Страница:
Чтобы понять, почему пространство трехмерно, попробуем вначале выяснить, почему расстояния между объектами или длины физических тел принято выражать в одном измерении. Ведь расстояния определяются на поверхности Земли, которая сама по себе объемна. Расстояние между объектами на Земле или в Космосе -- это ведь тоже расстояние между объемными физическими телами. А вот математические точки и линии -- абстракции, в "чистом виде" в природе не встречающиеся. Точку и линию можно получить путем соприкосновения или наложения объемных предметов (линеек, циркулей, карандашей, рейсфедеров, бумаги и т.п.).
Метр как единица длины в первом определении был равен 1?10--7 части четверти длины парижского меридиана (то есть воображаемой линии на поверхности объемного земного шара). В современном определении метр -- длина, равная 1650763,73 длины волны в вакууме излучения, соответствующего переходу между строго определенными уровнями атома криптона 86. Излучение происходит в объемном пространстве между электронами, которые также занимают хотя и невообразимо маленький в сравнении с привычными макроскопическими человеческими мерками, но все-таки объем. Таким образом, реальные вещи, тела, процессы, с которыми сталкивается человек в практической деятельности, объемны. По существу, объемность (или емкость) и представляет собой реальную пространственную протяженность*.
Измерение -- процесс достаточно произвольный. В популярном детском мультфильме длину удава измеряют в попугаях. В повседневном быту тоже допустимо забыть о метрах и измерить длину или площадь в толщине пальцев или ширине ладони, в горстях песка или мешках картофеля. В прошлом вполне обходились частями человеческого тела и отношениями между ними, откуда и пошли все сажени, локти, шаги, футы, дюймы и т.п. Лишь на известном этапе развития науки и техники были введены эталоны, сделавшие устаревшими прежние способы измерений.
В далеком прошлом, на заре математики, практические потребности пастушества и земледелия вывели на первое место измерение длин и расстояний (а не, скажем, объемов и емкостей). Развитие строительной и землемерной практики обусловили переход к измерению углов и поверхностей. Абстрактная геометрическая наука, отражая логику развития практики и производства, двигалась от изучения линии через поверхность -- к объему. Одно измерение прибавлялось к другому, в результате в классической Евклидовой геометрии объем оказался трехмерным (и соответственно плоскость -- двухмерной, а линия -- одномерной).
Однако в повседневной практике долго еще оставались измерения с помощью реальных объемных тел. Так, у древних индийцев одной из наиболее употребительных мелких единиц измерения (причем одновременно -- веса и длины) выступала величина ячменного зерна (привлекались и еще более мелкие, по существу мельчайшие из видимых частицы -- например, пылинка в солнечном луче). Длины измерялись в следующих единицах: восемь ячменных зернышек приравнивались к толщине пальца, четыре пальца -- к объему кулака, а двадцать четыре -- составляли "локоть", четыре локтя -- величину индийского лука и т.д. -вплоть до мили, содержавшей четыре тысячи локтей*. Современные каменщики, как еще строители в Древнем Египте, измеряют толщину кладки в кирпичах (так, толщина стен оценивается в полкирпича, в кирпич, полтора, два и т.д.). И кирпич, и ячменное зерно используются в обоих приведенных случаях, как одномерные (то есть недифференцированные по измерениям) объемы для измерения одномерной же длины, ширины, толщины. Понятно, что в тех же "одномерных единицах" можно измерить площадь или емкость (например, кувшина, мешка -- с помощью ячменя, а вагона, кузова -- с помощью кирпичей).
Принципиально допустимо, опираясь на понятие одномерного объема, построить сколько угодно -мерную воображаемую геометрию, где площади и длины будут определяться в порядке, обратном логике геометрии Евклида. Фундаментальным, основополагающим понятием геометрической науки могли стать по линии и плоскости, а объем как непосредственное отражение реальной пространственности.
Например, говорят: такая-то комната (зал, дом, резервуар и т.п.) больше, чем другая; или: новый прибор (машина) более компактен и занимает меньше места (меньшее пространство), чем прежняя модель. При всей приблизительности приведенных сравнений реальная пространственная объемность выражена здесь в одном измерении -- в отношении "больше -- меньше". Разве при измерении линейкой поверхности стола одномерная линия получается не при помощи операций с двумя объемами (поскольку объемны и линейка, и стол, поверхность которого как сторона реальной объемности подвергается измерению)? Полученная линия и измеренная длина, а также их численные величины и являются результатом определенного сопоставления реальных объемных предметов.
Если бы в результате аналогичных сравниваний были выработаны единицы измерений одномерных объемов, а само понятие одномерного объема было положено в основание геометрии, -- то в этом случае понятие линии естественно могло бы быть представлено в виде научной абстракции, вытекающей из одномерного объема, а именно: как кубический корень из единицы одномерного объема. Гипотетическая геометрия, построенная на таком основании, была бы отнюдь не менее полной, чем традиционная Евклидова, и так же бы отражала объективные свойства пространства. Однако представлять одномерность в этом случае в качестве сущности реальной пространственной объемности было бы так же недопустимо, как и отождествлять с пространственностью трехмерность и четырехмерность.
Пример того, как одни и те же математические понятия выражаются в различном числе измерений, можно найти, сравнивая традиционную геометрию с аналитической. В аналитической геометрии точка описывается в системе координат на плоскости -двумя числами (абсциссой и ординатой), а в пространстве -тремя числами (абсциссой, ординатой и аппликатой), -- в результате чего точка может выступать и как двухмерная, и как трехмерная точка. Дополнив три координаты четвертой (временем), Г. Минковский сформулировал понятие мировой точки, выразив ее в четырех измерениях. При этом она не просто стала четырехмерной, но и обрела движение, превратившись в мировую линию. Открытие Минковского, сыгравшее значительную. роль в развитии физики, вовсе не явилось открытием четырехмерной сущности материального мира, но выступило одним из возможных опытов построения четырехмерной геометрии и описания в понятиях такой геометрии пространственности реальных вещей.
