G. J. Whitrow The Natural Philosophy of Time icon

G. J. Whitrow The Natural Philosophy of Time



НазваниеG. J. Whitrow The Natural Philosophy of Time
страница1/35
Дата конвертации12.09.2012
Размер5.21 Mb.
ТипДокументы
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   35
1. /whitrow.docG. J. Whitrow The Natural Philosophy of Time

G.J.Whitrow

The Natural Philosophy of Time

Thomas Nelson and Sons Ltd London and Edinburgh, 1961

Дж. Уитроу

Eстественная философия времени

Перевод с английского

Ю. Молчанова, В. Скурлатова, С. Шушурина

Общая редакция

проф. М. Э. Омельяновского

Издание второе, стереотипное

Г Москва • 2003

УРСС

ББК 87.21, 87.22, 22.313

Уитроу Дж.

Естественная философия времени: Пер. с англ. / Общ. ред. М. Э. Омелъя-новского. Изд. 2-е, стереотипное. — М.: Едиториал УРСС, 2003. — 400с.

ISBN 5-354-00247-8

Настоящая книга представляет собой обобщающий труд, охватывающий проблему времени с разных сторон. Рассматривая проблему времени со стихийно-материалистических позиций, отвергая идеалистические попытки оторвать время от временнйх вещей, автор пытается дать анализ времени в его объективном отношении ко Вселенной, к пространству и человеку.

Издательство «Едиториал УРСС». 117312, г. Москва, пр-т 60-летия Октября, 9.

Лицензия ИД №05175 от 25.06.2001 г. Подписано к печати 06.11.2002 г.

Формат 60x84/16. Тираж 960 экз. Печ. л. 25. Зак. № 63.

Отпечатано в типографии ООО «Рохос». 117312, г. Москва, пр-т 60-летия Октября, 9.

УРСС

издательство

научной и учебной литературы

E-mail: urss@urss.ru Каталог изданий в Internet: http://urss.ru Тел./факс: 7 (095) 135-44-23 Тел./факс: 7 (095) 135-42-46

ISBN 5-354-00247-8

© Перевод с английского: Ю. Молчанов, В. Скурлатов, С. Шушурин, 1964, 2002

© Едиториал УРСС, 2002

ПРЕДИСЛОВИЕ

Недавно проф. Синг заявил, что, с его точки зрения, из всех физических измерений наиболее фундаментальным является измерение времени и что «теория, на которой основаны эти измерения, является самой важной» (J. L. Synge, «The New Scientist», 19th February 1959, p. 410). Он утверждал, что Евклид направил нас по ложному пути, взяв в качестве первичного понятия науки пространство, а не время. Отсутствие до сих пор какого-либо общепринятого термина для наименования исследований времени служит очевидным доказательством этого любопытного пренебрежения.
Синг предложил использовать слово «хронометрия» для обозначения той части науки, которая имеет дело с понятием времени в столь же широком смысле, как «геометрия» имеет дело с понятием пространства. Делая это предложение, он указал на то, что чистая, или теоретическая, хронометрия должна отличаться от прикладной, или практической, хронометрии (то есть техники изготовления часов, астрономического определения времени, дендрохронологии, определения возраста минералов по содержанию радиоактивного изотопа углерода и т. д.).

Первый набросок данной книги уже был закончен, когда появилась статья Синга о времени. Мне было приятно узнать, что труд, которым я занимался на про-

7

тяжении предыдущих пяти лет, может помочь заполнить, пусть недостаточно, общепризнанную брешь в литературе по естественной философии.

Я хотел бы поблагодарить д-ра Г. П. Моррисона за то, что он побудил меня написать эту книгу и за его постоянную поддержку; проф. М. С. Бартлетта из Университетского колледжа, Лондон, — за разрешение иметь доступ к машинописному экземпляру лекции, которую он прочел на встрече Группы философии науки в,сентябре 1956 года; проф. Адольфа Грюнбаума из Питсбургского университета — за присылку мне оттисков статей, а также препринта его интересной статьи из выходящего сборника «Философия Рудольфа Карнапа» в серии «Библиотека живущих философов», издаваемой П. А. Шилпом. По приглашению Гамбургского университета в мае I960 года я прочел в Гамбурге три публичные лекции на материале этой книги, и я хотел бы поблаго-дарить проф. О. Хекмана, директора Гамбургской обсерватории, который любезно предоставил мне возможность прочесть эти лекции. Больше всего я благодарен моему старому другу Питеру Берджессу за чтение корректур. Я хотел бы также выразить мое непреходящее чувство признательности покойному проф. Э. А. Милну, который еще четверть века назад предвосхитил мысли Синга. И, наконец, я выражаю благодарность своей жене за ее постоянную помощь.

