Как я уже неоднократно упоминал ранее в этом блоге (например, здесь и здесь), мне довелось перевести с английского несколько весьма достойных научно-популярных книг, что во многом продолжало мои естественнонаучные интересы, а в чем-то и сформировало их. Надеюсь, что когда-нибудь здесь появится и пост с обзором важнейших книг в моем переводе. Здесь же упомяну о последней на настоящий момент научно-популярной работе, переведенной для издательства «Питер» — это были «Квантовые миры» Шона Кэрролла, где автор, развивая ранее сформулированные им идеи о природе времени, доступно излагает суть и подоплеку многомировой интерпретации квантовой механики. Идея бесконечного множества миров (вместе с фактором одного очень яркого знакомства, случившегося на исходе перевода книги Кэрролла) также, наконец, подвигла меня прочесть три основных романа из серии «Тёмные начала» Филиппа Пулмана и задуматься: почему при очевидной популярности теорий, допускающих множество невидимых пространственных измерений, время считается строго одномерным? Есть ли физический смысл в том, что и временных измерений может быть не одно, а, например, два?
Оказалось, такие теории (более парадоксокрушительные и философские, нежели строго научные) действительно существуют. Сегодня именно о них я и расскажу.
Исаак Ньютон, уподоблявший Вселенную отлаженному часовому механизму, не сомневался в абсолютности времени, равно как и в универсальности законов природы в любой точке Вселенной. Ньютон полагал, что качественно настроенные часы, находящиеся сколь угодно далеко друг от друга, всегда будут показывать одинаковое время. Как и вся ньютоновская механика, такая трактовка времени вполне согласовывалась с наблюдаемыми явлениями, в том числе, и с тем, что скорость света конечна. Датский астроном Оле Рёмер (1644-1710) открыл этот факт, наблюдая за периодичностью затмений спутников Юпитера, а в 1675 году также произвел некоторые расчеты, показавшие, что для преодоления диаметра орбиты Земли лучу света требуется примерно 22 минуты (на самом деле – 16 минут), а скорость света оценил примерно в 135 000 километров в секунду (на самом деле – 300 000 километров в секунду). Точка зрения Рёмера о конечности скорости света получила научное признание только в 1727 году (год смерти Ньютона), когда Джеймс Брэдли измерил аберрации света. Вероятно, это была первая трещина в ньютоновском физическом универсализме, догадка, что физические измерения относительны, и их результаты могут отличаться в зависимости от положения наблюдателя.
Новая страница в осознании природы времени была открыта в 1824 году, когда французский инженер Сади Карно (1796-1832), изучая принципы работы паровых машин, осознал, что теплоту невозможно преобразовать в работу, если отсутствует разница температур. Тем самым он наметил путь ко второму началу термодинамики — физическому закону, связывающему теплоту с энтропией, степенью неупорядоченности системы. Эмпирически и опытным путем удалось убедиться, что без приложения энергии извне энтропия только нарастает. Этот закон в 1850 году следующим образом сформулировал Рудольф Клаузиус: «невозможен процесс, единственным результатом которого является получение системой теплоты от одного тела и передача её другому телу, имеющему более высокую температуру». Именно на основании второго закона термодинамики Людвиг Больцман в 1872 году сформулировал знаменитую H-теорему, согласно которой невозможно убывание энтропии в замкнутой системе. Из этого следует, что, если часовая Вселенная Ньютона является замкнутой системой, то энтропия в ней также может лишь возрастать, а время является линейным. Время движется от прошлого к будущему и, как следует из повседневного опыта, в будущем энтропия всегда выше, чем в прошлом. При этом замкнутая система без притока энергии извне стремится к термодинамическому равновесию, окончательная стадия которого в масштабах Вселенной называется «тепловой смертью».
Без применения компьютерного моделирования подобные умозаключения не только полностью подтверждались имеющимся опытом, но и не были ни проверяемы, ни фальсифицируемы. Артур Эддингтон в 1927 году сформулировал понятие «стрелы времени», связав единственно известный ход времени (из прошлого в будущее) с законами термодинамики и астрофизики. Тогда уже были сформулированы специальная и общая теория относительности Эйнштейна, которые позволили считать время одним из четырех измерений пространственно-временного континуума. Еще не было известно, что в основе горения звезд лежат ядерные реакции, но уже в 1913 году была построена диаграмма Герцшпрунга-Рассела, отчетливо свидетельствовавшая: закон нарастания энтропии действует и в масштабах всей Вселенной, будучи движущим фактором эволюции звезд. Звезды выгорают и остывают.
Неудобные парадоксы
Но научная теория, сколь угодно убедительная с эмпирической точки зрения, не должна приводить к парадоксам – иначе в ней, вероятно, что-то не учтено. Время же как физическая величина – источник постоянных парадоксов, связанных с причинно-следственными связями и не только с ними. Думаю, на Хабре излишне делать экскурсы в эйнштейновский парадокс близнецов или напоминать о фабуле рассказа «И грянул гром», достаточно констатировать: эйнштейновское время глубоко инерционно и тащит за собой из прошлого в будущее все три пространственных измерения. Именно поэтому для непротиворечивого уравновешивания картины мира понадобилось:
В 1949 году добавить в нее Большой Взрыв
В 1981 году предусмотреть эпоху инфляционного расширения Вселенной (что позволяет объяснить исключительную однородность реликтового излучения)
Смириться с невозможностью путешествий в прошлое и с большими оговорками признать возможность перемещения в будущее
До сих пор эти парадоксы остаются неразрешенными, подпитывая научно-фантастические сюжеты. Как минимум в двух известных мне романах — «Конец вечности» Азимова и «Посольский город» Мьевиля – время показано как эмерджентная, а не фундаментальная сущность. У Азимова «подстилающей» основой Времени является Вечность, а у Мьевиля – Иммер. Это своеобразные гиперпространства, вся художественная ценность которых — позволять свободно преодолевать ограничения эйнштейновского пространства-времени и связанные с ними парадоксы.
