Происхождение миров - Поль Лаберенн

В целях полноты изложения мы скажем несколько слов о еще более любопытных теориях, в которых участвуют совсем новые понятия времени, а «идеальный» наблюдатель, измеряющий промежутки времени, имеет дело то с одной, то с другой стороной одних и тех же явлений. На этой основе создаются правила измерения двух времен, из которых одно остается конечным, а другое уходит в бесконечность.

Первым высказал подобную идею, кажется, Эддингтон. Рассматривая в одном из своих произведений процесс расширения вселенной, он предполагает одновременно существование двух наблюдателей: земного и космического. Земной наблюдатель, оставаясь в солнечной системе, которую можно считать не подверженной процессу расширения, продолжает измерять время обычным образом. Космический же наблюдатель приходит к выводу, что поскольку скорость света постоянна, необходимо выбрать единицу времени, связанную с единицей длины. Это будет, например, время, за которое луч света проходит определенное число космических единиц расстояния; точно так же можно определить нашу обычную секунду как время, за которое луч света проходит 300 000 км. Эта единица времени и единица длины будут оставаться для космического наблюдателя постоянными. Напротив, с точки зрения земного наблюдателя, космическая единица расстояния растягивается вместе со всей вселенной и соответственно с этим должна также пропорционально увеличиваться космическая единица времени. Она будет, следовательно, содержать все большее и большее число земных единиц времени, например секунд. Эддингтон отсюда выводит с помощью весьма элементарных математических расчетов, что[140] «…бесконечное число наших лет составило бы конечный интервал космического времени, то, что мы могли бы назвать уходящей в неисчислимую даль вечностью, было бы лишь определенной конечной датой космического календаря. С нашей точки зрения вселенная растянулась бы в эту эпоху до бесконечности, в глазах же космического существа мы сами уменьшились бы до состояния полного исчезновения».

И Эддингтон забавляется, ставя себя в положение космического наблюдателя:

«Мы играем на сцене жизни роль актеров драмы, поставленной для развлечения космического зрителя. По мере того, как сцены одна за другой меняются, он замечает, что актеры становятся все более и более маленькими и что действие ускоряется. В последнем акте за занавесом показываются лилипуты, несущиеся в своих ролях бешеным галопом. Все быстрее и быстрее. Последняя микроскопическая вспышка неистового возбуждения. И вот уже ничего нет!»…

Такова фантастическая полуфилософская картинка, которую английский ученый рисует с помощью своего воображаемого космического существа. Он видит в ней согласно своему собственному выражению, лишь «погоню за новой игрой», хотя совершенно произвольное введение космического наблюдателя в масштабах вселенной напоминает скорее об его идеалистических тенденциях.

Заметим, наконец, что если в прошлом встречается конечный момент, датируемый земным наблюдателем как начало «творения», столь дорогое Эддингтону, то он соответствует также конечному моменту времени для космического наблюдателя.

Система двух времен Милна напоминает об идее Эддингтона, однако претендует на гораздо большую научность. Она была предложена английским астрономом при разработке гипотезы о взрыве вселенной. Чтобы понять ее истоки, необходимо сначала подчеркнуть существенное различие между теорией Милна («взрыв» вселенной) и теорией Леметра (расширение вселенной). В последней теории расширение вселенной не происходит всюду одинаково. Оно имеет место лишь для расстояний, отделяющих друг от друга острова вселенной — галактики, — в то время, как системы внутри галактик (в частности, планетные системы) сохраняют свои размеры. По Милну же вселенная взрывается таким образом, что все ее материальные объекты, где бы они ни находились, удаляются друг от друга со скоростью, пропорциональной их взаимным расстояниям. Следовательно, земные объекты подчиняются тому же самому закону, что и галактики. Остаются неизменными лишь расстояния, связанные с радиацией, в частности, световой, что и позволяет обнаружить это расширение.

Исходя из этой гипотезы и принимая лишь часть теории Эйнштейна,[141] Милн построил новую теорию относительности, которую иногда называют «теорией сверхотносительности». Согласно этой теории, можно по выбору принять одну из следующих двух гипотез: а) длины волн, характерные для различных световых лучей, сохраняются, и вселенная расширяется (это — точка зрения, изложенная в предыдущем параграфе); б) вселенная сохраняет свои размеры, но свойства излучения меняются со временем. С течением времени свет, излучаемый различными телами в одних и тех же условиях, становится все более и более «фиолетовым», т. е. длины волн световых лучей все более и более уменьшаются. И наоборот, в прошлом излучаемый свет был более «красным» (длины волн были большими) и этим можно объяснить так же хорошо, как и с помощью эффекта Допплера в первой гипотезе — почему лучи света, приходящие от спиральных туманностей и начавшие свой путь миллионы световых лет назад, являются тем более «красными», чем более удалены от нас эти острова вселенной.[142]