Уместно добавить, что читатели, которые знают математику в ограниченном объеме, не много потеряют в уяснении основных аргументов, если они лишь бегло прочтут следующие параграфы: 7, 8, глава III; 2, 3, глава IV; 4, 5, 6, глава V.

Дж. Дж. У. 17 сентября 1960 года

I. Универсальное время

1. «УСТРАНЕНИЕ» ВРЕМЕНИ

История натурфилософии характеризуется взаимо* действием двух противоположных точек зрения, которые можно связать с именами Архимеда и Аристотеля, этих интеллектуальных гигантов античности, труды которых имели решающее значение для основателей современной науки, живших в эпоху позднего средневековья и Возрождения. Архимед служит прототипом тех, чья философия физики предполагает «элиминацию» («устранение») времени ', то есть тех, кто полагает, что временной поток не является существенной особенностью первоосновы вещей. С другой стороны, Аристотель служит предшественником тех, кто рассматривает время как фундаментальное понятие, поскольку он утверждал, что имеется реальное «становление» («comings-into-being») и что мир имеет в своей основе временную структуру2.

Архимед был основателем гидростатики как науки и автором первого важного трактата по статике. Что Евклид сделал для ремесла каменщика, то Архимед сделал для практического и интуитивного знания целых поколе-

1 Этот термин был предложен Эмилем Мейерсоном («Тождественность и действительность», М., 1912, стр. 225).

2 Более ранними и более расплывчатыми концепциями, которые могут считаться предшествующими этим двум точкам зрения, являются концепции Парменида и Гераклита. Парменид утверждал, что последняя физическая реальность вневременна, тогда как центральная доктрина Гераклита заключалась в том, что мир является совокупностью событий, а не вещей. (Современный анализ аристотелевской философии природы см. в: J. H. Randal I, jun., Aristotle, New York, 1960.)

9

аий инженеров, которые пользовались простейшими машинами, например весами и рычагом. Он заложил теоретическую основу этого знания и, следуя примеру Евклида, изложил его в виде логически стройной системы. Его трактат «О равновесии плоскостей» представляет собой выдающийся пример научного изложения, основанного на строгих выводах из вполне очевидных предпосылок. Он представляет собой тот идеал, который столь настойчиво в наши дни искали Эйнштейн и другие ученые, — состоящий в сведении физики к геометрии, но понятие времени в нем не встречается.

Аристотелевская трактовка физических проблем была совершенно иной. Метафизический принцип, согласно которому каждое изменение требует причины, был фундаментальным для образа мысли Аристотеля. Например, книга VII «Физики» начинается с утверждения: «Все, что движется, движимо чем-то еще». Этот постулат физики вынуждены были отвергнуть еще до того, как была сформулирована современная динамика. Тем не менее, какими бы ошибочными ни казались теперь принципы Аристотеля, то, что они столь долго были общеприняты, показывает, что они являлись столь же «самоочевидными», как аксиомы и постулаты Евклида и Архимеда. Существенное различие между ними заключалось в следующем: что бы ни думали сами математики, они фактически имели дело с абстрактными предельными случаями, тогда как Аристотель был эмпириком, которого интересовала исключительно действительная физическая вселенная, в том виде, как он ее себе представлял, и поэтому он разделял все ошибки этой ограниченной концепции. Действительно, аристотелевскую физику надо было свергнуть, прежде чем возникла современная физика, и следовало применить метод Архимеда.

Тем не менее физика Аристотеля со всеми своими недостатками в одном жизненно важном отношении превосходила физику Архимеда. Определенность и ясность принципов Архимеда в большой степени явились результатом того, что эти принципы затрагивали, так сказать, поверхность явлений и не добирались до глубин. Логически идеальный трактат Архимеда о статике был на деле менее глубоким и менее богатым в смысле перспектив его дальнейшего развития, чем не лишенная не-

W

достатков работа Аристотеля. Причина этого ясна: Архимед обходил проблему движения; Аристотель же ею непосредственно занимался. В натурфилософии Архимеда законы природы представляют собой законы равновесия, и связанные с временем понятия не играют в ней никакой роли, тогда как для Аристотеля*природа была «началом движения и изменения» ' и не могла быть понята без анализа времени.

