Man verehre ferner den, der dem vieh sein futter gibt und dem Menschen Speise und Trank, so viel er geniessen mag

Вид материала

Документы

Содержание Главные необратимые природные процессы

Подобный материал:

• Конвенция между, 802.37kb.
• Bausteine interkultureller Persönlichkeitsentwicklung und Erfassung ihrer Vergleichbarkeit, 136.18kb.
• И. Тихомиров Проблема и метод Кантовой критики познания, 785.5kb.
• Сухопутные войска Центральной группы войск Авторы: Алеш Готтмар и майор Др. Павел Минаржик,, 263.46kb.
• Swester Katrei Meister Ekecharttes Tohter von Strazburc╩, ╚Von dem Adel der Sele╩,, 131.37kb.
• Урок круглый стол по теме «Охрана окружающей среды», 37.69kb.
• Friedrich Nietzsche "Vom Nutzen und Vorteil der Historie fur das Leben", 1385.88kb.
• Friedrich Nietzsche "Vom Nutzen und Vorteil der Historie fur das Leben", 1092.45kb.
• Institut auf dem rosenberg (St. Gallen) Возраст, 63.89kb.
• Тема «Wir malen, bauen, basteln». Раздел 2 «Wir lesen und schreiben», 20.92kb.

об изменении основ­ной единицы меры времени.

Это изменение, все значение которого сейчас учтено еще быть не может, вероятно, неизбежно.

Оно небывалое в истории измерения времени, новый факт, впервые наблюдаемый за тысячелетия.

83. Здесь мы вступаем в гущу научной работы. Но, мне ка­жется, намечается еще одно изменение, может быть, не менее глубокое или, вернее, несущее основные изменения в понимание времени.

Эта идея намечается не в научной, но в философской мысли, теснейшим образом слитой с научной.

А. Уайтхед, оригинальный математик и метафизик, в новой концепции «философии организма» пытается подойти к теории времени в концепции, которая не может не обратить на себя внимание научного исследователя, хотя, может быть, и не дает возможности немедленного применения к научной работе.

Она, скорее всего, имеет значение тем, что определяет точнее область, в которой идет сейчас и научная, и философская работа в проблеме времени.

Идея Уайтхеда⁵¹ связана с тем, что в разные космические эпохи все основные понятия – и в том числе время – могут быть резко отличными. Наши современные понятия относятся к современной космической эпохе, которая характеризуется электро­нами и протонами и еще более основными реальностями, которые неясно (dimly) различаются в квантах энергии⁵².

Космическая эпоха имеет сроки в связи с эволюцией Космоса, и, очевидно, в той или иной форме к этому ведут нас и научная мысль, и научный эмпирический материал.

В современном нашем представлении о реальности, в котором мы можем сейчас разбираться – с трудом, но на прочной базе – только в том, что отвечает современной космической эпохе, скры­ты остатки прежних космических эпох, нам сейчас недоступные для изучения⁵³.

Это положение, ставя известные пределы нашему пониманию времени, мне кажется, может открыть очень важные пути для научного искания.

Возможность этого надо учитывать при научной работе над проблемой времени.

84. Необходимо, наконец, отметить еще одно коренное изме­нение в период 1715 – 1931 гг.

В 1715 г. реально можно было говорить о смене явлений и об изменении, происходящих в пределе немногих тысяч лет.

Сейчас в реально решаемых задачах научной мысли мы зашли за предел геологического времени, исчисляемого немногими мил­лиардами лет.

В астрономических проблемах мы реально зашли уже за пре­делы галактического времени или к ним подошли. Принимают во внимание следствия, которые научно проверяются, которые могут сказываться в 10¹⁴ – 10¹⁶ лет (работы Jeans and Chartier).

Поле времени в 1715 г. было n·10³ лет – поле времени совре­менного ученого n·10¹⁶, – и, очевидно, в Мире сказываются явле­ния более давнего времени.

Очень может быть – мы и видим это время в картине нашего небесного свода.

Но изменение идет и в другую сторону. В 1715 г. точно ме­рились секунды, в лучшем случае десятые доли секунды.

В 1931 г. тысячные доли секунды меряются в часовых меха­низмах. В явлениях радиоактивности мы можем точно учитывать 10^-11 секунды и, должно быть, меньше.

Предел был в 1715 г.: n·10⁹ – n·10^-1 секунды, в 1931 г.: n·10²⁵ – n·10^-11 секунды.

