[Clown]

Владилен Барашенков
Что_такое пространство и_время?
«Знание-Сила» № 6/1984

.....Вопросы о смысле пространства и времени имеют давнюю историю, некоторые из них возникли еще_в_глубокой древности. Но и для современной науки это— трудная проблема. Получается так, что_самые обыденные и_привычные для_нас_свойства окружающей природы вместе с_тем_самые загадочные и_непонятные.

Можно ли_как-то воздействовать на_эти_свойства, например сжать пространство и_растянуть время? И_вообще, всегда ли_природа обладает такими свойствами? Может быть, допустимы формы материи, которые «живут» вне_времени и_пространства?

Представление о времени происходящих в микромире процессов можно получить, если вспомнить, что распространение света— самый быстрый процесс в природе. Более быстрых мы не знаем. Минимальные расстояния 10(-16) сантиметра, какие еще_можно «разглядеть» с помощью современных ускорителей, световая волна проходит за 10(-27) секунды. Это самый короткий отрезок времени, с которым мы имеем дело сегодня в физических экспериментах. Кванту пространства 10(-33) сантиметра соответствует временной интервал 10(-44) секунды— квант времени («хронон», как его иногда называют). Меньших отрезков времени, если верить современной теории, в природе не существует.
...Для того чтобы почувствовать, насколько малы кванты пространства и времени, вообразим себе, что наша огромная Вселенная сжалась до размеров песчинки. Соответственно уменьшатся и все содержащиеся в ней тела. Так вот, размер песчинки в сжавшейся Вселенной будет сравним с квантом пространства, а время, за которое свет успеет пробежать по такой исчезающе малой частичке, равно кванту времени.
....Как ни малы масштабы микромира, их все же можно себе представить, хотя бы путем сопоставлений. Значительно труднее осознать, что значит «начало мира» и «край Вселенной». При_этом сразу возникает масса вопросов. Ведь у каждого момента времени есть предшествующий, а что тогда предшествует «начальному моменту»? Как_же_это_мир_вдруг появился «из ниоткуда»? И_еще — если наша Вселенная расширяется, то_во_что_она_расширяется, что_находится за_ее_пределами? Можно представить себе картину, когда рождается и_разлетается вещество, как_осколки и_газы при_взрыве гранаты, но_вот_как_могут родиться и_начать расширяться пространство и_время? Опять возникает недоумение: что_же_все-таки было до_этого?
....труден вопрос о_начале мира во_времени. Наука знает об_этом еще_очень мало. Наверное, многое прояснится, когда астрофизические приборы заглянут так_далеко в_космос, что_смогут увидеть разлетающиеся осколки первичного вещества на_окраинах нашей Вселенной. Но_пока экспериментально известно только то, что_наш_мир_нестационарен, его_свойства изменяются с_течением времени, и_если эти_изменения экстраполировать обратно по_времени, то_мы_придем к_выводу о_том, что_в_далеком прошлом Вселенная была чрезвычайно горячей, очень плотно сжатой и_почти точечной_— с_размерами порядка 10-33 сантиметра (!!!). По_нашим часам это_было что-то около 20_миллиардов лет_назад.
Именно «по нашим часам», так_как_свойства времени, его_ритм тогда были совсем не_такими, как_сейчас. Если верить теории, то_основная история Вселенной, наиболее бурные качественные изменения в_ней_приходятся на_несколько первых секунд ее_жизни, а_теперь мы_наблюдаем лишь плавно затухающие последствия («хвост», как_говорят физики) грандиозных событий. Если бы_можно было установить часы в_раскаленной юной Вселенной, их_показания были бы_совсем не_такими, как_у_наших современных часов. Говорить о_первых мгновениях жизни Вселенной, о_времени в_окрестностях ее_«начала», где_важную роль играют квантовые процессы и_время, по-видимому, имеет дискретный, разрывной характер, можно лишь весьма условно. Абсолютного, ни_от_чего не_зависящего времени в_природе нет.
Вопрос о_том, что было до «начала мира», например, 40_или миллиардов лет_назад, предполагает, что тогда сохранялись условия, при_которых применимо наше понятие времени. А_это_не_так. Для_описания процессов вблизи «начала мира» нужны совсем другие мерки. Использовать здесь наши часы так_же_бессмысленно, как_измерять длину и_вес_тел_с_помощью термометра!
Было придумано много моделей, чтобы с_помощью известных нам_физических законов попытаться получить наглядную картину того, как_могло бы_происходить «рождение Вселенной». Например, предполагалось, что_существуют соприкасающиеся миры, каждый из_которых в_силу относительности пространственно-временных размеров_— элементарная частица в_другом мире. Точка соприкосновения_— «прокол» из_одного мира в_другой. В_одном мире это_— микроскопическая «черная дыра», куда «проваливается» вещество (и, может, даже «стягивается» вся_вселенная), а_в_другом мире_— «белая дыра», развертывающаяся в_новую вселенную. Недостаток таких моделей в_том, что_они_не_имеют под_собой экспериментальных оснований и_поэтому сами содержат большое число загадок и_«темных пятен». Это_скорее область мифов и_научного фольклора, чем_самой науки.

