Георгий Гуревич - Лоция будущих открытий: Книга обо всём

• Название: Лоция будущих открытий: Книга обо всём
• Автор: Георгий Гуревич
• Жанр: Научпоп
• Год: 1989

Человечеству требуются открытия.

Требуются прежде всего потому, что нас не удовлетворяет сегодняшний уровень жизни. Хотим есть лучше, одеваться лучше, жить лучше во всех отношениях: просторнее, интереснее. Человек — существо, стремящееся к лучшему. Достигнутое — бесцветные будни для нас. Кроме того, во многих странах миллионы не имеют даже и необходимого: нищенствуют, недоедают, умирают от голода. Для того чтобы поднять их уровень жизни хотя бы до нашего сегодняшнего, надо бы увеличить производство пищи раза в полтора–два, промышленных товаров — в пять раз, энергии — раз в десять.

---

Что же происходит в нижней половине таблицы, где масса еще меньше, некоторая доля нулевой утрачена в химических или ядерных реакциях? Не ускоряется ли время в потенциальных ямах? И нет ли возможности искусственно ускорять его, помещая тела в такие ямы?

Сразу следует сказать, что перспектива эта весьма отдаленная. Если рассуждение наше справедливо, для заметного ускорения времени надо отнять большую часть массы. Но даже в ядерных реакциях выделяется менее одного процента. Ускорение времени на один процент интереса не представляет. Стало быть, надо как–то еще проникнуть ниже ядерного уровня, почти вплотную подойти к абсолютному нулю и удержаться, не дойдя до него. Но на пути к этой отдаленной задаче всплывает весьма полезная практическая, она видна в предпоследнем столбике таблички. С уменьшением массы связано испускание электромагнитных волн: инфракрасных, световых, ультрафиолетовых, рентгеновских. Универсальный реостат времени был бы одновременно и универсальным генератором любых лучей. Очень полезный аппарат!

Здесь мы выходим на проблему времени, едва ли не самую непонятную в физике.

11. Время. В самом начале раздела, когда выбирался порядок расстановки фактов, мы остановились на оси масс; она оказалась самой характерной и выразительной, поскольку свойства тел теснее всего связаны с массой. Но существуют и другие возможные оси — пространственные, энергетические, а также и временные, причем не одна.

Я исхожу из того, что пустого времени, так же как и пустого пространства, нет в природе. Пространство и время — формы существования материи; формы без содержания быть не может.

У времени есть свои характеристики, которые можно использовать в качестве осей.

Аналогия размерам — «срок» существования тела. Тут все понятно, объяснять нечего.

Местоположение тел в пространстве мы не разбирали, не составляли карты географические и астрономические. Для практики имеет большое значение далеко или близко, но на свойства тел влияния не оказывает. Местоположение же во времени — очень существенная характеристика, тем более что время линейно, одномерно. «Когда?» — наиважнейший параметр.

Ось времени углубляется в прошлое на 18 порядков, если принять за единицу измерения одну секунду. Интересно, что на пути от сегодняшнего мига в глубину времен заметна своего рода этажность: сменяются науки, ведающие разными отрезками прошлого. Верхние девять ступеней еще находятся в ведении личных воспоминаний. Десятая и одиннадцатая — сотни и тысячи лет — в ведении истории, на 12‑й ступени преобладает археология, 13‑я и 14‑я (сотни тысяч и миллионы лет) — область антропологии, тут же начинаются владения палеонтологии и геологии, они простираются до 17‑й ступени, а 18‑я (миллиарды лет) — космологическая. Границы здесь не очень жестки, тем не менее смена материала происходит. В пространстве нет такой существенной разницы между населением ближайших световых лет или тысяч и миллионов. Для симметрии с графиком прошлого хорошо бы построить и график будущего. Но будущее отличается от прошлого принципиально. Будущее не состоялось, достоверных фактов из него не имеется, можно только проникнуть туда мысленно. Глубина же и точность проникновения зависят от трех причин:

1. Обилие прецедентов — например, все люди умирают, надо полагать, что и я смертен.

2. Неизменность процесса: например, солнце всходит и заходит, надо полагать, что и сегодня зайдет к вечеру.

3. Малочисленность воздействий: например, тело летит в пространстве под влиянием инерции. Можно подсчитать, где оно будет через год или через тысячу лет. Но если к инерции прибавляется еще притяжение других тел, возникает неопределенность.