Итак, можно утверждать, что нынешнее понимание времени (назовем его временем Эйнштейна-Эддингтона) приводит нас к парадоксам сразу двух категорий:
Космологические. Такое время может развиваться только от состояния с минимальной энтропией (Большой Взрыв) до состояния с максимальной энтропией (испарение черных дыр) – то есть, из нулевого момента в прошлом (наступившего сравнительно недавно) до тепловой смерти в далеком будущем.
Причинно-следственные. Парадокс близнецов, парадокс убитого дедушки, парадокс «кражи гениев», описанный в «Похищении чародея» у Кира Булычева.
Кроме того, при восприятии времени как всего одного из четырех эйнштейновских измерений оказывается, что проблема времени смыкается и с другими нерешенными физическими проблемами – в частности, с пока безуспешными попытками создать теорию квантовой гравитации.
В оставшейся части статьи я рассмотрю не вполне мейнстримовые, но заслуживающие внимания теории Ицхака Барса и Джулиана Барбура, а также некоторые другие. Суть их проста: вполне возможно, что измерений времени в природе не одно, а два (или более).
Разбегающееся время
Термодинамическая стрела времени понимается так, как будто наша Вселенная зародилась в очень специфическом состоянии, которое характеризовалось высокой упорядоченностью и низкой энтропией. Больцман полагал, что Вселенная в соответствии с законами Ньютона должна быть вечной, и именно фактор вечности позволяет объяснить возникновение стрелы времени. Если в распоряжении есть сколько угодно времени, то рано или поздно произойдет любое событие – в том числе, такая статистическая флуктуация, из-за которой во Вселенной возникнет достаточно обширный регион с низкой энтропией, и он окажется практически в равновесном состоянии. Больцман полагал, что мы можем обитать именно в такой части Вселенной, а воспринимаемая нами «стрела» времени – это медленное возвращение данного региона обратно к равновесному состоянию.
Современная картина мира значительно сложнее, поскольку космология стремится объяснить динамичную релятивистскую Вселенную, возникшую около 14 миллиардов лет назад. Низкий уровень энтропии в начале стрелы времени принято объяснять при помощи инфляционной теории, согласно которой странный всплеск антигравитации, распахнувший зарождавшийся Вселенную до современных астрономических размеров и обусловивший последующее возникновение туманностей, звезд и галактик. Но до сих пор непонятно, что могло привести к столь же резкому прекращению инфляции. При допущении, что инфляция продолжается до сих пор – она могла бы объяснить многомировую интерпретацию Вселенной (и квантовой механики) Хью Эверетта, но при этом все равно остается умозрительной концепцией и не поддается проверке. Философ Дэвид Альберт из Колумбийского университета указывает, что в таком объяснении просматривается антропный принцип, и, следовательно, оно неудовлетворительное.
Но в 2014 году была построена удивительная компьютерная симуляция, авторами которой выступили Джулиан Барбур из Оксфордского университета, Тим Козловски из Университета Нью-Брансуика и Флавио Меркати из института теоретической физики «Периметр» в Канаде. Они предположили, что в основе стрелы времени лежит не термодинамика, а гравитация.
Была построена чрезвычайно упрощенная симуляция нашей Вселенной, в исходном состоянии которой присутствовала 1000 частиц, взаимодействовавших в соответствии с ньютоновскими законами тяготения. Поведение системы изучалось путем измерения степени ее «сложности», то есть, отношению расстояния между парой наиболее близких и парой наиболее удаленных частиц в этой системе. Сложность системы является наименьшей, когда все частицы сосредоточены в плотном облаке; в таком случае сама система имеет наименьший размер, а расстояния между частицами минимально отличаются, что примерно соответствует условиям перед Большим Взрывом. Ученые продемонстрировали, что практически любое количество частиц, удерживаемых взаимным притяжением, может прийти в состояние низкой энтропии именно под действием низкой гравитации.
Когда же такое состояние выходит из равновесия, частицы (согласно этой симуляции) начинают разбегаться не только в пространстве, но и сразу в двух направлениях времени, одно из которых можно считать «положительным», а другое отрицательным. Вдоль обеих этих стрел времени происходят аналогичные процессы, которые можно уподобить формированию звезд, галактик и планетных систем. Иными словами, в такой раздвоенной модели одно прошлое и два будущих. При этом наблюдатель воспринимает только одну стрелу времени – ту, в которой оказался. В таком случае, именно гравитация может вытягивать Вселенную из первичного хаоса и приводить к усложнению, а сама гравитация по сравнению с другими взаимодействиями должна восприниматься очень слабой (так и есть), поскольку мы воспринимаем ее лишь наполовину или на меньшую долю, если в реальности подобная модель расширения не «раздвоена», а «разветвлена».
Согласно модели Барбура и соавторов, гравитация также должна распределяться в двух направлениях с того момента, который они назвали «точкой Януса». Янус – это древнеримский двуликий бог, одно лицо которого обращено в прошлое, а другое – в будущее. В данном случае наиболее интересно, что в такой модели время является не одним из измерений, а спонтанно возникающим эффектом гравитации, то есть, распространения гравитации в двух направлениях, обратных друг другу.