Как видим, именно принцип монистического Всеединства играет решающую роль при выявлении экзистенциального аспекта пространственности и временности (то есть аспекта, связанного с самим существованием этих коренных форм космического бытия). В познании закономерностей объективной действительности подлинно научные подходы не взаимоисключают, а взаимодополняют друг друга. Такая взаимодополнительность хорошо прослеживается в случае взаимосвязи между естественно-научным и космическо-философским осмыслением пространства и времени. Целостное понимание названных категорий обязательно включает реляционный подход, но не отождествляется с ним. Ибо последний, как правило, акцентирует внимание или на событийной стороне, абстрагируясь подчас от субстрата данных отношений и пространственно-временных характеристик, раскрывающих бытийную сторону и внутреннюю взаимосвязь.
Космистский же принцип монистического Всеединства требует рассматривать реальные пространственность и временность в их неразрывном единстве. Знание о бытийных (экзистенциальных) и реляционных аспектах пространственно-временной реальности не является монополией одного теоретического познания.
В этом убеждает и повседневный опыт. Так, длительность существования отдельного человека определяется временем его жизни -- от момента рождения до момента кончины*, а протяженность его существования как конкретного индивида определяется пространственными границами и формами тела. С другой стороны, любой человек (как и любое живое существо) вступает на протяжении всей своей жизни в многообразные пространственно-временные отношения с другими людьми, окружающей природой, орудиями, средствами, продуктами труда и т.д. В этом плане жизнь человека представляется как непрерывная цепь событий, и жизненное пространство не обязательно ограничивается домом, работой или местами отдыха, а может быть раздвинуто до космических масштабов, поскольку существование зависит от природно-космических факторов.
Как космически-природное существо человек является частью природы и Вселенной, его пространственно-временные характеристики (включая и равносторонние отношения) сродни тем, которыми обладает любое материальное тело. Но человек -- прежде всего социальное существо; поэтому пространственно-временные события, в которых ему непрерывно приходится участвовать, имеют общественно-историческое содержание и по своему многообразию богаче любых несоциальных внешних и внутренних отношений.
Длительность и протяженность человеческого существования не складывается механически из событий его жизни (то есть не обусловливается теми пространственно-временными отношениями, участником которых он постоянно оказывается). Всякое событие ограничено определенными пространственно-временными параметрами. Так, любое событие длится ровно столько, сколько находятся в определенном отношении материальные вещи, процессы или существа. Длительность самого события -- это результат соотношения длительностей, связанных с существованием материальных объектов, это -- выделение какой-то конкретной длительности на фоне или в системе других. Длительность же и протяженность существования неотделима от самого существования, но для того, чтобы выявить более определенные пространственно-временные характеристики, реальные вещи и процессы необходимо сравнивать, сопоставлять их между собой, брать в конкретных отношениях.
Так, временные отношения существуют лишь постольку, поскольку они складываются между их материальными носителями, но не влияя при этом на субстрат элементов данных отношений. Для того , чтобы привести все возможные временные отношения в упорядоченную связь, их необходимо представить в виде целостной системы. Для человека и окружающих его вещей такой материальной системой является планета Земля (ее природной истории и развитии), существующая и движущаяся в составе целостной Солнечной системы, Галактики и Метагалактики. Именно длительность существования этих целостных космических систем позволяет упорядочить все временные события, происходившие, происходящие и те, которым еще предстоит произойти. Естественно, что в рамках данной целостной космической системы все связанные с ней временные отношения выступают как внутренние.
Из временных отношений, которые в основном и изучаются в рамках отдельных частных наук, вечность материальной природы непосредственно не вытекает, поскольку она не представляет собой суммы конечных событий. Но исходя из конечных отношений, равно недопустимо делать и финитистские выводы о конечности материального мира во времени. У вечности вообще нет ни прошлого, ни будущего. Как образно выразился еще Гегель: "Вечности не будет, вечности не было, а вечность есть"*. Но человек не вечен. Длительность жизни, отведенная человеку природой, неизбежно рассекается настоящим на отношения прошлого и будущего. Вот это-то отношение и проецируется иногда на весь материальный мир или на изученную часть Вселенной, которая тем самым непроизвольно отождествляется с бесконечной и вечнодвижущейся материей. В действительности любые вехи, границы, точки отсчета могут относиться лишь к определенным (пусть невообразимо большим) этапам развития Мироздания, не имеющего ни пространственных, ни временных границ.
КОСМИЧЕСКИЕ КРУГОВОРОТЫ
Колесо недаром служит символом времени. Считается, что все, говоря словами Библии, "возвращается на круги своя". Но первый вопрос, который при этом возникает: обратимо ли время? Или, если сказать проще: возможно ли путешествие во времени? Излюбленная тема научной фантастики, она на самом деле не имеет под собой иной почвы, кроме фантазии и воображения. Время как мера длительности существования и движения материальных объектов, событий, процессов носит необратимо направленный характер: из прошлого -- через настоящее -- в будущее. Как бы ни менялось движение, какие бы формы оно ни принимало -- время бесстрастно будет вести свой отсчет, нанизывая, как бусины на нить, пикосекунды, секунды, минуты, часы, сутки, годы, века и тысячелетия. Поворот временной координаты в обратную сторону, допускаемый некоторыми интерпретаторами современной науки, есть чисто теоретическое допущение, пример свободного оперирования с математическими абстракциями, не имеющими аналогов в материальной действительности.
И все же поучительно сравнить представления о путешествии во времени в конце прошлого и нынешнего веков.