Можно также предположить, как это делает Эддингтон, об одновременном существовании двух наблюдателей. Один из них не предполагает, что вселенная расширяется, и продолжает брать в качестве единиц длины и времени такие величины, которые связаны с размерами материальных объектов вселенной и с их движениями. Другой же связывает свою систему единиц со свойствами лучей света и определяет метр, как величину, в которой укладывается определенное число раз длина волны некоторой линии спектра кадмия, а секунду — как время, за которое свет пробегает в пустоте 300 миллионов метров. В настоящую эпоху оба наблюдателя пришли бы при различных измерениях пространства и времени к одинаковым результатам. Но если возвращаться в прошлое или идти в будущее, то эти результаты должны были бы отличаться друг от друга. В частности, мы пришли бы к рассмотрению двух систем времени. Время первого наблюдателя, связанное с движением небесных тел, есть динамическое или астрономическое время, вычисляемое в статической вселенной, т. е. в предположении, что расширение вселенной отсутствует. Другой наблюдатель, становясь на противоположную точку зрения и допуская реальность расширения вселенной, будет иметь дело с кинематическим временем, измерение которого связано со свойствами света, рассматриваемыми как неизменные. В соответствии с их природой различные физические явления отражают в большей или меньшей степени течение одного или другого из этих двух времен.

Если возвращаться к прошлому, то длина волны определенных лучей для некоторого тела будет все более увеличиваться с точки зрения первого наблюдателя (астрономический наблюдатель), но оставаться постоянной с точки зрения другого (кинематический наблюдатель). Длина метра кинематического наблюдателя, содержащего определенное число длин этих волн, будет также увеличиваться с точки зрения астрономического (динамического) наблюдателя. «Кинематические» 300 000 км, пробегаемые светом за «кинематическую» секунду, если их измерять в динамических единицах, окажутся больше, чем 300 000 км, пробегаемые светом за «динамическую» секунду. Каждая секунда кинематического времени будет содержать, следовательно, все большее число динамических секунд. Можно тогда легко показать, что между двумя системами времени существует связь, аналогичная той, которая имела место между временем космического и временем земного наблюдателей в гипотезе Эддингтона. В конце концов мы получим, что бесконечно далекое прошлое, отсчитываемое по динамическому времени, соответствует конечному кинематическому времени. Таким образом, мы получаем в этом случае две шкалы времени, которые уже давно противопоставлялись астрономами одна другой: короткая шкала времени, если стать на кинематическую точку зрения и рассматривать расширения как реальное, а вселенную существующую только несколько миллиардов лет; длинная шкала времени, если стать на «классическую» астрономическую точку зрения и рассматривать вселенную как существующую бесконечное время, но эволюция которой идет по одному-единственному пути. В этой длинной шкале времени галактики насчитывают сотни миллиардов лет, но на формирование галактик ушло перед этим бесконечно большое число лет. В будущем же оба времени станут бесконечными одновременно, возрастая с разной скоростью.

Эта новая теория Милна вызвала еще более живую дискуссию, чем его первая гипотеза взрыва. Поскольку в отличие от гипотезы взрыва новая гипотеза как будто позволяет (по крайней мере частично), избежать упреков в креационизме, то вполне понятен тот интерес, который проявили к ней некоторые рационалисты. Однако, если рассмотреть ее детальнее, видно, что сами основы этой теории могут быть подвергнуты очень серьезной критике. Действительно, введение кинематического времени наряду с динамическим, есть лишь, как говорит де Ситтер, нечто вроде «математической уловки», имеющей цель избежать упрека в креационизме, и следует сознаться, что эволюция вселенной, описанная Милном, напоминает в какой-то мере теорию Леметра и соприкасается с ней именно в тех пунктах, которые не устраивают материалиста. Кроме того, введение двух систем времени соответствует существенной дифференциации в структуре вселенной (таково, как будто, мнение Милна) — и мы остаемся неудовлетворенными, имея налицо противопоставление двух противоречащих друг другу подходов к реальной действительности: одного — в отношении вещества и другого — в отношении излучения. Мы хорошо знаем, что такие противопоставления сейчас в моде и что многие физики уступают этому веянию в отношении внутриатомных процессов, рекламируя таинственный принцип «дополнительности». Но мы продолжаем придерживаться в согласии с принципами диалектического материализма того мнения, что противоречие только тогда имеет цену, когда оно рассматривается лишь как этап на пути более широкого и более перспективного синтеза.