Таким образом, стрела времени становится двухконечной, и в направлении, противоположном от Большого Взрыва, развивается зеркальная Вселенная, в которой практически невозможно заметить следы существования нашей. С точки зрения наблюдателей из такой Вселенной, мы должны жить в их глубоком прошлом, за 14 миллиардов лет до Большого Взрыва – и при этом постоянно отдаляться от них во времени.
Эту модель с 2015 года разрабатывают Шон Кэрролл и Алан Гут, последний – автор инфляционной теории Вселенной. Во-первых, их теория основана не на гравитации, а только на термодинамике. Модель работает, если такое расширение происходит в бесконечном пространстве, а не в замкнутой компьютерной симуляции, как у Барбура. Кроме того, как видно из этой иллюстрации, момент Большого Взрыва мог быть таким событием с минимально возможной энтропией, которое могло породить не две вселенные, проистекающие из точки Януса, а мультивселенную, то есть, показанную здесь совокупность пузырьков. Такая многомировая и многовременная интерпретация позволила бы сформулировать многомировую интерпретацию квантовой механики с конечным количеством измерений (а не с бесконечным, как у Эверетта): разделение «струй» с одним временным и несколькими пространственными измерений в каждой происходило бы тогда только в момент Большого Взрыва.
Декартовы координаты времени
С 2007 года проработкой другой «физики с двумя линиями времени» занимается Ицхак Барс из Университета Южной Калифорнии. Он занялся этими построениями, задумавшись над уточнением связи между временем и гравитацией, а также другими фундаментальными взаимодействиями.
Двумерная структура времени допускала бы и путешествия во времени. В таком случае время не является линейным, а может образовывать кольца или петли. Время в теории Барса делится на два измерения: объективное и субъективное; то есть, наблюдатель может менять только одну из двух этих линий. Вот как в таком случае выглядел бы «парадокс» убитого дедушки с точки зрения наблюдателя по имени Тим:
По оси x откладывается субъективное время Тима – события, в которых он участвует. По оси y откладывается объективное время, и обе эти линии направлены только из прошлого в будущее. В данном случае путешествия во времени нарушали бы именно развитие событий по оси y. Если бы Тим вернулся в прошлое и убил собственного дедушку, то объективное время отмоталось бы назад, так, что Тим не появился бы на свет.
Теория Барса также предлагает интересное объяснение принципу неопределенности Гейзенберга и двухщелевому эксперименту. По принципу неопределенности Гейзенберга, в любой момент времени можно узнать либо положение, либо импульс частицы, но не обе величины сразу. Барс полагает, что при таком акте измерения две этих величины распределяются по двум разным измерениям времени, из которых наблюдатель видит только «субъективное», то есть, свою ось x. При этом на физику процесса акт измерения не влияет, поскольку в физике участвуют сразу оба измерения времени.
Заключение
Подобные концепции все еще далеки от научной строгости и экспериментальной проверки, но они, как минимум, содержат подсказки к разрешению сразу нескольких парадоксов, доставшихся нам от Эйнштейна, Гейзенберга и многочисленных Сольвеевских конгрессов:
Если время является гравитационным эффектом, а не четвертым измерением, подобным трем известным нам пространственным измерениям, то путешествия в прошлое невозможны, а в будущее – вполне возможны.
Если Большой Взрыв – это статистически возможное событие, происходящее в состоянии с минимальной энтропией, то это событие могло случаться несколько раз. Более того, его можно смоделировать или спровоцировать искусственно.
Если количество измерений конечно, и при этом важнейшим из взаимодействий является гравитация (порождающая стрелу времени) – то становится понятнее, почему гравитация настолько слаба, а М-теория работает в конечном количестве измерений (согласно этой теории, их должно быть 11).
Наконец, удается избавиться от бесконечного количества эвереттовских миров, которые якобы множатся при каждом схлопывании квантовой суперпозиции. Суперпозиция может схлопываться потому, что мы пока фиксируем результат опыта именно в нашем временном измерении, а другие результаты расходятся по другим временным осям-струям, будучи незамеченными для нас.
Надеюсь, я не упустил тех выводов, которые могли сделать из этих построений вы – и увидеть ваши соображения и дополнения в комментариях.
Комментарии (51)
krolik666
18.12.2021 14:14+6а может кто пояснить почему считают что замедляеться именно время а не физические процессы при сильной гравитации? Например как при заморозки многие процессы замедляються но мы не говорим что это время замедлилось.
Myclass
18.12.2021 14:30+1какое классное предположение. По мне так это больше, чем предположение.
Feliks1
19.12.2021 11:20Это неверное предположение, заморозка замедляет биологические процессы, тогда как гравитация все процессы вообше, в этом коренное отличие. кто не согласен обьясните
Myclass
19.12.2021 12:33+2Понимаете, человеку свойственно ошибаться. Иногда люди тысячелетиями думали всей толпой в одном направлении. А потом всё оказывалось по-другому. Поэтому иногда предполагать что-то не по мейнстриму - да, необычно, но кто знает, неправильно-ли?
А попытаюсь я объяснить предположение выше на одном примере. И может быть я ошибаюсь. Но это мысли вслух.
Итак. Человек изобрёл песочные часы Но они измеряли малые отрезки времени и не были точными. Хорошо. Они отходят на второй план. Человек изобрёл механические часы. Но и они не удовлетворяют требования, быть точным стандартом. Отходят и они на второй план. Хорошо, человек придумывает атомные часы. И при каких-либо измерениях выясняет этот человек, что и они тоже или идут быстрее или замедляется. Например у поверхности земли или в самолёте при полёте. Отметает их человек (современный физик) как абсолютный инструмент измерения времени? Нет. Он объявляет природу времени как подвергающую изменению под воздействием гравитации. Моё мнение, что это не так. И предположение выше по ветке мне физически больше объясняет, почему атомные часы замедляют свой ход.