Граница уточнения нашего анализа еще не видна.


НОВАЯ МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ К 1931 г.


85. Оставляя неизбежные грядущие изменения в понимании единицы времени в связи с новым динамическим представлением о мироздании, остановимся на том резком различии 1715 – 1931 гг., которое мы видим в измерении времени.

Здесь изменение чрезвычайное. Появилось и новое понима­ние времени, и новая, не связанная с исконными методами, оригинальная, независимая от энергии, но связанная с атомами методика.

Чрезвычайно характерно расширение методики измерения времени для XX столетия. К прежним астрономическим учетам времени, связанным с движением и вращением небесных светил и сравниваемым с ними движением, создаваемым человеком – в конструкции часов, –присоединились другие природные про­цессы, которые только медленно и постепенно могли быть пере­несены на астрономическое время, сведены к движению.

В действительности здесь речь шла уже не о движении, а об изучении темпа изменения разнообразных природных процессов, по существу разного характера.

В 1923 г. А. Е. Ферсман, кроме астрономического и историче­ского времени, которые благодаря измерению уже за много тысячелетий назад вошли в быт, отметил следующие источники измерения времени в планетных процессах⁵⁴:

1. Геологические процессы,

2. Геофизические процессы,
   
3. Геохимические процессы,
   
4. Радиоактивные процессы,
   
5. Магнитные процессы,
   
6. Культурно-исторические процессы.
   

К этим изменяющимся во времени явлениям можно приба­вить еще два других, касающихся (так же как шестой) живых организмов:

7. Смена поколений организмов – самый основной и первона­чальный метод измерения времени в человеческом обществе и в мире живых организмов.

8. Эволюционный процесс изменения видов организмов.
По существу все эти приемы измерения времени представляют явно закономерно идущие

во времени проявления процессов на­шей планеты.

Во всех этих процессах, за исключением, как увидим, про­цессов, связанных с жизнью, темп движения в среднем остается неизменным, т. е. скорость явления не меняется в его течении заметным образом.

Изменение скорости явления, происходящего в процессах дления, не является столь резким, чтобы мешало их употреблению в качестве мер сравнения, и эти приемы измерения (например, седьмой) являются бытовыми, и точность их не велика.

Само по себе, конечно, это явление заслуживает самого серьезного внимания.

Ход процессов геологических, без достаточных в сущности оснований, принимается неизменным.

В ход астрономических процессов вносятся поправки, и изме­нения темпа объясняются нарушениями – возмущениями, свя­занными с более сложным характером его, чем это принимается в первом приближении.

В общем, за меру измерения принимаются равномерно из­меняющиеся длительные, по сравнению с жизнью человека, «вечные» процессы.

86. Хотя они совершаются во времени планеты и с этой точ­ки зрения могут быть рассматриваемы как части одного и того же геологического времени, но едва ли правильно сразу не от­тенить крупное различие, которое существует между временем, измеряемым внутри живых организмов, и временем внутри кос­ной материи.

Уже одно различие симметрии пространства в пространстве-времени живого и косного вещества заставляет отделять жиз­ненное время (Temps vitalis) от планетного времени. Нельзя к тому же утверждать, чтобы жизнь была чисто земным, планет­ным явлением⁵⁵. Наконец, существование особого психологиче­ского времени, или времени субъективного, пользуясь для этого названия глубокими соображениями В. Икскюля⁵⁶, отсутствующего в планетном времени, приводит к тому же заключению.

Таким образом, кроме психологического (субъективного) вре­мени организмов, время эволюционного процесса и время поко­лений должны быть отделены от планетного времени.

Вся эта моя работа посвящена выяснению этого времени, и я подробно остановлюсь на его изучении ниже.

Отмечу пока только, что оно, как и планетное время, может быть различным путем выражено в единицах нашего обычного астрономического времени.

Так же, как очень многие проявления геологического, и жиз­ненное время является временем, выражаемым (при отвлечении от пространства) понятными векторами, и будет обладать собст­венной, естественной можно сказать, единицей измерения.

Я вернусь к этому ниже, а здесь еще несколько слов в связи с состоянием проблемы измерения времени в 1931 г.

87. Точно так же резко отлично от геологического времени то время, которое связано с измерением радиоактивных процессов.

Открытие в XX в. нового метода измерения, независимого от астрономических явлений и от каких бы то ни было явлений в окружающем мире – метода радиоактивного, является фактом основного значения.

