянства и однородности. К этой простой идее мы пытаемся свести все другие, и, как мы думаем, только в этом сведении заключается наука».

Возвращаясь к XVIII столетию, мы находим, что взгляды Лавуазье основывались на постулате, что в каждом химическом преобразовании имеет место сохранение «материи»: «На этом принципе основано все искусство химического эксперимента» ', Химическое уравнение является выражением принципа тождества, сохранения

устранения времени (time-elimination) — короче говоря, выражением того, что, вопреки видимым внешним изме-

нениям, в основном ничто не происходит. Поэтому специалист по философии науки Эмиль Мейерсон

заключил, что «наука, стараясь стать «рациональной»,

1 A. L a v o i s i e r , Oeuvres, v, I, Paris, 1864, p. 101,

стремится все более и более уничтожить изменение во

времени» '.

В математической физике современник Лавуазье Ла«

гранж был предшественником Мииковского и Эйнштейна, когда утверждал, что время можно рассматривать'

как четвертое измерение пространства*. Он понимал, что наподобие осей геометрической системы координат временная переменная аналитической механики, основанной на ньютоновских законах движения, не является однонаправленной и что в принципе все движение и динамические процессы, подчиняющиеся этим законам, обра-« тимы. Более того, начало отсчета ньютонианского времени можно выбрать так же произвольно, как и начало де-

картовой системы координат. Рассматривая физическое время как четвертое измерение пространства, Лагранж

вообще исключил время из динамики.

«Устранение» времени из естественной философии тесно связано с влиянием геометрии. Архимедовская теория статических явлений почти полностью была геометрической (негеометрические элементы в ней не являлись непосредственно очевидными, например, неявное предположение, что момент вращения вокруг точки опоры нескольких грузов, размещенных вдоль одного плеча рычага, будет таким же, как если бы все грузы были сосредоточены в их центре тяжести). Великие достижения Галилея в динамике в большой степени были обусловлены удачным использованием им изображения времени геометрически в виде прямой линии. Главная цель глубоких исследований Эйнштейна о силах природы хорошо выражена термином «геометризация физики»;

время полностью растворяется в геометрии многомерного пространства. Таким образом, вместо игнорирова-

ния временного аспекта природы, как это делал Архимед, математики и физики нового времени пытались объяснить время через пространство, и в это.м им помо-

гали философы, особенно идеалисты 2.

подчеркивание сопровождается (несправедливо) наклеиванием ярлы13

2. НАПРАВЛЕННОСТЬ И СИММЕТРИЧНОЕ ВРЕМЯ

Если понятие времени в физике подчинено Понятию пространства, то мы должны как-то объяснить асимметрию прошлого и будущего, которой характеризуется наш временной опыт. Несмотря на возрастающие труд-

ности, предпринимались все более и более эне!ргичные попытки решения этой проблемы.

Несмотря на достижения Лавуазье и Лагранжа, очевидность направленности в природе не могла игнорироваться основателями термодинамики в начале XIX сто-

летия. В своем классическом «Размышлении о движущей силе огня», опубликованном в 1824 году, Сади

совершения механической работы. Связанный с этим

принцип был сформулирован Клаузиусом в виде следующей аксиомы: теплота переходит от горячего тела

к холодному, но не наоборот. Клаузиус отметил, что этот закон, сформулированный им с помощью абстрактного

понятия энтропии, противоречит обычной точке зрения

о неизменности общего состояния мира, в котором изменения в одном направлении в данном месте и в данное время уравновешивались изменениями в обратном направлении в другом месте и в другое время. Хотя пер-

вый закон термодинамики (сохранение энергии:) как будто бы подтверждает этот взгляд, второй закон (увеличение энтропии) полностью противоречит ему. «Отсюда следует, что состояние вселенной должно все более

иболее изменяться в определенном направлении»1 .. Интересно, что никто до Карно, по-видимому, не по-

нимал по-настоящему этот принцип и вытекающие из него следствия. Даже Гераклит считал, что его вечный поток является циклическим процессом. Принцип Карно был признан с большим сопротивлением, и неоднократ-

ка «телеологический» в качестве неявного упрека. Однако ни один человек, имеющий дело с живыми существами, не может игнори-

ровать эту направленность». (См. его работу: I. Z. Y о u n g, Evo-

lution Nerveous System, в: «Evolution: Essays on Aspects of Evolutionary Biology», edited by G. R. de Beer, Oxford, 1938, p, 180.)