Хотя сугубо фундаментальная по отношению к нам природа времени очевидна, как только мы осознаем, что наши суждения о времени и событиях во времени сами существуют «во» времени, тогда как наши суждения о пространстве, по-видимому, не относятся в каком-либо ясном смысле к месту в пространстве, на физиков значительно более глубоко влияет тот факт, что пространство кажется нам данным все сразу, тогда как время предстает перед нами только кусочками. Прошлое надо восстанавливать с помощью ненадежной памяти, будущее скрыто от нас, и только настоящее непосредственно переживается нами. Это удивительное различие пространства и времени нигде не имело большего влияния, чем в физической науке, основанной на понятии измерения. Свободная подвижность в пространстве ведет к представлению о перемещаемой единице длины и неизменной измерительной линейке. Отсутствие свободной подвижности во времени лишает нас уверенности в том, что процесс длится то же самое время всякий раз, когда он повторяется. Следовательно, как заметил Эйнштейн, «для физического мышления характерно... что оно старается-в принципе иметь дело с одними лишь «пространственно-подобными» понятиями и стремится выразить с их помощью все отношения, имеющие форму законов» 2. Правда, Эйнштейн в термин «пространственно-подобный» включил понятия времени и события, в том виде, в каком они использовались в его теории, но он полагал, что более естественно «мыслить физическую реальность четырехмерным континуумом вместо того, чтобы, как прежде, считать ее эволюцией трехмерного континуума»3. Таким образом, для эффективного изучения

1 Аристотель, Физика, кн. 1ИГ, Соцэкгиз, 1937, стр. 49.

2 А. Е I n s t e i n, Relativity: The Special and the General Theory (trans. R. W. Lawson), London, 1954, p. 141.

3 A. E i n s t e i n, op. cit., p. 150,

11

временного аспекта природы люди используют свою изобретательность, чтобы придумать средство, при" помощи которого специфические характеристики времени либо игнорировались бы, либо искажались. (Действительно, это очевидно даже на уровне обычного разговора, когда мы говорим о «коротком промежутке времени», словно интервал времени можно рассматривать как интервал пространства.) Великие достижения в физической науке были совершены при строгом проведении этой парадоксальной политики.

Нет ничего специфически современного или революционного в тенденции подчинить время пространству. Еще в 1872 году в своей знаменитой речи «О границах естественных наук» Эмиль Дюбуа-Реймон категорически заявил, что познание природы заключается в сведении всех изменений в физическом мире к движениям атомов, управляемых независящими от времени силами. Четверть века ранее Рельмгольц в своей лекции «О сохранении силы» утверждал, что задача физики в конце концов заключается в сведении всех явлений природы к силам притяжения и отталкивания, интенсивность которых зависит только от расстояния между телами. Только в том случае, если эта проблема разрешима, можно-де быть уверенными, что природа познаваема. Подобный же взгляд высказал Пуансо в «Элементах статики»: «В идеальном знании мы знаем только один закон — закон постоянства и однородности. К этой простой идее мы пытаемся свести все другие, и, как мы думаем, только в этом сведении заключается наука».

Возвращаясь к XVIII столетию, мы находим, что взгляды Лавуазье основывались на постулате, что в ка-ждом химическом преобразовании имеет место сохранение «материи»: «На этом принципе основано все искусство химического эксперимента» ', Химическое уравнение является выражением принципа тождества, сохранения устранения времени (time-elimination) — короче говоря, выражением того, что, вопреки видимым внешним изменениям, в основном ничто не происходит. Поэтому специалист по философии науки Эмиль Мейерсон заключил, что «наука, стараясь стать «рациональной»,

1 A. Lavoisier, Oeuvres, v, I, Paris, 1864, p. 101,

12

стремится все более и более уничтожить изменение во времени» '.

В математической физике современник Лавуазье Ла« гранж был предшественником Мииковского и Эйнштейна, когда утверждал, что время можно рассматривать' как четвертое измерение пространства*. Он понимал, что наподобие осей геометрической системы координат временная переменная аналитической механики, основанной на ньютоновских законах движения, не является однонаправленной и что в принципе все движение и динамические процессы, подчиняющиеся этим законам, обра-« тимы. Более того, начало отсчета ньютонианского времени можно выбрать так же произвольно, как и начало декартовой системы координат. Рассматривая физическое время как четвертое измерение пространства, Лагранж вообще исключил время из динамики.