И вообще. Это попытка объяснить. А физики не имея возможности сегодня это объяснить, ставят природу вверх тормашками, что время зависит от гравитации. Мы наблюдаем сегодня неравномерное распределение материи - пустота, звезды, планеты итд. Я не физик, но мне логичнее предположить, что время текло и течёт одинаково - как при рождении вселенной, так и сейчас. Иначе вообще всю временную цепочку просчитать до Планковского времени - это гадание на кофейной гуще, если мы не знаем значения времени в каждом моменте этого времени. А физики это вроде делают. Вплоть до рождения вселенной. А учитывая они изменение времени Уверен? Нет же конечно. Те. гдетнадо оно есть, а где оно усложняет или делает невозможным подсчёт- оно не играет роли. Уверен, что абсолютное время течёт одинаково. Что на поверхности солнца, что у меня сейчас дома. А вот то, что физические процессы протекают по разному под воздействием других физических явлений, как например с атомными часами, сделанные руками человека и под воздействием гравитации - вот в это я поверю быстрее, чем в то, что время течёт по разному. И вы не обязаны соглашаться. Наши мнения могут параллельно сосуществовать в один и тот- же отрезок времени.
rafuck
19.12.2021 16:53Объясните, пожалуйста, что значит фраза: часы «идут быстрее или замедляется»? «Замедляется» (время видимо, а не часы) относительно чего? И как мы это выясняем?
GreekmaN
20.12.2021 11:16Время-величина обстрактная,придуманая человеком...Дело в том,что в чёрной дыре его совсем нет,то есть если делать выводы из ваших мыслей вслух ,то в непосредственной близости от чёрной дыры не должно быть движения, как такового и не должно происходить никаких процессов,они по аналогии с заморозков, должны остановиться, так как там гравитация зашкаливает,но что мы видим возле чёрной дыры частицы разгоняются до скорости света и нагреваются до не виданных темпиратур,значит есть и движение и протекание процессов ,которые наоборот усиливаются из-за гравитации,а время замедляется !И если бы ваши мысли были бы верны,то мы не смогли бы корректировать спутники GPS это просто не работало бы...
ClearAirTurbulence
21.12.2021 10:42Он объявляет природу времени как подвергающую изменению под воздействием гравитации. Моё мнение, что это не так. И предположение выше по ветке мне физически больше объясняет, почему атомные часы замедляют свой ход.
В современной науке, в отличие от античной, недостаточно что-то "объявить". Требуется какая-то теоретическая база, и надлежащий математический аппарат, и, желательно, экспериментальные данные, укладывающиеся в теорию.
То, что про математику обычно не пишут, не значит, что ее нет. На этом люди часто и попадаются, полагая, что люди просто взяли и решили, что, например, время замедляется, или свет отклоняется под воздействием гравитации. Нетушки, за всем этим стоят горы математических расчетов.
А какие Ваши доказательства, кроме "я решил, что так логичнее"?
Anti-antivakser
19.12.2021 21:34Заморозка замедляет любые процессы не только биологические. В конечном итоге заморозка до абсолютного нуля замедляет все термодинамические процессы кроме квантовых флуктуаций.
flx0
18.12.2021 15:11+5Про замедление времени не считают, а популярно так объясняют. В ОТО собственное время — это длина мировой линии на многообразии. Она никуда не замедляется. Просто две произвольные кривые проходящие из точки A в точку B могут иметь разную длину — это и есть парадокс близнецов. А в системе отсчета, связанной с массивным телом (т.е. в такой где у нас координатой t взято собственное время этого тела), коэффициент в координатном выражении метрического тензора при dt^2 уменьшается от 1 на большом удалении до 0 на радиусе Шварцшильда, то есть движение вдоль временной координаты становится "дешевле" — длина кривой, направленной в будущее при том же значении изменения координаты t становится все меньше.
А длина мировой линии — это расстояние в (собственном) времени между событиями, например, время перехода атома из возбужденного состояния в основное. То есть время — это и есть скорость физических процессов.
phenik
18.12.2021 18:11+2То есть время — это и есть скорость физических процессов.
А пространство не есть протяженность тел и полей?) Тогда пр-время просто вспомогательная конструкция упрощающая описание. Во многих перспективных теориях кв. гравитации авторы стремится избежать его в основаниях, и выводят как эмерджентное свойство теории.
В пользу этого говорит отсутствие зернистости у пространства до 10^−48 м., у времени до 10^−18 сек. Это конечно не пределы измерений, тем не менее. Также зернистость не была обнаружена в эксперименте Holometr на планковских масштабах.
Еще один забавный факт, если пр. и время физические феномены, то их действие могло напрямую повлиять на ход эволюции жизни на Земле. Если свет — элм. волна физический феномен, то он детектируется фоторецеторами глаза, звук — рецепторами ушной улитки, гравитация — вестибулярным аппаратом, и тд. Но нет рецепторов которые бы детектировали пространство или время напрямую, только косвенно. Время по биологическим часам, циркадным ритмам, и тд, пространство с помощью проприоцепции и др. органов чувств. Но если пространство физический феномен, то перемещаясь в нем специфический рецептор должен улавливать изменение положения, как система геопозиционирования устанавливает изменение положения по сигналам со спутников, а специфический рецептор времени должен работать как тактовый генератор, но без подсчета циклов какого-либо периодического процесса, а только улавливая «течение» времени. Хотя может и не обязательно, «темная материя» имеется, но ее рецептора тоже нет) хотя может она и не влияла существенно на эволюционный процесс.
kauri_39
18.12.2021 20:54Вот интересно: есть ли связь между общим ходом времени во Вселенной и биологической эволюцией в ней? При условии, что общий ход времени выражается как плавное снижение плотности энергии вакуума? Может, есть исследования на эту тему.
