Время и современная физика - Зайцева Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
27
Однако мы не знаем, существуют ли строго периодические явления или поиск их столь же бесполезен, как и поиск равномерного движения. Конечно, если сама система, как и остальная часть Вселенной, может тождественно воспроизводиться, то ее развитие будет строго периодическим. Такое полное воспроизведение, к сожалению, противоречит второму началу термодинамики. Более того, если бы подобная возможность существовала, во Вселенной все повторялось бы и никакая память не могла бы запечатлеть число истекших периодов — любой счет, в том числе и счет времени, оказался бы невозможным. Понятие периодического движения всего лишь предельное понятие: усилия часовщиков направлены на построение периодического механизма, который был бы способен функционировать с наибольшей возможной степенью точности. Не было такого расхождения между часами, которое нельзя было бы объяснить неточностью механизма. Указанный экспериментальный вывод был возведен до уровня принципа — принципа существования всемирного времени, которое может быть определено либо первым, либо вторым методом.
Остается только объединить эти два метода (что возможно лишь при помощи механики, объясняющей все движения на основе общих законов) и проанализировать трудности, возникающие из-за переноса результатов измерения из одной точки в другую или из одной системы в другую. Итак, снова возникают трудности вследствие того, что не существует бесконечно быстрых сигналов.
Жан-Луи Кан рассказывает о первых шагах человека, пытающегося определить и измерить время. Уже на этой стадии выявляются трудности как для первого, так и для второго метода .измерения времени. За проблемами, по виду чисто техническими, скрываются трудности методологического порядка.
Две статьи, взаимно дополняющие друг друга, посвящены классической механике, первой единой теории природы, и соответственно ньютоновскому времени, которое определяет механика. Атомные или молекулярные часы приводят к квантованному времени: и здесь трудность технического порядка (неточность хода вследствие износа часов) на самом деле оказывается методологической.
Измерять время совершенно бесполезно, если невозможно его передавать. Бернар Деко в своей статье гово-
28
рит о том, что отсутствие бесконечно быстрых сигналов ведет к трудностям, которые неразрешимы в той же степени, как и предыдущие.
Статья о возрасте небесных тел на первый взгляд не имеет отношения к нашей теме. Однако она приводит к статистическому анализу, иллюстрируя возможности/которые мы должны использовать при исследовании настолько сложных систем, что их невозможно изучать с помощью какого-либо иного метода.
При определении начального состояние, от которого нужно отсчитывать время, возникают большие трудности космологического порядка; в нашей работе мы их не касаемся.
ЖАН-ЛУИ КАН ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ
Наши предки гораздо чаще пользовались шпагой и плугом, чем часами, — о времени и пространстве они судили по своим действиям. Древние евреи, так же как Гомер и Гесиод, различали лишь два момента дня: утро и вечер. Персы делили день на пять частей: от зари до восхода солнца — время жертвоприношения, с восхода солнца до полудня — световой день, с полудня до заката солнца, с заката до появления звезд и время чтения молитв, продолжавшееся до ночи. Римляне времен Варрона 1 различали семь периодов: они постоянно воевали и потому делили ночь на-четыре времени бодрствования, определяемые по перемещению звезд.
Вавилонские и египетские жрецы приоткрыли первые тайны времени. В храмах древнего Египта в строжайшем секрете изучались движения звезд, траектории Солнца и Луны; солнечные часы и клепсидры2 указывали, когда надо выполнять религиозные обряды. Но это было лишь вопросом религии, уделом посвященных. Впрочем, в то время инструментов вообще было очень мало. Среди 1 раскопок трехтысячелетней давности было найдено лишь около пятидесяти клепсидров и солнечных часов. В боль-
1 Варрон Марк Тернеций (116—27 г. до н. э.) — римский писатель и ученый.— Прим. ред.
2 Клепсидра — вид водяных часов.— Прим. перев.
29
шинстве случаев тени, отбрасываемой предметами, было достаточно, чтобы судить о наступлении времени приема пищи.
Ассирийцы и вавилоняне верили в зависимость человеческой судьбы от положения светил; необходимость точного определения местонахождения светил и точного измерения времени в значительной степени способствовала научному детерминизму. По свидетельству Страбона в Вавилоне существовала каста философов-халдеев, занимавшихся главным образом астрономией, и некоторые из них составляли гороскопы, хотя эта профессия не пользовалась большой популярностью.
Кроме понятий «год», «месяц», «день», халдеям удалось создать почти абстрактное понятие промежутка времени. По шестидесятеричной системе, применявшейся в Месопотамии, дни были разделены на двойные часы, двойной час в свою очередь — на 60 двойных минут, а каждая двойная минута — на 60 двойных секунд.
Для египетских жрецов и день и ночь состояли из 12 часов, но, используя лишь примитивную арифметику, они не смогли продвинуться дальше этого в науке о времени. Слишком^сложная письменность лишь увеличивала возможность ошибок; к тому же тогда умели умножать и делить лишь на два. Очень расплывчатыми были понятия об арифметической и геометрической прогрессиях. Более того, египетская арифметика имела конкретный, почти качественный характер. Она целиком зависела от предметов, которые подлежали подсчету, и не прибегала к абстракциям.