«Устранение» времени из естественной философии тесно связано с влиянием геометрии. Архимедовская теория статических явлений почти полностью была гео-метрической (негеометрические элементы в ней не являлись непосредственно очевидными, например, неявное предположение, что момент вращения вокруг точки опоры нескольких грузов, размещенных вдоль одного плеча рычага, будет таким же, как если бы все грузы были сосредоточены в их центре тяжести). Великие достижения Галилея в динамике в большой степени были обусловлены удачным использованием им изображения времени геометрически в виде прямой линии. Главная цель глубоких исследований Эйнштейна о силах природы хорошо выражена термином «геометризация физики»; время полностью растворяется в геометрии многомерного пространства. Таким образом, вместо игнорирования временного аспекта природы, как это делал Архимед, математики и физики нового времени пытались объяснить время через пространство, и в это.м им помогали философы, особенно идеалисты 2.

!Э Мейерсон, Тождественность и действительность, М.,

1912, стр. 244. , „

2 Подобное положение наблюдается также среди биологов. Несколько лет назад Дж. 3. Янг был вынужден обратить внимание на тот факт что «подчеркивание направленности биологической активности удивительно непопулярно среди некоторых биологов; такое подчеркивание сопровождается (несправедливо) наклеиванием ярлы-

13

2. НАПРАВЛЕННОСТЬ

И СИММЕТРИЧНОЕ ВРЕМЯ

Если понятие времени в физике подчинено Понятию пространства, то мы должны как-то объяснить асимметрию прошлого и будущего, которой характеризуется наш временной опыт. Несмотря на возрастающие трудности, предпринимались все более и более эне!ргичные попытки решения этой проблемы.

Несмотря на достижения Лавуазье и Лагранжа, очевидность направленности в природе не могла игнорироваться основателями термодинамики в начале XIX столетия. В своем классическом «Размышлении о движущей силе огня», опубликованном в 1824 году, Сади Карно установил, что, хотя энергия может сохраняться, она тем не менее может быть бесполезной для совершения механической работы. Связанный с этим принцип был сформулирован Клаузиусом в виде следующей аксиомы: теплота переходит от горячего тела к холодному, но не наоборот. Клаузиус отметил, что этот закон, сформулированный им с помощью абстрактного понятия энтропии, противоречит обычной точке зрения о неизменности общего состояния мира, в котором изменения в одном направлении в данном месте и в данное время уравновешивались изменениями в обратном направлении в другом месте и в другое время. Хотя первый закон термодинамики (сохранение энергии:) как будто бы подтверждает этот взгляд, второй закон (увеличение энтропии) полностью противоречит ему. «Отсюда следует, что состояние вселенной должно все более и более изменяться в определенном направлении»1..

Интересно, что никто до Карно, по-видимому, не понимал по-настоящему этот принцип и вытекающие из него следствия. Даже Гераклит считал, что его вечный поток является циклическим процессом. Принцип Карно был признан с большим сопротивлением, и неоднократ-

ка «телеологический» в качестве неявного упрека. Однако ни один человек, имеющий дело с живыми существами, не может игнорировать эту направленность». (См. его работу: I. Z. Y о u n g, Evolution Nerveous System, в: «Evolution: Essays on Aspects of Evolutionary Biology», edited by G. R. de Beer, Oxford, 1938, p, 180.)

1 См. Э. Мейерсон, цит. соч., стр. 281, 14

но делались попытки избежать его космологических следствий. Идея непрерывного изменения вселенной в одном и том же направлении до тех пор, пока не будет достигнуто полное тепловое равновесие, была чужда многим ученым. Эмиль Мейерсон обратил внимание на следующие примеры. Так, Геккель в 1900 году заявлял, что «если бы это учение об энтропии было правильно, то предполагаемому «концу» мира должно было бы соответствовать и «начало», минимум энтропии, при котором температурное различие между обособленными частями вселенной было бы наибольшим. С точки зрения нашей монистической и строго последовательной концепции вечного космогенетического процесса оба воззрения одинаково несостоятельны, оба противоречат закону субстанции... Второе основоположение механической теории теплоты противоречит первому и должно быть отвергнуто» '. Он утверждал, что принцип Карно можно применять только к «отдельным процессам», но «в огромном же целом мироздания господствуют совершенно иные отношения». Подобным же образом химик Арре-ниус писал в 1909 году, что «если бы Клаузиус был прав, то эта «смерть тепла» за бесконечно долгое время существования мира давно бы уже наступила, чего, однако, не случилось». Кроме того, мы не можем предполагать, что имелось начало, так как энергия не может быть сотворена. Следовательно, «это для нас совершенно непонятно»2. Комментируя приведенные утверждения, Мейерсон указал, что точка зрения и Геккеля, и Арре-ниуса определялась тем, что «люди науки испытывали как будто скрытое отвращение к идее постоянной изменчивости вселенной в одном и том же направлении», и это отвращение «коренилось в понятиях о сохранении»3. Больцман пытался обойти космологические следствия принципа Карно, допуская возможность существования областей во вселенной, в которых тепловое равновесие достигнуто, и областей, в которых время течет в противоположную сторону по сравнению с течением времени в нашей звездной системе. Он полагал, что для вселенной в целом два направления времени неразличимы, так