Поясню возможность такой связи. Известно, что частота или энергия фотонов растёт по мере удаления точки их излучения от массивных тел. В частности, частота фотонов, излучаемых атомами цезия в атомных часах на поверхности Земли равна 9192631770 Гц, а на орбите gps, это 20000 км от Земли, она повышается до 9192631775 Гц. Очевидно, что фотоны так реагируют на повышение плотности энергии вакуума, которая больше в открытом космосе и меньше на поверхности массивных тел. Тогда атомы и молекулы могут реагировать аналогичным образом: повышать свою энергию, но уже путём поглощения большего числа фотонов или удержанием их в себе на больший срок.
И тогда вне поля гравитации, в энергетически более плотном вакууме, химические реакции будут протекать быстрее, согласно ОТО, но с разным результатом. Для успешного синтеза сложных молекул требуется не только энергия, но и своевременное избавление от неё, чтобы только что синтезированная молекула успела остыть и сохранить свою стабильность. Иначе она опять распадётся на исходные части. Вероятность её распада от перегрева как раз выше при большей плотности энергии вакуума. Поэтому не случайно, что жизнь зарождается в «гравитационных колодцах» массивных тел, где плотность меньше.
Если эволюцию материи и биологическую в частности задаёт такой общий ход времени, то можно представить, что произойдёт, если расширение нашей Вселенной остановит встречное расширение соседних вселенных. Плотность энергии вселенского вакуума, которому уже некуда будет расширяться, начнёт расти, и для продолжения прежней эволюции «времени уже не будет». Тогда при таком общем ходе времени начнётся регрессивная эволюция: распад цивилизаций и вырождение жизни. Похоже на фантастику, но исходным научным данным вроде не противоречит…phenik
19.12.2021 13:39Вот интересно: есть ли связь между общим ходом времени во Вселенной и биологической эволюцией в ней?
Между локальным ходом времени и эволюцией в этой области, на планете, спутнике, комете, и тд, зависимость должна быть. Если меняются частоты спектров, то будут модифицироваться и биохимические решения, если идет речь о жизни основанной на тех же принципах, что и на Земле.
DaneSoul
18.12.2021 22:55Но если пространство физический феномен, то перемещаясь в нем специфический рецептор должен улавливать изменение положения<...>
А какой орган чувств у нас напрямую определяет изменение положения БЕЗ привязки к другим физическим феноменам?
Ориентацию в пространстве (верх/низ) привязано к тяготению, в невесомости эти рецепторы будут показывать чушь.
А перемещение в пространстве мы оцениваем визуально относительно внешних ориентиров, а не абсолютно. Если организм будет двигаться в неком аппарате без ускорения с постоянной скоростью и не видеть глазами движения объектов вокруг, то он не сможет сказать в каком направлении и с какой скоростью перемещается.
То есть у нас нет никакого абсолютного чувства пространства вне тяготения и наружных объектов для оценки системы координат.
PS: проприоцепция — это про оценку частей тела относительно друг друга, а не относительно некой внешней системы координат. То есть это как-бы способность поддерживать некую геометрическую конфигурацию тела.phenik
19.12.2021 12:59А какой орган чувств у нас напрямую определяет изменение положения БЕЗ привязки к другим физическим феноменам?
Пишу, что нет такого.Ориентацию в пространстве (верх/низ) привязано к тяготению, в невесомости эти рецепторы будут показывать чушь.
Пишу, что эволюция на Земле, а не в невесомости.А перемещение в пространстве мы оцениваем визуально относительно внешних ориентиров, а не абсолютно.
Пушу об этом.То есть у нас нет никакого абсолютного чувства пространства вне тяготения и наружных объектов для оценки системы координат.
Да.проприоцепция — это про оценку частей тела относительно друг друга, а не относительно некой внешней системы координат.
Именно так.
Не совсем уловил смысла вашего комента) Возможно неясно выразил свою мысль.
Попробую пояснить подробнее на примере элм. излучения. Оно играет большую роль на Земле. Этот фактор никак не мог быть проигнорирован эволюцией, т.к. он непосредственно влияет на биохимию жизни. Простейшие реагируют на свет в виде фототаксиса, используется в фотосинтезе. Человек воспринимает элм. излучение в видимом диапазоне через зрительную систему, и ИК излучение телом, как ощущение тепла. Фоторецепторы могут реагировать на одиночные кванты, но это не воспринимается, или воспринимается как шум. Делал перевод статьи на эту тему, в ней исследователи планировали даже произвести эксперименты с обнаружением глазом кв. эффектов — суперпозиции и запутанности.
Далее для простоты сделан акцент на времени. Пр. и время, если они являются самостоятельными физическими феноменами, как электромагнитное излучение, неизбежно должны проявлять себе не только опосредованно, но и в определенных условиях непосредственно. В противном случае это удобные элементы описания, эксплуатирующие эволюционно возникшие полезные иллюзии генерируемые восприятием человека (о прошлом, будущем, настоящем, о течении времени). Обычно попытки обнаружения феноменов пр. и времени связывают с обнаружением их «зернистости», либо их дискретности (как пример планковская длительность для времени), либо квантованности (как пример хронон), хотя по смыслу они близки. В физике время часто связывается с энергией (теорема Неттер, «стрела времени» связанная с ростом энтропии и рассеянием энергии, соотношение неопределенности для времени и энергии, и тд). Гипотетические кванты времени должны определять последовательность движений и изменений всех материальных сущностей, их причинно-следственные связи. Некоторым наглядным аналогом такой квантованности является движение лопастей колеса водной мельницы в потоке воды. Если реку и ее течение сделать невидимым, то возникнет иллюзия самостоятельного вращения колеса в виде циклического процесса. По нему можно измерять это невидимое течение реки — аналог часов для измерения самого «невидимого» времени.