Боюсь, что не сумею передать вам своеобразных ощущений путешествия во времени. Они чрезвычайно неприятны. Одно из ощущений точь-в-точь напоминает катание на американских горах -- словно бы летишь, беспомощный, головой вперед с невероятной быстротой. Я испытывал еще одно жуткое чувство -- мне казалось, что я вот-вот разобьюсь. Пока я набирал скорость, ночи сменяли дни, подобно взмахам черных крыльев. Вскоре смутные очертания лаборатории куда-то провалились, и я увидел солнце, быстро скакавшее по небу; каждую минуту оно делало новый прыжок, и каждая минута обозначала новый день. Я предположил, что лаборатория разрушена и я остался под открытым небом. Потом родилось смутное впечатление, что вокруг выросли некие строительные леса, но я мчался слишком быстро, чтобы воспринимать движения каких бы то ни было живых существ. Даже самая медленная улитка из всех, что когда-либо ползали по земле, двигалась бы для меня чрезмерно быстро. Мерцающая смена тьмы и света была крайне болезненна для глаз. Затем, в перемежающейся темноте, я увидел Луну -- она быстро пробегала по небу, меняя фазы от новолуния до полнолуния; в памяти сохранился смутный образ кружившихся надо мной звезд. Я мчался дальше, все больше набирая скорость, и пульсация дней и ночей наконец превратилась в сплошную серую пелену; небо обрело удивительно глубокий оттенок синевы, тот дивный, исполненный внутреннего сияния цвет, который появляется в ранние сумерки; биения солнца слились в огненную полосу, сверкающую арку, раскинувшуюся в пространстве; луна стала неясной лентой, колышащейся в небе; и я больше не видел звезд, разве что изредка появлялись светлые круги, слабо мерцавшие в синеве. Пейзаж был туманным и неясным. Я по-прежнему находился на косогоре, на котором ныне стоит этот дом; надо мной -- серой, расплывчатой массой -- вздымался уступ холма. Я видел, как деревья росли и видоизменялись, подобно клубам пара, -- вот они коричневые, а вот уже желтые; они вырастали, раскидывали крону, исходили дрожью и исчезали. Я видел, как огромные здания -смутные и прекрасные -- появлялись и таяли, словно сновидения. Казалось, меняется вся поверхность земли -- она плавилась и текла на моих глазах. Маленькие стрелки на циферблатах, показывавшие мою скорость, крутились все быстрее и быстрее. Скоро я заметил, что солнечная лента совершает вертикальные колебания -- от точки летнего солнцестояния к точке зимнего -с периодом в минуту или даже меньше, следовательно, я летел со скоростью более года в минуту; каждую минуту белая вспышка снега озаряла мир, а за ней тут же следовала яркая, мимолетная зелень весны.
Герберт Уэллс. Машина времени.
А вот описание перемещения во времени (точнее -- в пространстве-времени) из романа нашего современника, одного из известнейших американских ученых Карла Сагана (1934--1996):
Стенки тоннеля обладали какой-то текстурой, и скорость можно было ощутить на взгляд. Пятна-кляксы с неясными очертаниями, никаких четких форм. В облике их не было ничего интересного, только зачем они и откуда взялись? Уже в нескольких сотнях километров под поверхностью Земли скалы раскалились докрасна. Но на жару не было и намека. Чертей тоже не было видно, не оказалось нигде и буфетов с горшками, полными мармелада. Своей верхней гранью додекаэдр то и дело задевал стенку, от которой отскакивали чешуйки неведомого вещества. Сам додекаэдр казался неповрежденным. И скоро следом за ними уже неслось целое облако мелких частиц. Со всех сторон лился ровный неяркий свет, иногда тоннель чуть поворачивал, и додекаэдр послушно следовал вдоль изгиба. Впереди, насколько это было видно, ничего не маячило. Столкновение даже с воробьем на такой скорости разнесло бы в клочья любой аппарат. Но что это за бездонный колодец? В нижней части ее живота что-то ныло. Сомнений не оставалось. Черная дыра, думала она, Черная дыра. Я падаю за горизонт событий в черной дыре к самой сингулярности. А может быть, это вовсе не черная дыра, и мы валимся к нагой сингулярности? То есть к тому, что физики называют нагой сингулярностью. Там, вблизи сингулярной точки, нарушаются законы причинности, следствия предваряют причины, время течет в обратную сторону, и вообще невозможно уцелеть, а тем более что-то запомнить. Вращающаяся черная дыра, старательно вспоминала Элли, представляет собой не точку, а поверхность, сферическую или еще более сложную. С черными дырами не пошутишь. Гравитационные силы могут мгновенно расплющить тебя в лепешку. Или обжать с боков. На подобную беду, к счастью, пока ничто не намекало. За серыми прозрачными стенками, в которые превратились теперь пол и потолок, кипела работа. Органосиликатная матрица в одних местах набухала, в других -опадала, утопленные в ней эрбиевые шпонки поворачивались и ползали вперед и назад. Все прочее внутри додекаэдра, в первую очередь Элли и ее спутники, выглядело вполне ординарно. Конечно, люди были чуточку взволнованы. Но никто из них еще не превратился в лепешку.
Элли подумала о гипотезе Эда, о том, что тоннели -- это ходы, соединяющие бесчисленные звезды в этой и прочих галактиках. В чем-то они были схожи с черными дырами, но отличались свойствами и происхождением. Они не были лишены массы -- Элли заметила это в системе Веги по гравитационным возмущениям в обломочном материале кольца. По этим ходам загадочные существа на неведомых и непохожих кораблях пересекали Галактику. Червоточины. Судя по жаргону, физики-теоретики видели во Вселенной яблоко, которое некто вдоль и поперек источил своими ходами. Чудо -- с точки зрения бациллы, обитающей на поверхности. Но у стоящего перед яблоком существа подобная перспектива вызывает меньше восторга. Для него строители тоннелей -- вредители. Но если и строители тоннелей только черви, тогда кто же мы сами?
Карл Саган. Контакт.
Главная героиня романа Сагана (построенного, однако, на научных предпочтениях автора) -- Элли Эрроуэй -- объясняет перемещение сквозь время (и одновременно через пространство) на основе теории "червоточин" (см. дальше). Спутниками американского радиоастронома в этом фантастическом путешествии в район звезды Веги в созвездии Лиры выступают еще четыре хрононавта -- представители четырех стран -- России, Китая, Индии и Японии. При этом русский академик склонен объяснить фантастическое перемещение на расстояние 26 световых лет за 16 минут с помощью другой теории -- так называемого парадокса Эйнштейна-- Подольского--Розена, допускающего чуть ли не мгновенную передачу информации (см. часть 3).