1 Э. Геккель, Мировые загадки, М., 1937, стр. 290.

"С. Аррениус, Образование миров, М., 1909, стр. 147—148.

3 Э, Мейерсон, цит._ соч., стр, 285,

15

же как в пространстве не имеется ни верха, ни низа. Позднее, в 1931 году, в дискуссии, организованной Британской ассоциацией, на тему «Эволюция вселенной» Оливер Лодж заявил, что второму закону термодинамики уделяется слишком много внимания и что «конечное и неизбежное увеличение энтропии до максимума является пугалом, идолом, перед которым философам не следует преклонять колени».

Именно на этой дискуссии Э.' Милн отметил логическую погрешность доказательства, согласно которому энтропия вселенной как целого автоматически стремится к максимуму. Он отметил, что для обоснования второго закона термодинамики требуется следующая дополнительная аксиома: где бы во вселенной ни происходил процесс, вселенную можно разделить на две такие части, что на одну из частей процесс совершенно не будет оказывать влияния '. Эта аксиома, однако, автоматически исключает процессы, распространяющиеся на весь мир.'Тем не менее Милн был достаточно осторожен и заметил: мы не можем сказать, что энтропия вселенной не увеличивается, ибо каждый локальный необратимый процесс вызывает такое увеличение. Мы можем сказать только то, что мы не имеем средства оценивать изменение энтропии для всей вселенной, так как мы способны вычислять такое изменение для «замкнутых систем», имеющих что-то вне себя, но вселенная ex hypo-thesi не имеет ничего (физического) вне себя.

Одна из самых смелых и наиболее радикальных попыток отказаться от существования какой-либо объективной временной направленности в физической вселенной была сделана в 1930 году видным специалистом в области физической химии Дж. Н. Льюисом 2. Он утверждал, что идея «стрелы времени», если использовать образное выражение Эддингтона, почти полностью обусловлена явлениями сознания и памяти и что во всех областях физики и химии достаточно понятия «симметричного» времени. Льюис заявил, что почти всюду из этих наук удалены идеи однонаправленного времени и однонаправленной причинности, как будто физики сознавали, что эти идеи вводят посторонний «антропоморф-

1 Е. A. Milne, Modern Cosmology and the Christian Idea of God, Oxford, 1952, p. 149.

2 Q. N. Lewi$, «Science»,
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   35



Похожие:

G. J. Whitrow The Natural Philosophy of Time icon110% Natural 15

G. J. Whitrow The Natural Philosophy of Time iconLarge Hadron Collider is it safe for our planet or not? Let’s compare the facts
«When cosmic rays bombarding the Earth from time to time they are energetically equivalent to collisions on the lhc»
G. J. Whitrow The Natural Philosophy of Time iconPhilosophy in slave society

G. J. Whitrow The Natural Philosophy of Time iconPhilosophy in slave society

G. J. Whitrow The Natural Philosophy of Time iconДокументы
1. /philosophy.doc
G. J. Whitrow The Natural Philosophy of Time iconДокументы
1. /Utsebn.Philosophy.doc
G. J. Whitrow The Natural Philosophy of Time iconДокументы
1. /Still`Philosophy of Osteopathy.doc
G. J. Whitrow The Natural Philosophy of Time iconPhilosophy of nonviolence: 6 principles
Философия ненасилия: шесть принципов из книги „Путь к свободе Мартин Лютер Кинг, 1958
G. J. Whitrow The Natural Philosophy of Time iconДокументы
1. /The MIT Press - 1997 - Mind Design II. Philosophy, Psychology, Artificial Intelligence -...
G. J. Whitrow The Natural Philosophy of Time iconOh, I like to sleep till noon-time every day, Oh, she likes to sleep till noon-time every day

Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов