Одним из наиболее видных ученых, стремящихся распространить принцип возрастания энтропии на Вселенную, следует признать Л Больцмана, который дал статистическое толкование второго начала термодинамики. Больцман рассмотрел Вселенную как механическую систему, состоящую из огромного числа частиц и существующую неизмеримо долго. В этой системе наиболее вероятным является состояние равновесия и, как его следствие, смерть. Менее вероятны но принципиально возможны случаи, когда в отдельных областях системы возникают неравновесные состояния. Такие вспышки жизни возникают (по Больцману) в различных областях Вселенной и в разное время. В любой момент времени имеются области, в которых разгорается жизнь и в которых она затухает. Мы живем в той области Вселенной, где происходит замирание жизни, поэтому для наших условий характерно возрастание энтропии. В других областях, где имеет место вспышка жизни, энтропия должна уменьшаться.
Иными словами, чтобы сохранить второе начало и энтропию Больцман предложил нам такое развитие Вселенной, где жизнь Миров представляет собой кратковременные вспышки на фоне всеобщей смерти.
Козырев избрал другой путь. Учитывая все вышесказанное и желая быть последовательным и убедительным при объяснении развития звездного Мира, он пришел к необходимости отыскать причину, препятствующую возрастанию энтропии в Природе. Поскольку проблема преодоления тепловой смерти Мира связана с проблемой происхождения свечений Солнца и звезд, Козырев должен был решить задачу о природе звездной энергии.
Обычно считают, что внутри звезд есть специальный источник энергии, наподобие аккумуляторов, постепенная разрядка которых обеспечивает длительность жизни звезд. В результате светимости (расход энергии в единицу времени) звезды охлаждаются и сжимаются. Сроки жизни таких звезд, вычисленные Гельмгольцем и Кельвином, оказались слишком короткими. Так, например, срок жизни Солнца примерно 30 миллионов лет. Но, по достоверным геологическим данным, Солнце имеет значительно больший возраст.
Результаты исследований Н. А. Козырева показали, что предположение о существовании внутри звезд источников энергии, не зависящих от процесса охлаждения, не соответствует действительности. "Так как возраст звезд значительно больше времени охлаждения, необходимо признать, что звезда, теряя энергию и сжимаясь, вызывает некоторые процессы, компенсирующие эту потерю энергии". И Козырев пришел к потрясающему выводу. "Звезда представляет собой машину, вырабатывающую энергию за счет прихода ее извне… главным, постоянно пополняемым источником энергии является время, являющееся активным участником Мироздания" [52].
Небесные тела (планеты и звезды) представляют собой машины, вырабатывающие энергию, а "сырьем для переработки" служит время. Именно время не дает звездам погаснуть, то есть прийти в равновесие с окружающим их пространством.
Н. А. Козырев сумел обнаружить среди астрономических объектов такие, в которых процессы "превращения времени в энергию" протекают особенно активно: радиоастрономические Галактики, источники мощного рентгеновского излучения ("черные" дыры), белые карлики, нейтронные звезды [158, с. 45].
Изучив свойства времени, Козырев пришел к выводу. "Для Вселенной в целом влияние активных свойств времени проявляется в противодействии наступлению тепло вой смерти".
Позднее, разработав теорию причинной механики и экспериментально доказав ее правоту, Н. А. Козырев признал, что наряду с пересмотром законов классической механики необходимо пересмотреть и мировые законы термодинамики, и, в первую очередь, второе начало - о возрастании энтропии во всех естественных процессах. Ну как тут не признать Н. А. Козырева "авантюристом"! Ведь он замахнулся на святая святых - энтропию! Энтропия была введена в термодинамику Р. Клаузиу сом в 1865 году. Она представляет собой величину, которая годится для количественной оценки исключительно идеальных (равновесных, обратимых) процессов. Для изучения реальных (неравновесных, необратимых) процессов энтропия Клаузиуса непригодна. Именно поэтому член корреспондент АН БССР А. И. Вейник, так сказать, еще один "авантюрист", считает 1865 год годом начала застоя в термодинамике [59, с. 28]. Из-за всеобъемлющего характера термодинамики - королевы наук - застой перерос в кризис, охвативший практически все области человеческих знаний.