В наше время -- в 90-х годах ХХ века -- наступление на время продолжается. Не так давно многие научно-популярные и периодические издания облетела сенсационная весть: машина времени создана! Даже две! Первую разработал инженер из подмосковного города Люберцы Юрий Кунянский. Как утверждает автор смелой гипотезы, все рассчитано было до него. Надо было только собрать воедино разрозненные данные. Ведь известно, что еще Д. И. Менделеев определил вес как взаимодействие масс. Взаимодействие это электромагнитное. Раз так, надо рассчитать такое частотное соотношение, при котором объект, т. е. Машина времени, излучая собственными генераторами определенные частоты, создавала бы суммарный электромагнитный вектор, нейтрализующий гравитационным. Тогда произойдет обезвешивание, и корабль не будет ничего весить. Для его разгона потребуется минимум энергии. Это, так сказать, теоретически. А если копнуть ближе к практике, то Ю. Кунянский утверждает: создать такой корабль можно. Нужны три строго определенные частоты с соотношением 1:0,5:0,25. Обеспечив обезвешивание, необходимо переходить к следующей задаче -- разгону корабля, его передвижению.
Для этого Кунянский предлагает использовать лазер. Поэтому в конструкции своего корабля по его периметру предусматривает окна-иллюминаторы (рис. 53). Выстреливая через них лазерной пушкой, поворачивая ее в нужное направление, можно передвигать Машину времени в сторону, противоположную стрельбе. А учитывая то, что конструкция в полете не имеет веса, ее маневренность может быть мгновенной. Вот только где взять энергию? По расчетам автора, для этого достаточно мощности небольшой аккумуляторной батареи. Она даст электроэнергию для частоты в 7 герц. Создав в последующем разность потенциалов: корпус корабля -- генератор, можно при определенных условиях получить ток с напряжением 50 000 вольт. Этого будет вполне достаточно на все остальное. На Земле геофизики давно уже наблюдают электромагнитные поля планеты частотой в 7 герц. Встречается здесь и разность потенциалов между Землей и ионосферой, в результате чего рождаются молнии. Другими словами, сама Земля -- некое подобие Машины времени.
Но существуют, оказывается, и действующие модели Машины времени. Автором одной из них является ученый-экспериментатор Вадим Чернобров из Московского авиационного института. По рабочей теории, предложенной автором модели, Время как физическое явление объясняется в определенных условиях проявлением всем знакомых электромагнитных сил. Отсюда следует, что с помощью таких сил на Время можно влиять (рис. 54). Сделанная на основе этой теории, Машина времени должна иметь достаточно легкое управление и высокие технические характеристики. Первая модель такой машины "Ловондатр" заработала 8 апреля 1988 года.
Свое несколько странное имя "Ловондатр" установка получила благодаря следующей истории. При полуподпольном производстве конструкция, напоминающая круглую клетку с дверцей, получила официальное прикрытие в виде "экспериментальной электромагнитной ловушки для диких ондатр". Такая маленькая хитрость позволила обеспечить живое участие в производстве "ловушки" даже начальства ракетного завода. Всего было сделано 4 экспериментальных установки разной степени сложности. Аппараты чечевицеобразной формы, с виду напоминающие НЛО, включали в себя: замкнутую пространственную конструкцию с особыми электромагнитными свойствами, блок управления, блок питания и измерительную аппаратуру. Нужную конфигурацию электромагнитных полей создавала электромагнитная рабочая поверхность -- вложенные друг в друга по принципу матрешки слои плоских электромагнитов, скрученных в виде элипсоидов. Внешний слой крепился на силовую оболочку либо сам одновременно являлся такой оболочкой. Режим работы, задаваемый блоком управления, мог быть самым разнообразным, для каждой модели можно было подобрать целые области благоприятных соотношений частот, напряженности и режима переключения, среди которых, конечно же, были и оптимальные. Максимальное значение измененного Времени устанавливалось внутри самой маленькой "матрешки". Во время экспериментов, как и ожидалось, наблюдалось изменение Времени и вне установки, только подобное изменение с обратным знаком было на порядок ниже внутреннего.
Измерения проводились с помощью разнесенных спаренных кварцевых генераторов, а также путем сравнения с эталонными часами, сигналами точного времени, показаниями дублированных электронных и механических часов, помещенных в отсек полезной нагрузки. На первой модели разница в показаниях составляла до полусекунды в час, на последующих модификациях она была доведена до 40 секунд за час. Объем отсека полезной нагрузки, находящегося в центре симметрии Машины времени во всех хрономашинах, не превышал объема футбольного мяча. Именно поэтому от услуг традиционных первопроходцев новых видов транспорта -- подопытных собак -- пришлось отказаться. "Честь" быть первопроходцами Времени досталась более миниатюрным мышам и насекомым. Первые опыты с перемещением в прошлое время закончились плачевно для подопытных (разницы в 2 секунды, увы, не пережил почти никто); у тех, кто имел неосторожность находиться рядом с опытной установкой, появились болезненные симптомы. Лишь после доработки схемы "испытатели" -- животные перенесли процедуру перемещения*.
* Чернобров В. Машина времени? Уэллс прав // Чудеса и приключения. 1995. No1.
Современные разработчики машин времени опираются на новейшие теории единой картины мира. Собственно, новейшими их можно назвать с поправкой на добрый десяток лет. Ибо возможность победы над временем путем преодоления так называемых "кротовых нор" пространства обсуждалась в серьезной научной литературе и раньше. Образ "кротовой норы" особенно прижился и представляется достаточно удачным, хотя Стивен Хокинг пытался привести его в соответствие с действительным содержанием теории. Из нее следовало, что пространство пробуравлено не объемными норами, а микроскопической сеткой червоточин. Отсюда другое название теории "кротовых нор" -теория "червячных ходов". Считается вероятной и математически (!) обоснованной возможность физически преодолеть временную субстанцию, при помощи полых "отверстий" передвигаясь по ним, подобно червяку в яблоке, в направлении прошлого и будущего.