1 См. Э. М е й е р с о н , цит. соч., стр. 281,

14

но делались попытки избежать его космологических следствий. Идея непрерывного изменения вселенной в одном и том же направлении до тех пор, пока не будет достигнуто полное тепловое равновесие, была чужда многим ученым. Эмиль Мейерсон обратил внимание на следующие примеры. Так, Геккель в 1900 году заявлял, что «если бы это учение об энтропии было правильно, то предполагаемому «концу» мира должно было бы соответствовать и «начало», минимум энтропии, при котором температурное различие между обособленными частями вселенной было бы наибольшим. С точки зрения нашей монистической и строго последовательной концепции

вечного космогенетического процесса оба воззрения одинаково несостоятельны, оба противоречат закону суб-

станции... Второе основоположение механической теории теплоты противоречит первому и должно быть отвергнуто» '. Он утверждал, что принцип Карно можно применять только к «отдельным процессам», но «в огромном же целом мироздания господствуют совершенно иные отношения». Подобным же образом химик Аррениус писал в 1909 году, что «если бы Клаузиус был прав,

то эта «смерть тепла» за бесконечно долгое время существования мира давно бы уже наступила, чего, однако, не случилось». Кроме того, мы не можем предполагать, что имелось начало, так как энергия не может быть сотворена. Следовательно, «это для нас совершенно непонятно»2. Комментируя приведенные утверждения,

Мейерсон указал, что точка зрения и Геккеля, и Аррениуса определялась тем, что «люди науки испытывали

как будто скрытое отвращение к идее постоянной изменчивости вселенной в одном и том же направлении», и это отвращение «коренилось в понятиях о сохранении»3.

Больцман пытался обойти космологические следствия принципа Карно, допуская возможность существования областей во вселенной, в которых тепловое равновесие достигнуто, и областей, в которых время течет в противоположную сторону по сравнению с течением времени в нашей звездной системе. Он полагал, что для вселенной в целом два направления времени неразличимы, так

же как в пространстве не имеется ни верха, ни низа. Позднее, в 1931 году, в дискуссии, организованной Британской ассоциацией, на тему «Эволюция вселенной» Оливер Лодж заявил, что второму закону термодинамики уделяется слишком много внимания и что «конечное и неизбежное увеличение энтропии до максимума является пугалом, идолом, перед которым философам не следует преклонять колени».

Именно на этой дискуссии Э.' Милн отметил логическую погрешность доказательства, согласно кото-

рому энтропия вселенной как целого автоматически стремится к максимуму. Он отметил, что для обоснования второго закона термодинамики требуется следующая дополнительная аксиома: где бы во вселенной ни происходил процесс, вселенную можно разделить на две такие части, что на одну из частей процесс совершенно не будет оказывать влияния '. Эта аксиома, однако, автоматически исключает процессы, распространяющиеся на весь мир.'Тем не менее Милн был достаточно осторожен и заметил: мы не можем сказать, что энтропия вселенной не увеличивается, ибо каждый локальный необратимый процесс вызывает такое увеличение. Мы можем сказать только то, что мы не имеем средства оценивать изменение энтропии для всей вселенной, так как мы спо-

собны вычислять такое изменение для «замкнутых систем», имеющих что-то вне себя, но вселенная ex hypothesi не имеет ничего (физического) вне себя.

Одна из самых смелых и наиболее радикальных попыток отказаться от существования какой-либо объективной временной направленности в физической вселенной была сделана в 1930 году видным специалистом в области физической химии Дж. Н. Льюисом 2. Он утверждал, что идея «стрелы времени», если использовать

образное выражение Эддингтона, почти полностью обусловлена явлениями сознания и памяти и что во всех об-

ластях физики и химии достаточно понятия «симметричного» времени. Льюис заявил, что почти всюду из этих наук удалены идеи однонаправленного времени и однонаправленной причинности, как будто физики сознавали, что эти идеи вводят посторонний «антропоморф-

ный элемент». Кроме того, по его мнению, в случаях, где эти представления вводятся, они всегда используются для поддержки какой-либо ошибочной доктрины: например, доктрины о том, что вселенная действительно «умирает». Вместо этого статистическая интерпретация термодинамики ведет к заключению, что* если вселенная конечна, то точно такое же настоящее состояние вселенной уже было в прошлом и повторится в будущем, так как любое состояние вселенной периодически повторяется,

причем период конечен.