С целью выхода из кризиса А. И. Вейник разработал новую теорию, в которой вместо энтропии вводится фундаментальное понятие - термический заряд (термон), характеризующий термическую форму движения материи во всех ее проявлениях. Исключение из термодинамики энтропии обусловило необходимость исключения из общей теории второго начала. А. И. Вейник показал, что с философской точки зрения принцип возрастания энтропии никоим образом нельзя рассматривать как решение вопроса о законах развития Мира.
Именно к этому выводу пришел в своих теоретических и экспериментальных исследованиях и Н. А. Козырев.
Заключительный аккорд своей "Термодинамики" А. И. Вейник сформулировал следующим образом [59, с. 443]:
"Представьте себе безбрежный океан сверкающей лавы человеческих знаний. Он клокочет и не может найти выхода. Сдерживающая его плотина заперта на заржавленный, вековой давности висячий замок, имя которому - энтропия. Временами лава там и сям переливается через край, образуя яркие, искрящиеся, но быстро застывающие короткие "потоки - это теория относительности, квантовая механика и другие всплески человеческого гения.
Плотина все еще стоит, лишь иногда под могучими ударами волн выходящего из берегов океана натужно поскрипывает механизм старого замка. Мало кто осмеливается к нему прикоснуться. Эта книга - первый молоток, который вот уже в третий раз заносит автор над злополучным замком. Что ожидает плотину в будущем? Она неизбежно должна рухнуть. Сейчас пока трудно сказать, что уцелеет на пути освобожденной лавы. Но с несомненностью можно утверждать следующее: чем дольше продержится пресловутый замок, тем выше будет напор лавы, и тем, следовательно, разрушительнее станет ее сила".
3.1.2. Причинная механика H. А. Козырева
С первых дней жизни начинается познание человеком окружающего его Мира. В маленьком Мире ребенка все целесообразно. Ребенок знает, что, спросив: "Для чего?", - он получит ответ на этот вопрос. Но вот расширяется Мир, растворяется окно, и под шум капель весеннего ливня раздается вопрос: "Почему идет дождь?" Так постепенно все больше и больше новый вопрос "почему?" начинает вытеснять обычный в детстве вопрос "для чего?". Опыт нашей жизни показывает, что этот вопрос - законный, что на него всегда должен существовать ответ. Таково величайшее свойство Мира, называемое причинностью. Благодаря этому свойству возможно научное познание Мира.
Постоянно встающий перед ученым вопрос "почему?" ведет его все дальше в поисках глубинных принципов, которые должны выражать основные свойства материи, пространства и времени. Логика и математика превратили учение об этих общих свойствах Мира в точную науку - классическую механику. По своему содержанию эта наука - гордость человеческой мысли - должна быть высшим обобщением наших знаний о Мире, являться сутью естествознания. Тем не менее она воспринимается нами как наука сухая и, может быть, даже скучная. Возможно, эти ощущения указывают на неполноценность принципов точных наук.
Дело в том, что эта наука описывает Мир, неадекватный тому реальному Миру, в котором мы живем. "Механика Ньютона и квантовая механика Борна приводят к первому и второму началам термодинамики, поэтому в Мирах, отвечающих этим механикам, возможны только процессы, сопровождающиеся ростом энтропии и ведущие к тепловой смерти" [58, с. 314]. В действительности же реальный Мир успешно борется со смертью противоположными процессами - процессами жизни, действующими против возрастания энтропии.
Почему же такое стало возможным? Оказывается, дело в том, что теоретическая механика Ньютона строго детерминирована (определена), а квантовая механика Борна полностью не определена.
Жесткий детерминизм, иссушающий Мир, действительно вытекает из уравнений классической механики и является сущностью ее законов. Уравнения позволяют одинаково точно предвычислять явления как в будущем, так и в прошедшем. Но поскольку причины предшествуют следствиям, такое возможно только при равноценности причин и следствий. Такой принцип противоречит понятию причинности, принятому в естествознании. Натуралист всегда отличит причину от следствия по ряду признаков. Например, если при воспроизведении явления А появляется явление В, то это значит, что А - причина, а В - следствие. Наоборот, воспроизводя В, мы не обязательно встретимся с явлением А, ибо следствие В может быть вызвано и другими причинами.
Хотя точная наука - классическая механика - использует понятия "действие" и "противодействие", "активные силы" и "пассивные силы", она исходит из того, что между этими понятиями нет разницы. Принцип равноценности причины и следствия совершенно исключил возможность ответа на вопрос "почему?". Точные науки отвечают только на вопрос "как?", то есть "каким образом произошла данная цепь явлений?" В результате точные науки все более становятся описательными, и именно в строгости описания заключается их могущество.