Метр как единица длины в первом определении был равен 1?10--7 части четверти длины парижского меридиана (то есть воображаемой линии на поверхности объемного земного шара). В современном определении метр -- длина, равная 1650763,73 длины волны в вакууме излучения, соответствующего переходу между строго определенными уровнями атома криптона 86. Излучение происходит в объемном пространстве между электронами, которые также занимают хотя и невообразимо маленький в сравнении с привычными макроскопическими человеческими мерками, но все-таки объем. Таким образом, реальные вещи, тела, процессы, с которыми сталкивается человек в практической деятельности, объемны. По существу, объемность (или емкость) и представляет собой реальную пространственную протяженность*.
Измерение -- процесс достаточно произвольный. В популярном детском мультфильме длину удава измеряют в попугаях. В повседневном быту тоже допустимо забыть о метрах и измерить длину или площадь в толщине пальцев или ширине ладони, в горстях песка или мешках картофеля. В прошлом вполне обходились частями человеческого тела и отношениями между ними, откуда и пошли все сажени, локти, шаги, футы, дюймы и т.п. Лишь на известном этапе развития науки и техники были введены эталоны, сделавшие устаревшими прежние способы измерений.
В далеком прошлом, на заре математики, практические потребности пастушества и земледелия вывели на первое место измерение длин и расстояний (а не, скажем, объемов и емкостей). Развитие строительной и землемерной практики обусловили переход к измерению углов и поверхностей. Абстрактная геометрическая наука, отражая логику развития практики и производства, двигалась от изучения линии через поверхность -- к объему. Одно измерение прибавлялось к другому, в результате в классической Евклидовой геометрии объем оказался трехмерным (и соответственно плоскость -- двухмерной, а линия -- одномерной).
Однако в повседневной практике долго еще оставались измерения с помощью реальных объемных тел. Так, у древних индийцев одной из наиболее употребительных мелких единиц измерения (причем одновременно -- веса и длины) выступала величина ячменного зерна (привлекались и еще более мелкие, по существу мельчайшие из видимых частицы -- например, пылинка в солнечном луче). Длины измерялись в следующих единицах: восемь ячменных зернышек приравнивались к толщине пальца, четыре пальца -- к объему кулака, а двадцать четыре -- составляли "локоть", четыре локтя -- величину индийского лука и т.д. -вплоть до мили, содержавшей четыре тысячи локтей*. Современные каменщики, как еще строители в Древнем Египте, измеряют толщину кладки в кирпичах (так, толщина стен оценивается в полкирпича, в кирпич, полтора, два и т.д.). И кирпич, и ячменное зерно используются в обоих приведенных случаях, как одномерные (то есть недифференцированные по измерениям) объемы для измерения одномерной же длины, ширины, толщины. Понятно, что в тех же "одномерных единицах" можно измерить площадь или емкость (например, кувшина, мешка -- с помощью ячменя, а вагона, кузова -- с помощью кирпичей).
Принципиально допустимо, опираясь на понятие одномерного объема, построить сколько угодно -мерную воображаемую геометрию, где площади и длины будут определяться в порядке, обратном логике геометрии Евклида. Фундаментальным, основополагающим понятием геометрической науки могли стать по линии и плоскости, а объем как непосредственное отражение реальной пространственности.
Например, говорят: такая-то комната (зал, дом, резервуар и т.п.) больше, чем другая; или: новый прибор (машина) более компактен и занимает меньше места (меньшее пространство), чем прежняя модель. При всей приблизительности приведенных сравнений реальная пространственная объемность выражена здесь в одном измерении -- в отношении "больше -- меньше". Разве при измерении линейкой поверхности стола одномерная линия получается не при помощи операций с двумя объемами (поскольку объемны и линейка, и стол, поверхность которого как сторона реальной объемности подвергается измерению)? Полученная линия и измеренная длина, а также их численные величины и являются результатом определенного сопоставления реальных объемных предметов.
Если бы в результате аналогичных сравниваний были выработаны единицы измерений одномерных объемов, а само понятие одномерного объема было положено в основание геометрии, -- то в этом случае понятие линии естественно могло бы быть представлено в виде научной абстракции, вытекающей из одномерного объема, а именно: как кубический корень из единицы одномерного объема. Гипотетическая геометрия, построенная на таком основании, была бы отнюдь не менее полной, чем традиционная Евклидова, и так же бы отражала объективные свойства пространства. Однако представлять одномерность в этом случае в качестве сущности реальной пространственной объемности было бы так же недопустимо, как и отождествлять с пространственностью трехмерность и четырехмерность.
Пример того, как одни и те же математические понятия выражаются в различном числе измерений, можно найти, сравнивая традиционную геометрию с аналитической. В аналитической геометрии точка описывается в системе координат на плоскости -двумя числами (абсциссой и ординатой), а в пространстве -тремя числами (абсциссой, ординатой и аппликатой), -- в результате чего точка может выступать и как двухмерная, и как трехмерная точка. Дополнив три координаты четвертой (временем), Г. Минковский сформулировал понятие мировой точки, выразив ее в четырех измерениях. При этом она не просто стала четырехмерной, но и обрела движение, превратившись в мировую линию. Открытие Минковского, сыгравшее значительную. роль в развитии физики, вовсе не явилось открытием четырехмерной сущности материального мира, но выступило одним из возможных опытов построения четырехмерной геометрии и описания в понятиях такой геометрии пространственности реальных вещей.