В простом, но типичном случае трех различимых молекул в замкнутом цилиндре с перегородкой посередине, снабженной заслонкой, Льюис доказал, что энтропия общего неизвестного распределения этих молекул больше, чем энтропия какого-либо известного распределения,

происходит тогда, когда мы после фиксирования какоголибо известного распределения открываем заслонку. Если, однако, заслонка сначала открыта, все восемь распределений следуют одно за другим, а если затем затвор закрывается так, что система фиксируется при определенном распределении, то никакого изменения энтропии не происходит. Следовательно, утверждал он, увеличение энтропии происходит только в том случае, если известное распределение переходит в неизвестное, и потеря, которой характеризуется необратимый процесс, есть потеря информации. Поэтому Льюис заключил, что при-

рост энтропии всегда означает потерю информации и ничего больше. «Это субъективная концепция, — писал он, — но мы можем выразить ее в менее субъективной форме следующим образом. Если на этой странице мы находим описание физико-химической системы вместе с некоторыми данными, которые позволяют отличить систему, то энтропия системы определяется этими отличиями. Если зачеркнуть какие-либо существенные данные, то энтропия станет больше; если добавить ка- кие-либо существенные данные, то энтропия уменьшится. Ничего больше не надо для доказательства, согласно которому необратимый процесс не предполагает однона-

правленного времени и не имеет никаких других временных предпосылок. Время не является одной из перемен-

ных чистой термодинамики».

17

Льюис анализировал также роль времени в оптических и электромагнитных явлениях. По его мнению, за-

коны оптики полностью симметричны относительно испускания и поглощения света. Если представить время

обратимым, излучающие и поглощающие объекты поменяются ролями, но законы оптики не изменятся. Однако излучение частицы, по-видимому, находится в прямом противоречии с идеей симметрии времени, и он допустил, что испускание энергии в виде непрерывной сферической оболочки необратимо. Все части этой оболочки движутся от излучающего тела до тех пор," пока не встретят поглощающие тела, но некоторые части могут не встретить такие тела годами, тогда как другие встречаются с ними через малые доли секунды. Для истинной физической обратимости такого процесса была бы необходима фантастическая и искусственная среда, при помощи которой каждое из множества тел, размещенных на совершенно различных расстояниях, излучало бы каждое соответствующее количество энергии за со-

лучения могли бы сложиться в непрерывную сжимающуюся сферу. Тем не менее, не смущаясь соображениями такого характера, Льюис пошел навстречу им, заявив, что концепция симметричного времени непосредственно ведет к заключению, что основной процесс излучения должен быть процессом, в котором отдельная излучающая частица посылает свою энергию только одной по-

глощающей частице — другими словами, процесс согласуется с эйнштейновской теорией фотона.

В случае электромагнитной теории непосредственно видно, что уравнения Максвелла, подобно уравнениям классической механики, не изменяются, если обратить

направление времени. Как же можно получить старую теорию излучения, в которой время однонаправленно, из уравнений, допускающих симметричность времени? Это

происходит благодаря тому, что из двух симметричных решений, которые возникают при математическом анализе, только запаздывающий потенциал считается физически приемлемым. «Во всей истории физики, — писал Льюис, — не имеется более замечательного примера пренебрежения (suppression) физиками некоторых следствий их собственных уравнений из-за того, что эти

И

С-

'' V

О» ч1,

следствия не согласовывались со старой теорией однонаправленной причинности». Напротив, Льюис считал, что,

если бы использовались опережающие потенциалы, а запаздывающие потенциалы были отброшены, мы полу-

чили бы электромагнитную теорию света, столь же хорошо согласующуюся с эмпирическимл фактами, но при

интерпретации этих фактов мы должны были бы рассматривать поглощающую частицу как активный объект, «всасывающий» энергию из всех частей пространства,

имеющего вид сферической оболочки, сокращающейся со скоростью света. Льюис утверждал, что квантовая электродинамика не может быть создана в удовлетво-

рительной форме до тех пор, пока запаздывающие и опережающие потенциалы не будут использоваться од-

новременно и симметрично.

