Время и современная физика - Зайцева Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
1 Перечисленные здесь явления, согласно второму принципу термодинамики, приводят к необратимости, которую автор связывает с необратимостью времени. — Прим. ред.
125
развития жизни, так и происходящие ежедневно на наших глазах процессы онтогенеза
Но пора нам спуститься с абстрактных высот и обсудить различные свойства времени в физике, свойства, с которыми теснейшим образом связано наше человеческое время.
В статистической механике, как и в термодинамике, необратимость не доказывается, а постулируется
Если бы при доказательстве теоремы Карно мы приняли за постулат, что в изотермическом процессе поглощается теплота и производится работа, а при соприкосновении4 двух термостатов тепло течет от менее нагретого к более нагретому, то вытекающие из теоремы Карно утверждения изменились бы на противоположные. В этом случае мы попали бы в парадоксальную вселенную, рассматривавшуюся Фламмарионом и Пуанкаре. В этой вселенной при соприкосновении двух тел одинаковой температуры одно (но не известно какое) начнет нагреваться, а другое — охлаждаться. Трение в парадоксальной вселенной приводило бы не к замедлению, а к ускорению, и тела, которые сначала находились в покое, начинали бы двигаться по траекториям, предсказать которые невозможно. В такой вселенной стало бы невозможным не только предсказание, но и действие, так как все наши движения приводили бы к громадным непредвидимым последствиям. Правда, необратимые превращения энергии всех видов дорого обходятся инженерам, но мы начинаем понимать, что именно в результате этого старушка Вселенная обеспечивает нашу безопасность; по этой же причине мы уверены, что после всех бурь, какие, быть может, будут вызваны нами самими, мы вернемся к состоянию покоя.
О своей парадоксальной вселенной Пуанкаре говорил, что это вселенная без законов. Точнее было бы сказать: в этой вселенной нет причинных законов, определяющих конечное состояние. В нашей реальной Вселенной возможно статистическое предсказание будущего (включая
1 Онтогенез — индивидуальное развитие животного или растительного организма от момента зарождения до окончания жизни.— Прим. ред.
126
биологические и психические явления), тогда как в парадоксальной вселенной в противоположность этому было бы возможно лишь восстановление прошедшего — операция, обратная предсказанию будущего.
Будущее предсказывается статистически, а восстановление прошедшего невозможно!
Прежде всего обратим внимание на тот удивительный факт, что в нашей физической вселенной прослеживание прошедшего, вообще говоря, невозможно.
Казалось бы, прошедшее событие, зарегистрированное в документах, относится к числу установленных фактов. Однако в действительности всякое восстановление прошедшего существенно основывается на физиологической памяти; если даже речь идет о фактах, тщательно зарегистрированных в архивах, то и здесь память необходима, так как именно она является ключом для интерпретации документов. Память и интуиция служат путеводной нитью при знакомстве со следами прошлого, без них восстановление прошлого окажется лишенным твердой основы:
Я вижу волны на зеркальной глади озера и догадываюсь, что недавно прошел катер, но, чтобы указать, какой именно, надо знать типы катеров и вспом* нить кое-что из своей практики, рискуя при этом впасть в значительную ошибку, если я прибыл из другой страны. Между тем местные жители безошибочно укажут, что волны были подняты' примерно пять минут тому назад.
Если взорвался снаряд либо произошла авиационная или автомобильная катастрофа, то невозможно в точности определить положение, которое существовало до взрыва, то есть в точности восстановить состояние снаряда перед взрывом.
При изучении доисторического человека мы не можем в точности восстановить его облик или выяснить способы применения им своих орудий, если не будем опираться на сходство между людьми, которых разделяют тысячелетия, и пользоваться аналогией между проблемами, возникавшими между нашими далекими предками, и проблемами, возникающими между нашими соотечественниками.
127
Крупнейшие специалисты по .небесной механике, хорошо знающие, как будет развиваться Солнечная система в дальнейшем, не могут прийти к общему мнению в вопросе о ее происхождении, поскольку современные астрономические наблюдения дают возможность изучить далекие галактики, но не позволяют узнать историю планет Солнечной системы. Эти примеры, число которых можно было бы значительно умножить, приводят к заключению, что в материальной вселенной восстановление прошедшего обычно невозможно, тогда как будущее статистически предсказуемо.
Здесь слово «статистически» имеет огромное значение, так как оно выражает важнейшие понятия современной физики. Вместе с родственным ему понятием информации, изучаемым в кибернетике, это понятие играет большую роль в истолковании проблем необратимости в физике. В этой связи исследователи разных стран мира все более часто подчеркивают значение принципа Байеса.
Теорема Байеса и проблема нахождения причин1
Пусть несколько причин (Сь С2,...) вызвали или могли вызвать события ((Еи ?2,...). Пусть, например, оказывается, что в действительности произошло событие ?1. Можно ли оценить, какая из причин была наиболее вероятной?