В астрономии, где движения просты, ученым удается предсказывать события, например затмения, на тысячи лет вперед. Предсказания космологии на 1030 лет исходят из одной какой–то причины (скорости распада протонов, например) и потому неубедительны. Распад — не единственный процесс в природе. Мало ли, что может еще произойти за миллиарды миллиардов лет: сжатие, расширение, столкновение с другой вселенной, появление новых белых дыр…

Помимо давности и длительности, стоит рассматривать время и по другим осям, аналогичным вещественным. Аналогична массе во времени сумма событий — событийность. Аналогична плотности частота — количество событий в единице времени. Представляет интерес и обратная величина — темп — длительность одного события. Но тут введен новый термин — «событие»; нужно еще условиться, что мы считаем одинарным событием, единого критерия тут нет. Для повторных волн, само собой разумеется, одна волна — одно событие. Для вращающихся тел событием можно считать один оборот вокруг оси, для движущихся линейно — продвижение на величину своего тела, для живых существ — один шаг, или один взмах крыла, или одно зрительное впечатление — все это близко к одной секунде.

Событие — это некий элементарный акт в процессе, элементарное движение или действие. Поскольку события различны по длительности, здесь мы сравниваем количество элементов в разных процессах. Точной аналогии с плотностью и массой нет, однако аналогия была бы точной, если бы, описывая вещество, мы занимались сравнением количества элементов на разных этажах, т е. количества звезд в галактике, жителей в городе, атомов в молекуле, частиц в ядре, кирпичей в сооружении, искусственном или природном. Выше мы не упоминали о таком сравнении Но и оно представляет интерес при технических и физических расчетах. Если элементов немного, каждый имеет значение, в молекулах, например, или же в семейной жизни. Если же элементов тысячи, миллионы, триллионы… расчет ведется по статистическим законам. И, как ни странно, рассчитать судьбу миллионов легче, чем единицы. Например, в городах достаточно точно предсказывают количество аварий в сутки, но совершенно невозможно предсказать, какая именно машина, в котором часу и на какой улице попадет в аварию.

Свойства времени — сроки, темпы и событийность — изображены на табл.8. Если говорить строже, изображены сроки существования физических тел, характеристики процессов, происходящих в них, частота и количество изменений. Количество же изменений можно сравнивать пока я моргнул один раз, колеса поезда провернулись три раза, винт самолета — сто раз. Такое сравнение и называют измерением времени Независимого, пустого времени, так же как и пустого пространства, не существует, повторяю. Размеры тел измеряют, сравнивая их с размерами других тел — с эталонным платиновым метром или с длиной электромагнитной волны, время измеряют, сравнивая измеряемое событие с другим — эталонным с падением струйки воды или песка, колебанием маятника часов, вращением Земли, с частотой волны.

Процессы изменений изменчивы сами, можно изменять их и искусственно. Если изменить искусственно все процессы, это равносильно изменению времени, будет восприниматься как изменение времени. Темп времени хотелось бы иногда ускорять, для практики это было бы очень удобно. Отдельные–то процессы ускоряют повсеместно (иду медленно, перехожу на бег, бегу еще быстрее). Но полезно бы найти подход и к всеобщему ускорению.

Один из таких подходов — противоположность эйнштейновскому парадоксу времени. По Эйнштейну, собственное время системы замедляется, когда скорость ее растет. По этой логике время ускоряется, когда скорость уменьшается. Но мы на Земле как бы неподвижны, у нас скорость нулевая. Нужна бы ниже нулевой. Не отрицательная, не скорость в другом направлении, а малая — меньше нулевой. Абсурд?

Но тут припоминается, что при субсветовых скоростях растет масса. Не с ростом ли массы связано замедление процессов? И не вызывает ли ускорение процессов (времени) уменьшение массы? Между прочим, об этом говорилось выше — у нас на Земле масса не нулевая, немножко уменьшена тяготением. Уменьшается она и в химических, и в ядерных реакциях синтеза. Уменьшается, по–видимому, в поле положительного заряда, т. е. в разреженном, недонапряженном вакууме.

Так что в принципе отнимать массу у неподвижного тела возможно. Какова тогда будет его потенциальная энергия? Меньше нулевой — отрицательная. А скорость? Мнимая! Но об этом говорилось уже.

К сожалению, изменение времени существенно только на чрезвычайно плотных телах, таких, как пульсары, но опыты на пульсарах пока не в наших возможностях. Теоретически можно было бы сравнивать ход сверхточных часов на Земле и на Луне или на Земле и спутнике, но тут разница очень мала — примерно одна секунда за тридцать лет.

Что же происходит в телах при замедлении или ускорении времени. Самое примитивное предположение: масса прибывает или же убывает, а момент вращения не изменяется. Пульсары образуются из звезд при резком сжатии. Исходная звезда делала один оборот примерно за месяц, пульсар — за доли секунды. Танцор прижал руки к бокам, закрутился быстрее. С некоторой грустью написал я это объяснение. Если все так просто, едва ли в сложных телах получится пропорциональное изменение времени. И прости–прощай надежда на субсветовые странствия будущих астронавтов!