Если вернуться к жизни и человеку, то многие ритмы мозга, регулирующие жизнедеятельность организмов имеют эндогенный характер, и на клеточном уровне определяются деятельностью центральных генераторов паттерна активности, таких как водители ритма сердца или дыхания. Механизмы возникновения их ритмической активно на нейронном уровне изучен достаточно подробно. Пока в них не обнаружены специфические загадочные элементы — рецепторы времени, которые поглощали кванты времени, и являлись причиной их колебательной активности) Обращаю внимание, именно на феноменологическом уровне, а не уровне описания! Схемотехнически это достаточно простые решения, кот. используются, напр, в робототехнике. Возможно такой рецептивный элемент находится на молекулярном уровне или ниже. По этой причине он не определяется в нейрофизиологических исследованиях, и требует физических, кот. уже не связаны со спецификой жизни в форме известной на Земле. Подобные исследования ведутся. Однако почти четырехмиллиардолетний опыт эволюции жизни на Земле, поиска и учета факторов влияющих на нее, не выявил такого временного квантового фактора, так же как и пространственного. Хотя выявил влияние квантового уровня др. факторов.Myclass
19.12.2021 13:28Хорошее объяснение. Ну как то на клеточном уровне в нас заложено время. Иначе бы у нас люди жили бы совсем разные длительности жизни. Кто-то 10 лет, а кто-то 500. Просто нам это пока не понятно в каком участке и как.
phenik
20.12.2021 03:57Хорошее объяснение. Ну как то на клеточном уровне в нас заложено время. Иначе бы у нас люди жили бы совсем разные длительности жизни. Кто-то 10 лет, а кто-то 500.
Это объяснение не влияет на продолжительность жизни организмов, все механизмы связанные с подсчетом времени, как работали, так и работают. Продолжительность жизни для человека.
fotofan
20.12.2021 09:52Вот давно мучаюсь вопросом: яблоко а свободном падении в поле тяготения земли - это движение во времени, но не в пространстве?
RigelNM
18.12.2021 16:31+1Дак время по сути и есть заданная скорость протекания процессов.
PS другие ответы прочел, flx0 по сути то же и написал.
Мне вот больше понравилось высказывание на эту тему, что скорость взаимодействия для наблюдителя не может быть бесконечной, потому что и вселенная тогда прошла бы всю свою историю в одно мгновение. Вот и получается, что "время" и "скорость физических реакций", если не одно и тоже, то жестко связаны.
caballero
18.12.2021 22:03В гравитационном поле ВСЕ процессы замедляются. Включая вращение электронов вокруг ядра. И щамедление это видно только сторонним наблюдателем. Немного общего с заморозкой
evasilenko
18.12.2021 14:14-7Офить в каких руинах лежит физика.
Если она мечется между такими разными базовыми философскими предположениями.
kauri_39
18.12.2021 14:16Мне никак не удаётся представить ни бесчисленные миры Эверетта, ни разные направления времени для двух миров Барбура. Не всё можно представить, что можно сконструировать с помощью математики и физических гипотез. Но мне как-то ближе одна наша Вселенная, которая расширяется в окружении соразмерных ей вселенных.
Если есть идея связи времени и гравитации, то почему бы не связать время и плотность энергии вселенского вакуума? Тогда общий ход времени в расширяющейся Вселенной можно выразить через плавное снижение плотности вакуума. Для каждого кванта времени — своё значение плотности.
Вселенную заставляет расширяться «тёмная энергия» вакуума, в ней действует космологическая постоянная, но, наверное, можно допустить какое-то постоянное «пологое» снижение плотности энергии вселенского вакуума? Или тогда уже не будет условия для наблюдаемого ускоренного расширения Вселенной?
Num
18.12.2021 16:01+2Есть ли физический смысл в том, что и временных измерений может быть не одно, а, например, два?
Есть мнение, что в случае размерности T>1 протоны и электроны будут нестабильны:
If T differs from 1, the behavior of physical systems could not be predicted reliably from knowledge of the relevant partial differential equations. In such a universe, intelligent life capable of manipulating technology could not emerge. Moreover, if T > 1, Tegmark maintains that protons and electrons would be unstable and could decay into particles having greater mass than themselves. (This is not a problem if the particles have a sufficiently low temperature.)
ValeriyS
18.12.2021 17:16Что-то здесь с логикой не в порядке. Если Тим возвращается в прошлое и убивает своего отца, то Тим обязан продолжать быть во всех вариантах времени, т.к. причина смерти его отца - убийство самим Тимом. Если же отец умирает не от рук сына, то он умирает от совсем другой причины и это предполагает куда больше изменений в "объективном" времени.
Myclass
18.12.2021 18:36Ну или его отец продолжает жить и дальше. Потому что это был не его настоящий отец.
А если серьёзно. Всё эти умственные эксперименты от лукавого.
afil19
18.12.2021 19:52Ага. Время - порождение гравитации. При этом, что такое гравитация, никто не знает.
da-nie
18.12.2021 20:43+1Давайте-ка сначала узнаем, что же физики понимают под «время»? Что физики понимают под этим словом? Потому что я не понимаю, что значит «Вдоль обеих этих стрел времени происходят аналогичные процессы, которые можно уподобить формированию звезд, галактик и планетных систем. » Если процессы одинаковы, как можно сказать, что они во времени движутся в разные стороны? Сдаётся мне, физики вкладывают в это понятие что-то своё.