Льюисом было показано, что теория равновесия вещества и излучения при постоянной температуре зависит от принципа, который впервые не в полном объеме использовался Больцманом, но который Льюис вывел как универсальный закон из своей идеи временной симметрии. Этот закон, в настоящее время обычно известный как принцип детального равновесия, утверждает, что каждый процесс превращения, происходящий в замкнутой системе при термодинамическом равновесии, способен идти в противоположном направлении, и процессы в обоих направлениях происходят одинаково часто. Выигрыш в каком-либо процессе уравновешивается потерей в обратном процессе, так что любое самое детальное статистическое распределение процессов изменения, происходящих в равновесной системе при постоянной

температуре, должно остаться таким же при изменении направления времени. Следовательно, в любой равновес-

ной системе «время должно терять однонаправленный характер, который играет такую важную роль в разви-

тии понятия времени» *.

. В квантовой

Acad.», A,

19

3. НЕОБРАТИМЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Аргументы, выдвинутые Льюисом в поддержку его теории симметричного времени, остроумны и сильны. Тем не менее, как проницательно заметила М. Клюф, «нельзя все время полагаться на призрак времени»1 . Несмотря на неоспоримость ряда замечаний Льюиса, они оставляют вне внимания многие важные факторы.

Например, конкретный аргумент, с помощью которого Льюис пытался обойти свое собственное положение о том, что испускание непрерывной сферической оболочкой излучения, является существенно необратимым процессом, нельзя распространять на другие типы сфериче-

ских волн. Ибо, как было указано К. Р. Поппером2, отсутствие изотропных волн, сходящихся к источнику расходящихся волн, не является характерным только

для света и электромагнитного излучения, а имеет место также в случае других видов явлений, например волн на поверхности воды, возбуждаемых каким-либо возмущением в определенном месте. Мы не можем объяснить кажущееся отсутствие временной симметрии в этих других случаях ссылкой на корпускулярную природу рассматриваемых явлений. Вместо этого мы вынуждены признать их существенную необратимость.

Замечательно простой, но изящный пример необратимости был описан Э. Милном в 1932 году. Милн отметил, что любой рой несталкйвающихся частиц, движущихся с одинаковой скоростью по прямым линиям, занимавший

конечный объем в некоторый определенный начальный момент, в конце концов, то есть через некоторый конеч-

ный промежуток времени, станет расширяющейся системой, даже если она первоначально была сжимающейся системой. Хотя Милн рассматривал множество частиц (имея в виду космологическую аналогию), для наших целей достаточно рассмотреть только две частицы. Если вначале они приближались друг к другу, то в конце концов они будут удаляться друг от друга. Но если они вначале удалялись друг от друга, они будут продолжать удаляться и никогда не станут сближаться. Таким обра-

1958, 402.

зом, простейшая возможная кинематическая ситуация обнаруживает необратимость времени 1.

Другое обычное физическое явление, которое указывает на асимметрию между прошлым и будущим, представляет собою явление соударения. Действительно, хотя полностью упругое соударение можно считать обратимым во времени, мы не можем считать неупругие соударения обратимыми, особенно те соударения, которые нарушают относительное движение, например соударение падающего камня с землей. Обратимость времени в этом случае привела бы к совершенно мистическим явлениям, когда первоначально неподвижный камень вдруг начал бы самопроизвольно подниматься вверх с большой скоростью. В отличие от явления соударения, которое непосредственно понятно безотносительно к причине первоначального движения камня, если таковая имеется, об' ратное явление было бы необъяснимым. Ибо, даже если

бы мы ввели понятие отталкивающей силы, мы все же не смогли бы объяснить, почему камень начал двигаться

в данный момент, а не в другой.

Более того, область оптических и электромагнитных

явлений дает ряд примеров временной асимметрии, о которых Льюис не упоминает. Например, в своем изло-

жении эйнштейновской первой теории излучения и поглощения света молекулами Уиттэкер недвусмысленным образом обратил внимание на то, что «так как имеется самопроизвольное излучение, но не самопроизвольное поглощение, то существует асимметрия между прошлым

и будущим»2.