...Так что_же_это_такое_— пространство и_время?

Как заметил один философ, если меня не_спрашивают об_этом, то_я_знаю, что_это_такое. И_действительно, интуитивно каждый из_нас_представляет, что_такое пространство и_что_такое время. Можно перечислить различные их_свойства_— протяженность, размерность, непрерывность и_так_далее. Но_вот_сказать, в_чем_же_то_основное, главное, что_составляет суть этих феноменов,- задача чрезвычайно сложная.

Немецкий философ Кант вообще считал пространство и_время лишь свойствами нашего рассудка, нашей прирожденной способностью приводить в_порядок расположение вещей и_событий. Трудно, конечно, согласиться с_тем, что_пространство и_время существуют лишь в_нашей голове. Наоборот, все_убеждает в_том, что_это_— реальные, существующие независимо от_нас_свойства природы. Только эти_свойства настолько общие, что_трудно дать им_конкретное определение.

Итак, можно думать, в_своем глубинном значении пространство_— это_то, что_выражает устойчивость существования различных явлений и_объектов в_мире, а_время_— то, что_характеризует их_взаимодвижение, изменяемость. Кратко говоря, пространство и_время_— это_структура сосуществования и_изменения всего материального в_мире.

Очень абстрактные определения! Для_того чтобы проникнуть в_их_смысл, приходится много раз, и_так_и_сяк, примерять их_к_различным вещам и_ситуациям. Но_ничего не_поделаешь.

Пространство и_время_— это_предельно общие понятия, более общих уже_не_придумаешь.

Такие предельные понятия изучаются философией, которая как_раз_и_является наукой о_самых общих законах природы. В_физических теориях пространство и_время обычно понимают не_так_широко, включая в_их_определение различные конкретные свойства_— протяженность, одномерность и_однонаправленность времени и_т. п. Следует, однако, помнить, что_все_эти_свойства имеют ограниченную область применимости....

Древнегреческий ученый Пифагор был_убежден в_том, что_в_основе всех вещей и_явлений лежит «гармония чисел». Он_считал, что_все_размеры, объемы, длины_— вообще все_в_мире должно выражаться целыми или_дробными числами. Законы мира_— это_законы чисел. Казалось, наконец-то понята таинственная суть мироздания, причина его_удивительной симметрии, порядка и_целесообразности. Рассказывают, что_Пифагор был_так_горд своим открытием, что_уже_не_мог_причислять себя к_простым смертным. В_мире есть три_типа разумных существ, внушал он_своим ученикам_— боги, люди и_он, Пифагор. И_вдруг обнаружилось, что_некоторые величины нельзя выразить никаким числом. Например, отношение длины окружности к_ее_радиусу или_отношение сторон квадрата к_его_диагонали. Сегодня мы_знаем, что_для_этого надо использовать иррациональные числа, но_для_Пифагора и_его_учеников это_выглядело потрясающей загадкой, мистическим чудом. Они_были настолько поражены своим новым открытием, что_в_течение многих лет_тщательно скрывали его_как_одну из_самых ужасных, необъяснимых тайн бытия.

Подобные коллизии случались и_позднее. Природа каждый раз_преподносит сюрпризы, когда какие-либо ее_конкретные свойства и_законы объявляются универсальными, действующими всегда и_всюду.

В мире все_имеет свою конкретную, ограниченную область применимости, и_мы_должны быть готовы к_тому, что_наукой будут открыты такие диковинные свойства пространства и_времени, которые мы_сейчас не_можем себе и_представить, известные же_нам_свойства, наоборот, в_области новых явлений окажутся неприменимыми, утратившими свою силу. Сохранится лишь то_глубинное и_очень абстрактное, что_«ухвачено» философским пониманием пространства и_времени. Впрочем, и_оно_может оказаться недостаточно общим…

Полный текст статьи прилагаю (оч. интересно почитать)...