Как видим, именно принцип монистического Всеединства играет решающую роль при выявлении экзистенциального аспекта пространственности и временности (то есть аспекта, связанного с самим существованием этих коренных форм космического бытия). В познании закономерностей объективной действительности подлинно научные подходы не взаимоисключают, а взаимодополняют друг друга. Такая взаимодополнительность хорошо прослеживается в случае взаимосвязи между естественно-научным и космическо-философским осмыслением пространства и времени. Целостное понимание названных категорий обязательно включает реляционный подход, но не отождествляется с ним. Ибо последний, как правило, акцентирует внимание или на событийной стороне, абстрагируясь подчас от субстрата данных отношений и пространственно-временных характеристик, раскрывающих бытийную сторону и внутреннюю взаимосвязь.
Космистский же принцип монистического Всеединства требует рассматривать реальные пространственность и временность в их неразрывном единстве. Знание о бытийных (экзистенциальных) и реляционных аспектах пространственно-временной реальности не является монополией одного теоретического познания.
В этом убеждает и повседневный опыт. Так, длительность существования отдельного человека определяется временем его жизни -- от момента рождения до момента кончины*, а протяженность его существования как конкретного индивида определяется пространственными границами и формами тела. С другой стороны, любой человек (как и любое живое существо) вступает на протяжении всей своей жизни в многообразные пространственно-временные отношения с другими людьми, окружающей природой, орудиями, средствами, продуктами труда и т.д. В этом плане жизнь человека представляется как непрерывная цепь событий, и жизненное пространство не обязательно ограничивается домом, работой или местами отдыха, а может быть раздвинуто до космических масштабов, поскольку существование зависит от природно-космических факторов.
Как космически-природное существо человек является частью природы и Вселенной, его пространственно-временные характеристики (включая и равносторонние отношения) сродни тем, которыми обладает любое материальное тело. Но человек -- прежде всего социальное существо; поэтому пространственно-временные события, в которых ему непрерывно приходится участвовать, имеют общественно-историческое содержание и по своему многообразию богаче любых несоциальных внешних и внутренних отношений.
Длительность и протяженность человеческого существования не складывается механически из событий его жизни (то есть не обусловливается теми пространственно-временными отношениями, участником которых он постоянно оказывается). Всякое событие ограничено определенными пространственно-временными параметрами. Так, любое событие длится ровно столько, сколько находятся в определенном отношении материальные вещи, процессы или существа. Длительность самого события -- это результат соотношения длительностей, связанных с существованием материальных объектов, это -- выделение какой-то конкретной длительности на фоне или в системе других. Длительность же и протяженность существования неотделима от самого существования, но для того, чтобы выявить более определенные пространственно-временные характеристики, реальные вещи и процессы необходимо сравнивать, сопоставлять их между собой, брать в конкретных отношениях.
Так, временные отношения существуют лишь постольку, поскольку они складываются между их материальными носителями, но не влияя при этом на субстрат элементов данных отношений. Для того , чтобы привести все возможные временные отношения в упорядоченную связь, их необходимо представить в виде целостной системы. Для человека и окружающих его вещей такой материальной системой является планета Земля (ее природной истории и развитии), существующая и движущаяся в составе целостной Солнечной системы, Галактики и Метагалактики. Именно длительность существования этих целостных космических систем позволяет упорядочить все временные события, происходившие, происходящие и те, которым еще предстоит произойти. Естественно, что в рамках данной целостной космической системы все связанные с ней временные отношения выступают как внутренние.
Из временных отношений, которые в основном и изучаются в рамках отдельных частных наук, вечность материальной природы непосредственно не вытекает, поскольку она не представляет собой суммы конечных событий. Но исходя из конечных отношений, равно недопустимо делать и финитистские выводы о конечности материального мира во времени. У вечности вообще нет ни прошлого, ни будущего. Как образно выразился еще Гегель: "Вечности не будет, вечности не было, а вечность есть"*. Но человек не вечен. Длительность жизни, отведенная человеку природой, неизбежно рассекается настоящим на отношения прошлого и будущего. Вот это-то отношение и проецируется иногда на весь материальный мир или на изученную часть Вселенной, которая тем самым непроизвольно отождествляется с бесконечной и вечнодвижущейся материей. В действительности любые вехи, границы, точки отсчета могут относиться лишь к определенным (пусть невообразимо большим) этапам развития Мироздания, не имеющего ни пространственных, ни временных границ.
КОСМИЧЕСКИЕ КРУГОВОРОТЫ
Колесо недаром служит символом времени. Считается, что все, говоря словами Библии, "возвращается на круги своя". Но первый вопрос, который при этом возникает: обратимо ли время? Или, если сказать проще: возможно ли путешествие во времени? Излюбленная тема научной фантастики, она на самом деле не имеет под собой иной почвы, кроме фантазии и воображения. Время как мера длительности существования и движения материальных объектов, событий, процессов носит необратимо направленный характер: из прошлого -- через настоящее -- в будущее. Как бы ни менялось движение, какие бы формы оно ни принимало -- время бесстрастно будет вести свой отсчет, нанизывая, как бусины на нить, пикосекунды, секунды, минуты, часы, сутки, годы, века и тысячелетия. Поворот временной координаты в обратную сторону, допускаемый некоторыми интерпретаторами современной науки, есть чисто теоретическое допущение, пример свободного оперирования с математическими абстракциями, не имеющими аналогов в материальной действительности.
И все же поучительно сравнить представления о путешествии во времени в конце прошлого и нынешнего веков.