Разрыв между точными науками и естествознанием должен исчезнуть, если в основу точных наук будет положен принцип причинности, отличающий причины от следствий.
Во времени причина всегда предшествует следствию. Еще Лейбниц пришел к выводу, что отличие причин от следствий равносильно отличию будущего от прошедшего. А это означает объективное существование направленности времени или его течения (или хода). И хотя с течением времени мы встречаемся в нашей повседневной жизни постоянно, оно является совершенно новым понятием не только для механики, но и для современной физики. Интересно, что об этом писал академик В. И. Вернадский еще в 1939 году: "…Время натуралиста не есть геометрическое время Минковского и не время механики и теоретической физики, химии Галилея или Ньютона".
Действительно, механика пользуется только геометрическим" свойством времени - его длительностью, то есть интервалами между событиями. Эти интервалы времени измеряются секундами и имеют такие же пассивные свойства, как интервалы между точками пространства, которые измеряются метрами. Однако время обладает и другими свойствами.
Причины всегда приходят со стороны. Они являются внешними обстоятельствами по отношению к тем телам, где возникают их следствия. Поэтому между причинами и следствиями всегда существует сколь угодно малое, но не равное нулю пространственное различие δХ. А поскольку причина предшествует следствию, то между ними всегда существует сколь угодно малое, но не равное нулю временное различие определенного знака δt. Соотношение δХ / δt = C2 представляет собой математическое выражение хода времени [58, с. 338]. Величина С2 - скорость превращения причины в следствие. Чем больше величина С2, тем меньше промежуток времени, отвечающий одному и тому же интервалу пространства, и, следовательно, тем быстрее идет время. Ходом времени Козырев назвал саму величину С2, имеющую размерность скорости. Он установил, что она является псевдоскаляром, то есть меняет знак при переходе из левой системы координат в правую.
Механика Ньютона отвечает Миру с бесконечно большим ходом времени (С2 = ∞). При таком бесконечно большом ходе времени изменить его никак нельзя; все причинные связи становятся абсолютно прочными. Мир оказывается полностью детерминированным, а время кажется Роком, наделенным несокрушимым могуществом.
В квантовой физике Борна взаимодействие частиц описывается с помощью силового поля. Поскольку силовые поля могут накладываться одно на другое (принцип суперпозиции), то есть занимать одну и ту же часть пространства, то, следовательно, δХ = 0. Но в квантовой механике есть необратимость во времени. Воздействие на систему макроскопического тела - прибора - вводит различие между будущим и прошедшим, ибо будущее оказывается предсказуемым, а прошедшее - нет. Поэтому в квантовой механике δt ≠ 0, но поскольку δХ = 0, то и С2 = 0. Причинность становится совершенно запутанной, и явления природы приходится объяснять статистически [58, с. 344].
Итак, Мир квантовой механики - это мир, где нет течения времени, и причинноследственные связи просто отсутствуют. Такой Мир является миром неопределенности, индтерминизма [37, с. 83]. "Мир индетерминизма еще горше Мира полной детерминированности точных наук классического периода" [58, с. 318].
Теория квантовой механики, в которой могут быть только статистические закономерности, не позволяет проникнуть в сущность явлений. В ограниченной области физических явлений такая теория смогла привести к научным открытиям первостепенного значения, огромного практического эффекта. Но это ни в коей мере не доказывает соответствия Мира квантовой механики реальному Миру.
Перед нами два полюса: на одном из них жестко детерминированный Мир классической теоретической механики, а на другом - полностью неопределенный Мир квантовой механики. Оба эти полюса являются гипотетическими.
Механика реального Мира, по мнению Н. А. Козырева, должна быть основана на принципах причинности естествознания. Она должна удовлетворять условиям различия причин и следствий и быть, следовательно, механикой конечного хода времени. Такая механика должна включать в себя - как две крайние системы - механику классическую (С2 = ∞) и механику квантовую (С2 = 0).
Почти тридцать лет спустя академик РАЕН Г. И. Шипов, разработав принцип всеобщей относительности и создав теорию физического вакуума, доказал наличие причинности в механике реального Мира: "…Детерминизм и причинность в квантовой механике существуют, хотя вероятностная трактовка динамики квантовых объектов неизбежна" [60, с. 50].
Это подтверждает, насколько Н. А. Козырев был прав.