Принципиальное значение этой новой методики до сих пор еще не вполне осознано.

Прежде всего, оно заключается в том, что в ней измеряется необратимый процесс, всегда идущий в одну и ту же сторону.

И, во-вторых, его заключения не зависят от свойств световых лучей.

В сущности, все наши измерения времени до XX столетия тес­нейшим образом связаны с лучом света, с его свойствами.

Все астрономические измерения основаны на свойствах луча света; мы должны в них принимать поправку на скорость света.

Эта скорость различна в разных средах, но до сих пор не мо­гут считаться точно установленными и требуют сейчас исследо­вания следующие основные, касающиеся этой скорости, поло­жения. 1. Остается ли при всех условиях постоянной скорость света в той пустоте, которая доступна нам в наших лаборато­риях⁵⁷? Нельзя считать сейчас вполне доказанной неизменность скорости света, как это всегда принимается, в пределах точности наших измерений. Это пока научная гипотеза, а не факт. 2. Не меняется ли астрономически измеренная скорость света с ходом времени в пустоте космического пространства, проходимого Солнечной системой? 3. Одинакова ли скорость света по двум на­правлениям одной и той же линии в небесном пространстве?

Это может быть, например, в том случае, когда световое колебание, выражающееся в световом луче, является необратимым процессом.

До сих пор все определения скорости света, пока полученные, всегда дважды проходили одну и ту же линию по обеим ее на­правлениям, и мы измеряли только среднюю, где необратимый процесс, если он имел место (т. е. полярный характер светового луча), исчезал из нашего кругозора, компенсировался методикой работы.

Так как все без исключения наши методы измерения времени, в конце концов, сводятся к световому лучу, очень возможно, что он лежит в основе наших измерений и отвечает среднему из необратимых – с точки зрения времени – процессов.

88. Зависимость всех определений времени от солнечного луча при недостаточной установленности скорости его движения за­ставляет обратить внимание на способ определения времени, ко­торый независим от светового луча, – на радиоактивные явления.

Этот путь измерения радиоактивного распада, проложенный независимо в 1908 г. Болтвудом и Джоли, связан с определени­ем количества – массы – одновременно присутствующих в дан­ном куске материи генетически связанных между собой химиче­ских элементов. Благодаря выделению некоторыми из этих элементов огромной энергии, определение ничтожных масс этих элементов может совершаться в радиохимии с точностью и в ко­личествах, недоступных для обычного химического анализа.

Рассеяние радиоактивных веществ во всей материи дает воз­можность определять с большой точностью возраст земного и космического вещества. Этот возраст сейчас в предельных случа­ях превышает 20·10⁹ лет.

89. В сущности, мы имеем в радиоактивном распаде теорети­чески новый и точный метод измерения времени, не только неза­висимый от свойств светового луча, но независимый от всего окружающего нас мира явлений. Ибо мы никаким способом не можем повлиять на ход распада и не знаем ни одного явления, которое его тормозит или ускоряет.

И, сверх того, мы не можем заметить никакого изменения в темпе самого процесса. Он представляется нам идеально неизме­ненным.

Если это так будет и впредь – мы имеем здесь идеальный случай абсолютного определения времени – процесса, независи­мого от окружающего Космоса.

Вопрос, однако, заключается лишь в точности измерения про­цесса: измерения масс вещества прямым путем или же измере­ния вызываемой ими ионизации окружающего их газа, точно так же, как определения основных констант распада атомов.

Здесь мы далеко не достигли еще нужной и возможной точ­ности. Успехи последнего времени, например работы Ф. Панета и его сотрудников над определением малых количеств гелия, ука­зывают, как далеко еще можно сейчас здесь идти.

Другой задачей, тоже разрешимой, является точное определе­ние того количества образовавшихся атомов гелия или свинца в частности, которые геохимической миграцией могли уйти из дан­ного тела в течение самого процесса радиоактивного распада.

Здесь сейчас заключается самый слабый пункт этого исчисле­ния времени, и сюда следует направить научную работу.

90. Точность старых методов в 1931 г. несравнима с точно­стью 1715 г. Это вызвано тем, что задачи, которые ставятся сей­час в научной работе, тоже не сравнимы по своему охвату.

Мы видели (§ 84), что сейчас поле времени расширилось боль­ше, чем в 10¹³ раз.