Боюсь, что не сумею передать вам своеобразных ощущений путешествия во времени. Они чрезвычайно неприятны. Одно из ощущений точь-в-точь напоминает катание на американских горах -- словно бы летишь, беспомощный, головой вперед с невероятной быстротой. Я испытывал еще одно жуткое чувство -- мне казалось, что я вот-вот разобьюсь. Пока я набирал скорость, ночи сменяли дни, подобно взмахам черных крыльев. Вскоре смутные очертания лаборатории куда-то провалились, и я увидел солнце, быстро скакавшее по небу; каждую минуту оно делало новый прыжок, и каждая минута обозначала новый день. Я предположил, что лаборатория разрушена и я остался под открытым небом. Потом родилось смутное впечатление, что вокруг выросли некие строительные леса, но я мчался слишком быстро, чтобы воспринимать движения каких бы то ни было живых существ. Даже самая медленная улитка из всех, что когда-либо ползали по земле, двигалась бы для меня чрезмерно быстро. Мерцающая смена тьмы и света была крайне болезненна для глаз. Затем, в перемежающейся темноте, я увидел Луну -- она быстро пробегала по небу, меняя фазы от новолуния до полнолуния; в памяти сохранился смутный образ кружившихся надо мной звезд. Я мчался дальше, все больше набирая скорость, и пульсация дней и ночей наконец превратилась в сплошную серую пелену; небо обрело удивительно глубокий оттенок синевы, тот дивный, исполненный внутреннего сияния цвет, который появляется в ранние сумерки; биения солнца слились в огненную полосу, сверкающую арку, раскинувшуюся в пространстве; луна стала неясной лентой, колышащейся в небе; и я больше не видел звезд, разве что изредка появлялись светлые круги, слабо мерцавшие в синеве. Пейзаж был туманным и неясным. Я по-прежнему находился на косогоре, на котором ныне стоит этот дом; надо мной -- серой, расплывчатой массой -- вздымался уступ холма. Я видел, как деревья росли и видоизменялись, подобно клубам пара, -- вот они коричневые, а вот уже желтые; они вырастали, раскидывали крону, исходили дрожью и исчезали. Я видел, как огромные здания -смутные и прекрасные -- появлялись и таяли, словно сновидения. Казалось, меняется вся поверхность земли -- она плавилась и текла на моих глазах. Маленькие стрелки на циферблатах, показывавшие мою скорость, крутились все быстрее и быстрее. Скоро я заметил, что солнечная лента совершает вертикальные колебания -- от точки летнего солнцестояния к точке зимнего -с периодом в минуту или даже меньше, следовательно, я летел со скоростью более года в минуту; каждую минуту белая вспышка снега озаряла мир, а за ней тут же следовала яркая, мимолетная зелень весны.
Герберт Уэллс. Машина времени.
А вот описание перемещения во времени (точнее -- в пространстве-времени) из романа нашего современника, одного из известнейших американских ученых Карла Сагана (1934--1996):
Стенки тоннеля обладали какой-то текстурой, и скорость можно было ощутить на взгляд. Пятна-кляксы с неясными очертаниями, никаких четких форм. В облике их не было ничего интересного, только зачем они и откуда взялись? Уже в нескольких сотнях километров под поверхностью Земли скалы раскалились докрасна. Но на жару не было и намека. Чертей тоже не было видно, не оказалось нигде и буфетов с горшками, полными мармелада. Своей верхней гранью додекаэдр то и дело задевал стенку, от которой отскакивали чешуйки неведомого вещества. Сам додекаэдр казался неповрежденным. И скоро следом за ними уже неслось целое облако мелких частиц. Со всех сторон лился ровный неяркий свет, иногда тоннель чуть поворачивал, и додекаэдр послушно следовал вдоль изгиба. Впереди, насколько это было видно, ничего не маячило. Столкновение даже с воробьем на такой скорости разнесло бы в клочья любой аппарат. Но что это за бездонный колодец? В нижней части ее живота что-то ныло. Сомнений не оставалось. Черная дыра, думала она, Черная дыра. Я падаю за горизонт событий в черной дыре к самой сингулярности. А может быть, это вовсе не черная дыра, и мы валимся к нагой сингулярности? То есть к тому, что физики называют нагой сингулярностью. Там, вблизи сингулярной точки, нарушаются законы причинности, следствия предваряют причины, время течет в обратную сторону, и вообще невозможно уцелеть, а тем более что-то запомнить. Вращающаяся черная дыра, старательно вспоминала Элли, представляет собой не точку, а поверхность, сферическую или еще более сложную. С черными дырами не пошутишь. Гравитационные силы могут мгновенно расплющить тебя в лепешку. Или обжать с боков. На подобную беду, к счастью, пока ничто не намекало. За серыми прозрачными стенками, в которые превратились теперь пол и потолок, кипела работа. Органосиликатная матрица в одних местах набухала, в других -опадала, утопленные в ней эрбиевые шпонки поворачивались и ползали вперед и назад. Все прочее внутри додекаэдра, в первую очередь Элли и ее спутники, выглядело вполне ординарно. Конечно, люди были чуточку взволнованы. Но никто из них еще не превратился в лепешку.
Элли подумала о гипотезе Эда, о том, что тоннели -- это ходы, соединяющие бесчисленные звезды в этой и прочих галактиках. В чем-то они были схожи с черными дырами, но отличались свойствами и происхождением. Они не были лишены массы -- Элли заметила это в системе Веги по гравитационным возмущениям в обломочном материале кольца. По этим ходам загадочные существа на неведомых и непохожих кораблях пересекали Галактику. Червоточины. Судя по жаргону, физики-теоретики видели во Вселенной яблоко, которое некто вдоль и поперек источил своими ходами. Чудо -- с точки зрения бациллы, обитающей на поверхности. Но у стоящего перед яблоком существа подобная перспектива вызывает меньше восторга. Для него строители тоннелей -- вредители. Но если и строители тоннелей только черви, тогда кто же мы сами?
Карл Саган. Контакт.
Главная героиня романа Сагана (построенного, однако, на научных предпочтениях автора) -- Элли Эрроуэй -- объясняет перемещение сквозь время (и одновременно через пространство) на основе теории "червоточин" (см. дальше). Спутниками американского радиоастронома в этом фантастическом путешествии в район звезды Веги в созвездии Лиры выступают еще четыре хрононавта -- представители четырех стран -- России, Китая, Индии и Японии. При этом русский академик склонен объяснить фантастическое перемещение на расстояние 26 световых лет за 16 минут с помощью другой теории -- так называемого парадокса Эйнштейна-- Подольского--Розена, допускающего чуть ли не мгновенную передачу информации (см. часть 3).