3.1.3. Время
Наука XX столетия находится в такой стадии, когда наступил момент изучения времени, так же как изучается материя и энергия, заполняющие пространство.
В. И. Вернадский
Время является важнейшим и самым загадочным свойством природы. Представление о времени подавляет наше воображение. Недаром попытки философов античности, схоластов средневековья и современных ученых понять сущность времени оказались безрезультатными. Вероятно, это происходит потому, что время сближает нас с глубочайшими и совершенно неизвестными свойствами Мира, которые едва ли может предвидеть самый смелый полет человеческой мысли.
Физический энциклопедический словарь толкует понятие времени так: "Время (как и пространство) является особой формой существования материи; время выражает порядок смены явлений" [50, с. 592]. Довольно философское объяснение времени, к тому же использующее только его геометрические свойства.
Профессор Н. А. Козырев, защитивший докторскую диссертацию на тему "Источники звездной энергии и теория внутреннего строения звезд", был первым ученым, кто создал физическую теорию Времени. Международная астрономическая федерация в 1970 году наградила его золотой медалью с бриллиантом. Один из директоров объединения лабораторий передовых исследований корпорации "Дуглас" Доктор Альберт Уилсон так сказал о нем: "Козырев - замечательный человек с глубокой интуицией. Его исследование некоторых базовых физических концепций, возможно, очень близко к истине, а выводы - революционные" [61 с 10].
Теоретически и экспериментально доказав правильность причинной механики, то есть механики с конечным ходом времени, Н. А. Козырев сделал гениальный вывод: физическое время выступает в качестве "движущей силы" или носителя энергии. Именно энергия времени является "топливом" для нашего Солнца и других звезд. Между причиной и следствием существует пространственно-временная точка, которая не принадлежит ни причине, ни следствию и является "пустой" точкой. Превращение причины в следствие требует преодоления "пустой" точки пространства. Эта точка является бездной, через которую перенос действия может осуществляться только с помощью хода времени [58, с. 339]. Переход причин в следствия со скоростью С2 происходит непрерывно во всем пространстве Мироздания. В связи с этим можно предположить, что все точки пространства Мироздания являются одновременно и материальными, и "пустыми", и что континуум, состоящий из "пустых" точек пространства (или, как их называет Н. А. Козырев, - бездна), представляет собой физический вакуум. Какие же свойства времени рассматривает Козырев в своей теории, опубликованной почти 35 лет тому назад? Вот некоторые из них:
- время имеет направленность или ход (от прошлого к будущему);
- оно вырабатывает энергию, противодействующую росту энтропии (хаоса);
- оно способно отражаться подобно световым лучам; - оно имеет плотность.
Ход времени
Если в свойствах материи, пространства и времени заключается возможность борьбы с тепловой смертью противоположными процессами (процессами жизни), значит, во Вселенной и действует принцип недостижимости равновесных состояний, а следовательно, существует различие между будущим и прошедшим. Универсальная несимметричность процессов во времени может иметь место только при несимметричности самого времени. Как гласит принцип Кюри [120, с. 4], "…дисимметрия может возникнуть только под влиянием причины, обладающей такой же дисимметрией".
Следовательно, время обладает свойством направленности, или течением (или ходом).
Опыты с различными гироскопами позволили Козыреву определить значение С2/π = 700 ± 30 км/с, то есть получить численное значение скорости перехода причины в следствие (или хода времени). Оказалось, что С2 = 2200 км/с. Эта величина постоянна и едина для всего Мира. Поэтому следует считать ход времени С2 - 2200 км/с таким же обязательным свойством времени, как скорость Zx =300 000 км/с считается обязательным свойством света. Здесь стоит напомнить, что ход времени С2 имеет определенный знак, одинаковый для всего Мира, и является псевдоскаляром, то есть скаляром, меняющим свой знак при переходе от правой системы координат к левой [58, с. 246]. Выяснилось также, что отношение С2/ С1 - 1/137, то есть приблизительно равно постоянной тонкой структуры Зоммерфельда. Происхождение этой фундаментальной безразмерной константы давно волновало ученых-физиков. Так, Ричард Фейман писал: "Вам, конечно, хотелось бы узнать, как появляется это число? Никто не знает. Это одна из величайших проклятых тайн физики: магическое число, которое нам дано и которое человек совсем не понимает". Как видим, Н. А. Козырев разгадал эту "величайшую проклятую тайну физики"!
Асимметрия Мироздания