Фейнман в своих лекциях писал так:Разберем сначала, что мы понимаем под словом время. Что же это такое? Неплохо было бы найти подходящее определение понятия «время». В толковом словаре Вебстера, например, «время» определяется как «период», а сам «период» — как «время». Однако пользы от этого определения мало. Но и в определении «время — это то, что меняется, когда больше ничего не изменяется» не больше смысла. Быть может, следует признать тот факт, что время — это одно из понятий, которое определить невозможно, и просто сказать, что это нечто известное нам: это то, что отделяет два последовательных события! Дело, однако, не в том, как дать определение понятия «время», а в том, как его измерить. Один из способов измерить время — это использовать нечто регулярно повторяющееся, нечто периодическое. Например, день. Казалось бы, дни регулярно следуют один за другим. Но, поразмыслив немного, сталкиваешься с вопросом: периодичны ли они? Все ли дни имеют одинаковую длительность? Создается впечатление, что летние дни длиннее зимних. Впрочем, некоторые зимние дни кажутся ужасно длинными, особенно если они скучны. О них обычно говорят: «Ужасно длинный день!»
Однако, по-видимому, все дни в среднем одинаковы. Можно [и проверить, действительно ли они одинаковы и от одного дня до другого, хотя бы в среднем, проходит ли одно и то же время? Для этого необходимо произвести сравнение с каким-то другим периодическим процессом. Давайте посмотрим, как такое сравнение можно, например, провести с помощью песочных часов. С помощью таких часов мы можем создать периодический процесс, если будем стоять возле них день и ночь и переворачивать каждый раз, когда высыплются последние крупинки песка.
Если затем подсчитать число переворачиваний песочных часов от каждого утра до следующего, то можно обнаружить, что число «часов» (т. е. число переворачиваний) в разные дни различно. Кто же виноват в этом? Может быть, Солнце? Может быть, часы? А может, и то и другое? После некоторых размышлений можно прийти к мысли, что следует считать «часы» не от утра до утра, а от полудня до полудня (полдень — это, конечно, не 12 часов, а момент, когда Солнце находится в наивысшем положении). На этот раз оказывается, что в каждых сутках число «часов» одинаково.
Теперь можно утверждать, что «час» и «сутки» имеют регулярную периодичность, т. е. отмечают последовательные равные интервалы времени, хотя нами и не доказано, что каждый из процессов действительно периодичен. Нас могут спросить: а вдруг есть некое всемогущее существо, которое замедляет течение песка ночью и убыстряет днем? Наш эксперимент, конечно, не может дать ответа на такого рода вопросы. Очевидно лишь то, что периодичность одного процесса согласуется с периодичностью другого. Поэтому при определении понятия «время» мы просто будем исходить из повторения некоторых очевидно периодических событий.
fis.wikireading.ru/264
Что изменилось за прошедшие десятилетия?
omxela
18.12.2021 22:27+1Да ничего, конечно, не изменилось. Если речь идёт о физике, то по-прежнему действует правило: физическая величина определяется только тогда, когда указан способ её измерения, или её выражение через другие физические величины. Чисто словесная эквилибристика тут ничего не решает. Есть некие первичные понятия, которые определить (через что?) невозможно. Но если это физика, то можно сказать, как что-то измерить. Разного рода гипотезы, безусловно, нужны и интересны как средство по-иному взглянуть на ту или иную проблему, стимулировать воображение. Но, скажем, Ньютон мог формулировать закон всемирного тяготения, нимало не заботясь о том, что же такое гравитация ("гипотез не измышляю"). И в рамках своей сферы применимости этот закон прекрасно работал, работает, и будет работать. В этом смысле не стОит путать науку и научпоп, имхо.
Kim_Jong-un
18.12.2021 22:31-2Если А. Гут - автор теории инфляционной Вселенной, то всю физику придумали евреи ;)
JustNicky
19.12.2021 10:58Многомировая интерпретация говорит о наличии множества вариантов будущего для текущего состояния системы.
А верно ли утверждение что для текущего состояния системы существует и множество вариантов прошлого?
Myclass
19.12.2021 12:42Конечно ;) некоторые мировые религии на этом основаны.
Словами Высоцкого добавлю..
Так кто есть кто, так кто был кем?- мы никогда не знаем
С ума сошли генетики от ген и хромосом
Быть может, тот облезлый кот - был раньше негодяем
А этот милый человек - был раньше добрым псом
SergioShpadi
19.12.2021 12:02+2Как мне кажется модель четырехмерного пространства-времени из теории относительности запутывает людей. Нужно четко понимать, что это модель, а не реальность, или другими словами это карта, а не территория. Реальность можно описать множеством различных, но тождественных математических моделей, но ни одна из них не будет самой реальностью.
Как мне кажется, наиболее интуитивным является представление о времени, как о рекурсивном процессе "вычисления" Вселенной. Возьмем, например простейшую рекурсивную формулу
при 
, которая бесконечно вычисляет ряд натуральных чисел. Вычисление этой формулы будет выдавать следующий ряд: 1, 2, 3, 4, 5 и так до бесконечности. Но уже здесь мы можем говорить о чем-то, что похоже на время: текущая итерация - это настоящий момент, прошлое уже расчитано и "случилось", будущее еще не расчитано и таким образом еще не "случилось", результаты следующих итераций зависят от предыдущих, но не наоборот (стрела времени). Myclass
19.12.2021 13:38Зачем рекурсивное? Прямолинейное не предполагает 'тогда' и 'сейчас'? И такой подход как у вас предполагает наверное не только последующий момент вычисления, но и изменение значения. Те. следующая итерации может отличаются по значению от предыдущей. А так-ли это? Хотя идея неплохая.