Для работы в таких больших полях времени необходимо чрез­вычайное уточнение наших инструментов.

Но, с другой стороны, мы сейчас изучаем процессы, идущие в исключительно быстром темпе.

Бревий наполовину распадается в 10^-11 сек – галактические процессы совершаются в 3·1536·10²³ сек. Одно время больше другого в 10³⁴ раза. А это еще не пределы.

Очевидно, техника измерения сделала небывалые и неожидан­ные успехи.

Несколько примеров могут сделать это ясным.


ГЛАВНЫЕ НЕОБРАТИМЫЕ ПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ


91. Основным и новым с 1715 г. является установление при­родных процессов, связанных с временем – необратимых. По существу эти процессы и связанные с ними представления о времени были известны извека, но на фоне современного представления о времени в квадрильонах лет и более и на фоне того стройного механизма, который сейчас создает физико-математиче­ская мысль, время необратимых процессов получило для нас новый глубокий смысл.

Уже тысячелетия человек привык мыслить об изменении вре­мени, так как он жил среди сменяющихся поколений и стремил­ся запечатлеть и воссоздать их изменение со временем в своей истории, в ее научном охвате.

История не идет вспять. Историческое время по существу – время однозначное, время необратимого процесса. Это было ясно извека.

Как и мысль ученых XIX в. (§ 92), мысль древних эллинов не мирилась с необратимыми процессами. Они нашли другой вы­ход, чем наши современники. Они допустили – Платон в том чис­ле – великие циклы, когда все с новым тождеством повторяется: через 180 000 лет в платоновом цикле.

В 1715 г. этого думать не могли. Но особый характер време­ни необратимых процессов [не] мог не бросаться в глаза.

Время принималось по длительности малым, было временем библейским, и не было ни одного естественного процесса, кото­рый бы заходил за эти пределы. Астрономические процессы, вы­числяемые и изучаемые, касались только Солнечной системы – обратимых процессов.

Большая длительность Мира могла только постулироваться.

Сейчас, как мы видели, положение резко иное. Не только время, доступное изучению, исчисляется «астрономическими чис­лами», почти квинтиллионами. И обратимые астрономические процессы захватывают поле времени, раньше не входившее в научную область: вращение нашей галаксии дает периоды в 250·10⁶ лет!

Необратимые процессы, как мы видели, в явлениях атомного распада дают сейчас самую прочную систему измерения времени.

92. С другой стороны, в течение XIX столетия до первых годов XX, когда выросло значение теории относительности, необрати­мые процессы выходили из круга ведения физиков и химиков. Выросшие на почве ньютонова пространства и времени, абсолют­ные и независимые представления, сведенные к статическим, устойчивым картинам мироздания, сводили все процессы, охва­тываемые научной теорией, к процессам обратимым.

Процессы, которые мы считали сейчас необратимыми, при­водились в форму обратимых процессов, делались с явными на­тяжками и несообразностями предположения о чрезвычайной длительности процесса, при котором обратимость не могла быть констатирована в тот короткий срок, к которому относятся наши наблюдения.

Мы увидим, что для некоторых необратимых процессов до­пустимо, что в этой или другой форме необратимость их ложная, и, в конце концов, они могут свестись к обратимым явлениям.

Но неверно было допускать это для всех процессов, кажущих­ся нам необратимыми.

Вследствие такой уверенности в прочности ньютонова пред­ставления о Мире и связанном с этим допущением устойчивости мироздания, прочного статического его равновесия, огромная об­ласть явлений была оставляема без исследования.

Это состояние научного исследования оказалось чрезвычайно неблагоприятным как раз для научной разработки проблемы вре­мени.

93. Именно обратимые процессы не могут дать нам того уточ­нения свойств времени, какое могут дать процессы необратимые.

Исходя из этого, причину которого мы сейчас увидим, как раз надо оставить в стороне процессы обратимые, которые одни характеризовали время в 1715 г., и направить все наше внимание на процессы необратимые.

В необратимых процессах время идет только в одну сторону, не может идти обратно, что наблюдается в процессах обратимых, таких, как качание маятника, или многократно идти по тому же пути, что мы видим, например, в движении планет вокруг Солнца.

Как раз эти проявления времени служили и в 1715 и в 1931 г. для измерения времени.

Надо не упускать из виду, что природные обратимые процес­сы отличны от наших механизмов. Они не являются идентичны­ми теоретическим процессам физико-математических и астроно­мических теорий.