Анализ Льюиса также полностью игнорирует наблюдателя и условия его восприятия. Так, Льюис не принял во внимание, что мы можем воспринимать только прихо-

1 Отвергая это заключение, Т. Голд на недавней Сольвейской

рассматриваться в конце концов как бесконечно удаляющиеся друг от друга, то и вначале их можно рассматривать бесконечно дале-

кими друг от друга. Однако существенно, что частицы вначале находятся на конечном расстоянии друг от друга и всегда остаются на

конечном расстоянии, когда в конечном счете мы видим, что они расходятся. Поэтому критика со стороны Голда не затрагивает сути

вопроса.

„ * Е. Т. W h i t t a k e r , A History of the Theories of Aether and Electricity: The Modern Theories (1900—1926), London, 1953, p. 198.

21

Дящий, но не уходящий свет. Следовательно, если бы

время было обратимо и звезды получали свет от нас вместо того, чтобы излучать его к нам, они были бы не-

видимы. В видимой части вселенной отношение между прошлым и будущим должно совпадать с нашим соб-

ственным, по крайней мере постольку, поскольку это касается испускания света.

Норберт Винер ' проанализировал гипотетическую ситуацию сосуществования с разумным существом, «время которого течет в обратном направлении по отношению

к нашему времени. Для такого существа никакая связь

снами не была бы возможна. Сигнал» который оно послало бы нам, дошел бы к нам в логическом потоке

следствий, с его точки зрения, и причин, с нашей точки зрения. Эти причины уже содержались в нашем опыте и

служили бы нам естественным объяснением его сигнала, без предположения о том, что разумное существо послало сигнал. Если бы оно нарисовало нам квадрат, остатки квадрата представились бы нам предвестниками последнего и квадрат казался бы нам любопытной кристаллизацией этих остатков, всегда вполне объяснимой. Его значение казалось бы нам столь же случайным, как те лица, которые представляются нам при созерцании гор и утесов. Рисование квадрата представлялось бы нам катастрофической гибелью квадрата — внезапной, но объяснимой естественными законами. У этого существа были бы такие же представления о нас. Мы можем сооб-

щаться только с мирами, имеющими такое же направление времени».

4. ЭВОЛЮЦИЯ

Другим крупным недостатком анализа времени, проведенным Льюисом, является отсутствие какого-либо упоминания о процессах, связанных с «длительными» промежутками времени, то есть о процессах, происходящих в течение многих миллионов лет. Имеются в виду те самые процессы, которые, когда ученые стали детально

изучать их, заставили людей вообще поставить под сомнение стародавнюю веру, что общее состояние мира ос-

1 Н. В и н е р , Кибернетика, Связьиздат, М., 1958, стр. 52,

тается более или менее неизменным. Астрономия и палеонтология явились науками, которые соприкоснулись

с этими процессами давно, но идея эволюции проникла в эти науки сравнительно недавно. Действительно, до тех пор, пока около двухсот лет назад философ Иммануил Кант не поставил вопрос об .эволюции Млечного Пути, астрономия, по-видимому, являлась наукой par excellence симметричного времени. Аналогично до XIX столетия концепция биологической эволюции оказывала

слабое влияние на человеческий образ мышления о мире. Представление о необратимости органической эволю-

ции было названо законом Долло по имени бельгийского палеонтолога ', который обратил внимание на то, что справедливость этого закона2 , доказывается имеющимися ископаемыми остатками 3. Направление эволюции представляет собой, однако, более тонкое понятие, чем

кажется с первого взгляда. Как было найдено при лабораторных исследованиях, микромутации, которые, как полагают генетики, являются начальной точкой биологических эволюционных изменений, в основном обратимы (во многих случаях частота обратного процесса сравнима с частотой первоначальной мутации4 ), и поэтому

они «не являются направленными». Согласно неодарвинистскому взгляду, необходимость филогенетического процесса надо поэтому приписывать действию естественного отбора. Это действие считается автоматическим, или

сти свои утерянные зубы, ее клюв и нижняя челюсть приобрели

пилообразную форму.

8 Около 1800 года Жиро Сулави первый понял, что стратиграфическое расположение горных пород (в данном случае третичных пород Парижского бассейна) можно рассматривать как хронологи-

ческий порядок.

4 N. W. T i m o f ' e e f f - R e s s o v s k y , К. G. Z i m m e r und М. D e l b r u c k , «Nachr. Ges. Wiss. Gottingen, Math.-phys. Kl. Fach-