Marinist
19.12.2021 21:35-2Можно также и русскую книгу прочитать и узнать что такое трехмерное время и почему другого не бывает. Вячеслав Аргази, Смерть и Время, 2001. Есть и свежее, но точно не найдете.
Shdv123
19.12.2021 21:35-1Наблюдатель и есть само время, нет наблюдателя и нет времени, возможно наблюдатель и есть суть и причина всего происходящего
Marinist
19.12.2021 23:26Три не связанные никакой доселе логикой проблемы тысячелетий в одном предположении - не смотрятся.
Myclass
20.12.2021 00:16+1нет наблюдателя и нет времени
… но наблюдая не постоянно за каким-либо процессом, а через какое-то время понимаем, что между нашими измерениями прошло какое-то время. Например вы видили ребёнка лет 20 назад. И видите его сегодня. Он изменился. И стадиии между тогда и сегодня вы не видили. Но ведь они-же были. Т.е. с нами и нашими «измерениями» времени — прохождение времени у него никак не связано.
fotofan
20.12.2021 10:42Почему бы не предположить, что время - вполне себе физическое четвертое измерение. Просто мы его не видим, эволюционно оно нам за ненадобностью. Муха не видит три изменения, но прекрасно в них живёт. Вот если бы в нашей системе были строго переводческие процессы, которые нельзя игнорировать, например, вспышки на солнце, мы бы отрастили себе "рецептор времени". И тогда точно бы знали, что делали 5 отрезков времени назад, а что 55. Тем самым, мы бы видели четвёртое изменение
Myclass
20.12.2021 12:08Да предположить-то не проблема. А о чём тогда книги, работы и диссертации писать. Это-же неинтересно. так и с другим измерением, как длина. Оно тоже — вроде существует. но нет, надо обязательно Лоренцево сокращение ввести. С длиной это не имеет ничего общего. От слова совсем. Это только имеет дело с наблюдателем, а не с абсолютным измерением. Но кого это интересует?
Хотя с вашим высказыванием "… оно нам за ненадобностью.." не согласен — мы ведь хотим измерять отрезки времени. И не только вообще, а точно как только можно. И для этого своего рода принцип нужен для понимания.fotofan
20.12.2021 12:56Я написал, что мы эволюционно неспособны измерять точные отрезки времени. А так, мы и летать хотим, как птицы. Но эволюция распорядилась иначе.
Представьте, что у нас в мозгу есть тактовой генератор и особый отдел мозга запоминает, сколько тактов прошло с того или иного события. Тогда время встроилось бы в нашу картину мира, наподобии того, как наш мозг воссоздаёт окружающий мир с помощью различных оптических эффектов.
Если бы существовало опасное, высокопереодичное природное явление, которое с нами всю эволюцию, мы бы "видели" этот момент времени, как сейчас видим приближающуюся стену
Tatiana82
20.12.2021 10:44Не понимаю. Почему мы, люди, так стремимся привязать всё к определенной временной единице. Ведь время величина не постоянная. И только у человека она имеет такое измерение. В космическом масштабе это не так. Это как понятие "скоро" у одного человека это 5 минут, а у другог один час.
Myclass
20.12.2021 13:39Не свсем понял ваше выражение
Ведь время величина не постоянная.
Человек пока не в состоянии определиться, чо такое время. И да, уже есть теории как СТО, где время непостоянно и меняется от массы. По мне — совсем не логично. Но это мои думки по этому поводу. А что вы под этим понимали? Ведь метра в галактике тоже нет, но ведь нам это не мешает, всё мерить в метрах!
Vard133
20.12.2021 19:21Время присуще массе. Только тела обладающие массой испытывают изменения, а значит время. Обьекты не обладающие массой живут вне времени, например фотон. Гравитация неразрывно связана с массой и чем выше масса объекта, тем больше его гравитация и тем медленнее течёт его время. Вполне возможно, что энергия может быть выражена через время и гравитацию, а не только mc2.
Myclass
21.12.2021 01:18В ваших словах
...Обьекты не обладающие массой живут вне времени, например фотон...
мне нравится слово .живут.
Вот интересно, вы это у фотона лично узнали? Или, если у него нет на руке часов, то сразу - вне времени? Те. у фотона нет состяния до/после? Всегда - вовремя!
Vard133
21.12.2021 00:10Возможно, скорость изменения / расширения пространства/вселенной и есть мера времени, а массивные тела способны сопротивляться этому расширению - замедлять его вокруг себя. Это можно себе представить как более плотное (сжатое) пространство вокруг массивных объектов. В таком случае, любое движение/изменение в такой среде выглядело бы замедленным для стороннего наблюдателя и воспринималось как замедление хода времени, хотя для внутреннего наблюдателя все было бы как обычно. И тогда гравитация - это плотность пространства в конкретной точке вселенной, а время относительно.
nin-jin
А что насчёт теорий, где время вообще не является измерением? Ничего не же может перемещаться во времени,только в пространстве.
OlegZH
Здесь самое "неудобное" слово перемещаться. Можно, конечно, представить, что есть некое Абсолютное пространство, основное неотъемлемое свойство которого — это движение.
...
Нет. Об этом всём невозможно думать. Кант был прав. Есть вопросы, которые не следует задавать. А то вечность начнёт пристально вглядываться тебя.
rebellorum
Конечно,могу ошибаться,и если время,- изменения по сути.То напрашиваются,только выводы от существующих теорий.Типа для паралельных мзмерений и не будет,но для каждого отдельного,как никрути измеримо будет на сегодняшний день.А как там с "мета"уровня" будет,то действительно,к Канту