Точное возвращение одних и тех же состояний или одних и тех же явлений исчезает, если только мы станем рассматри­вать данный обратимый процесс под углом очень долгого вре­мени.

Время также накладывает на него свою печать, и круговые процессы в разные времена могут быть различны, т. е. нет идеального повторения.

В наиболее совершенных астрономических процессах это сказывается в тех поправках, какие надо вносить в формулы обратимого процесса, действия которых – возмущающих причин – сказывается через более или менее долгие промежутки времени.

Изучая изменение обратимого процесса с таким ходом време­ни, мы имеем дело уже с необратимым процессом, столь харак­терным для времени. Обратимый процесс в этом аспекте исчез.

Если мы оставим без внимания эту, меняющую по существу обратимый процесс, сторону его структуры, с точки зрения его значения для проблемы времени, можно останавливаться только на периоде и темпе, его характеризующих.

Это очень мало.

Мы увидим, что для необратимых процессов выявляется бо­лее глубокое проявление пространства-времени, которому они свойственны, – их особая симметрия.

Она сказывается в том, что необратимые процессы не могут идти вспять и проходить вторично тот же путь: для них нет центра и плоскости симметрии в направлении их движения.

За последние десятилетия, главным образом в XX в., выясни­лось несколько очень важных необратимых процессов.

Совершенно ясным становится, что перед нами вскрывается часть очень большого механизма в широком понимании этого слова.

94. Характер необратимых природных процессов, охваченных научной работой, может быть очень различным.

И мы вынуждены сейчас оставлять в стороне одну группу необратимых процессов, которая только что начинает выяснять­ся и которая связана со статическим неустойчивым состоянием Мира, динамическим о нем представлением.

Как указано выше, начинает выясняться, что в природе игра­ют важную роль необратимые процессы, которые отвечают взрывам, причем можно отличить уже сейчас по крайней мере два возможных очень больших типа таких взрывчатых процес­сов. Во-первых, могут идти взрывчатые процессы, которые идут непрерывно в одном направлении (растущий Мир), и, во-вторых, возможно их такое проявление, что происходит пульсация Мира в ту и другую стороны, пульсация взрывчатого характера без полной обратимости, т. е. частично переход через те же состоя­ния в обоих случаях.

Эти явления только что нам начинают вскрываться и пока не могут являться объемом научной работы.

Во взрывчатых необратимых процессах мы имеем еще одно своеобразное усложнение, связанное с его единицей измерения.

95. Все другие необратимые процессы связаны между собой принадлежностью к тому представлению о Мире, которое может быть научно выражено в устойчивых статических системах – в тех равновесиях, какими являются, например, построенная на ньютоновых законах солнечная планетная система с ее обрати­мыми процессами.

Не входя пока в более полное углубление вопроса о характе­ре этих процессов, об их реальной полной устойчивости, связан­ной или с обратимостью типа, указанного в § 93, или с необра­тимостью, связанного с замиранием данного явления, его затуха­нием, что мы видим в явлениях радиоактивности, в их современной научной картине. Мы можем сейчас отметить сле­дующие большие процессы, для которых время нам представля­ется необратимым, идущим в одну сторону.

1. Радиоактивный распад атомов материи, связанный с унич­тожением отдельных химических элементов и созданием новых. Явление, научное, открытие которого относится к 1898 г., а не­обратимый характер и закономерности распада стали ясными в XX столетии.
   
2. Эволюция типов звезд, связанная с закономерным измене­нием их температуры, размеров и спектра. Явление выяснилось в XX столетии.
   
3. История лика нашей планеты – земной коры. Основы сло­жились к концу XVIII в., в первой половине XIX в. Числа для времени – в XX столетии.
   
4. Эволюция видов живого вещества – переходов одних ви­дов в другие, замирание первых. Вошло в науку после 1859 г.
   
5. Смена поколений в пределах отдельного вида, подвида, расы. Неизученный процесс основного значения, ясный с XVIII столетия, с создания понятия вида Линнеем.
   

6. Исторический процесс изменения человеческих обществ, известный уже тысячелетия, но порядок времени – сотни тысяч лет – для которого стал ясным только в XX в. С плейстоцена прошло около 10⁶ лет. Человек заходил дальше в плиоцен⁵⁸.

96. Я остановлюсь здесь [только на процессах, имеющих прочную] эмпирическую базу, и только таких, существование ко­торых охватывает minimum