В наше время -- в 90-х годах ХХ века -- наступление на время продолжается. Не так давно многие научно-популярные и периодические издания облетела сенсационная весть: машина времени создана! Даже две! Первую разработал инженер из подмосковного города Люберцы Юрий Кунянский. Как утверждает автор смелой гипотезы, все рассчитано было до него. Надо было только собрать воедино разрозненные данные. Ведь известно, что еще Д. И. Менделеев определил вес как взаимодействие масс. Взаимодействие это электромагнитное. Раз так, надо рассчитать такое частотное соотношение, при котором объект, т. е. Машина времени, излучая собственными генераторами определенные частоты, создавала бы суммарный электромагнитный вектор, нейтрализующий гравитационным. Тогда произойдет обезвешивание, и корабль не будет ничего весить. Для его разгона потребуется минимум энергии. Это, так сказать, теоретически. А если копнуть ближе к практике, то Ю. Кунянский утверждает: создать такой корабль можно. Нужны три строго определенные частоты с соотношением 1:0,5:0,25. Обеспечив обезвешивание, необходимо переходить к следующей задаче -- разгону корабля, его передвижению.
Для этого Кунянский предлагает использовать лазер. Поэтому в конструкции своего корабля по его периметру предусматривает окна-иллюминаторы (рис. 53). Выстреливая через них лазерной пушкой, поворачивая ее в нужное направление, можно передвигать Машину времени в сторону, противоположную стрельбе. А учитывая то, что конструкция в полете не имеет веса, ее маневренность может быть мгновенной. Вот только где взять энергию? По расчетам автора, для этого достаточно мощности небольшой аккумуляторной батареи. Она даст электроэнергию для частоты в 7 герц. Создав в последующем разность потенциалов: корпус корабля -- генератор, можно при определенных условиях получить ток с напряжением 50 000 вольт. Этого будет вполне достаточно на все остальное. На Земле геофизики давно уже наблюдают электромагнитные поля планеты частотой в 7 герц. Встречается здесь и разность потенциалов между Землей и ионосферой, в результате чего рождаются молнии. Другими словами, сама Земля -- некое подобие Машины времени.
Но существуют, оказывается, и действующие модели Машины времени. Автором одной из них является ученый-экспериментатор Вадим Чернобров из Московского авиационного института. По рабочей теории, предложенной автором модели, Время как физическое явление объясняется в определенных условиях проявлением всем знакомых электромагнитных сил. Отсюда следует, что с помощью таких сил на Время можно влиять (рис. 54). Сделанная на основе этой теории, Машина времени должна иметь достаточно легкое управление и высокие технические характеристики. Первая модель такой машины "Ловондатр" заработала 8 апреля 1988 года.
Свое несколько странное имя "Ловондатр" установка получила благодаря следующей истории. При полуподпольном производстве конструкция, напоминающая круглую клетку с дверцей, получила официальное прикрытие в виде "экспериментальной электромагнитной ловушки для диких ондатр". Такая маленькая хитрость позволила обеспечить живое участие в производстве "ловушки" даже начальства ракетного завода. Всего было сделано 4 экспериментальных установки разной степени сложности. Аппараты чечевицеобразной формы, с виду напоминающие НЛО, включали в себя: замкнутую пространственную конструкцию с особыми электромагнитными свойствами, блок управления, блок питания и измерительную аппаратуру. Нужную конфигурацию электромагнитных полей создавала электромагнитная рабочая поверхность -- вложенные друг в друга по принципу матрешки слои плоских электромагнитов, скрученных в виде элипсоидов. Внешний слой крепился на силовую оболочку либо сам одновременно являлся такой оболочкой. Режим работы, задаваемый блоком управления, мог быть самым разнообразным, для каждой модели можно было подобрать целые области благоприятных соотношений частот, напряженности и режима переключения, среди которых, конечно же, были и оптимальные. Максимальное значение измененного Времени устанавливалось внутри самой маленькой "матрешки". Во время экспериментов, как и ожидалось, наблюдалось изменение Времени и вне установки, только подобное изменение с обратным знаком было на порядок ниже внутреннего.
Измерения проводились с помощью разнесенных спаренных кварцевых генераторов, а также путем сравнения с эталонными часами, сигналами точного времени, показаниями дублированных электронных и механических часов, помещенных в отсек полезной нагрузки. На первой модели разница в показаниях составляла до полусекунды в час, на последующих модификациях она была доведена до 40 секунд за час. Объем отсека полезной нагрузки, находящегося в центре симметрии Машины времени во всех хрономашинах, не превышал объема футбольного мяча. Именно поэтому от услуг традиционных первопроходцев новых видов транспорта -- подопытных собак -- пришлось отказаться. "Честь" быть первопроходцами Времени досталась более миниатюрным мышам и насекомым. Первые опыты с перемещением в прошлое время закончились плачевно для подопытных (разницы в 2 секунды, увы, не пережил почти никто); у тех, кто имел неосторожность находиться рядом с опытной установкой, появились болезненные симптомы. Лишь после доработки схемы "испытатели" -- животные перенесли процедуру перемещения*.
* Чернобров В. Машина времени? Уэллс прав // Чудеса и приключения. 1995. No1.
Современные разработчики машин времени опираются на новейшие теории единой картины мира. Собственно, новейшими их можно назвать с поправкой на добрый десяток лет. Ибо возможность победы над временем путем преодоления так называемых "кротовых нор" пространства обсуждалась в серьезной научной литературе и раньше. Образ "кротовой норы" особенно прижился и представляется достаточно удачным, хотя Стивен Хокинг пытался привести его в соответствие с действительным содержанием теории. Из нее следовало, что пространство пробуравлено не объемными норами, а микроскопической сеткой червоточин. Отсюда другое название теории "кротовых нор" -теория "червячных ходов". Считается вероятной и математически (!) обоснованной возможность физически преодолеть временную субстанцию, при помощи полых "отверстий" передвигаясь по ним, подобно червяку в яблоке, в направлении прошлого и будущего.