Когель Дмитрий Михайлович. Начало времен

Начало времен.

Посвящается самодельным ученым с интернетовских форумов.

Вселенная, где ни магия, ни здравый смысл не способны победить логику.

Терри Пратчетт. Наука плоского мира.

Введение.

Однажды встретив в "Науке и жизни" статью Ченского, которая предлагала очередную циклическую альтернативу Большому Взрыву, я испытал такое возмущение, что не смог ее прочитать. Неужели люди не понимают, что система с причинно-следственной связью по времени и бесконечным назад временем неосуществима?

Нужен какой-то термин. Предлагаю говорить "эурихронная система" про систему с причинно-следственной связью по времени; "анарчизная система" про эурихронную систему с бесконечным назад временем и "анэфизм" о самой идее о невозможности анарчизных систем. "Эурихронный" значит "упорядоченный по времени", "анарчизный" - "безначальный", а "анэфизм" - "беспричинность", поскольку из этой идеи следует, что начало вселенной обязано не иметь никакой причины.

Анарчизные системы неосуществимы не только физически, но и логически, т.е. не могут быть осуществлены ни при каких законах физики.

Вообще, вначале я думал, что просто объясняю эту общепонятную истину ребятам на форуме. Но углубившись в соответствующую литературу я обнаружил, что, хотя наука и пришла (основываясь на красном смещении и ОТО) к теории Большого Взрыва, в которой Вселенная возникает из сингулярности, но некоторые ученые продолжают серьезно рассматривать альтернативные теории, серьезно обсуждают, что же было до БВ, обсуждают причину БВ и говорят о теории абсолютного нуля времени с некоторым скепсисом. Так что некоторое время я даже подозревал, что первым заметил безальтернативность теории абсолютного нуля времени. Но потом я пришел к выводу, что люди замечали внутреннюю противоречивость анарчизных систем много раз до меня. Но идея анэфизма не прижилась из-за психологических трудностей ее осознания. Так что я лишний раз напоминаю, что физика распростилась со здравым смыслом с момента появления теории относительности и квантовой теории. И физике ничуть не жаль - ведь бытовой здравый смысл есть набор штампов, который вырабатывается в нашем мозгу с детства и позволяет дальше жить не думая (я совершенно серьезен). Никто нам не гарантирует, что этот набор штампов будет работать в чуть-чуть изменившихся условиях, а тем более в теоретической физике. А физическая теория должна не противоречить логике и эксперименту и только им.

Поэтому я постараюсь сконцентрироваться не на доказательстве, которое состоит из одной фразы, а на общих рассуждениях в попытке примирить здравый смысл моих читателей с идеей анэфизма.

Забавные времена.

Некоторые ученые довольно вольно обращаются со временем.

Например, рассматривают многомерное время. Действительно, легко к выражению

c²t²-x²-y²-z²

добавить еще несколько времен:

c²t²+ c²t₂²+ c²t₃²+...-x²-y²-z²

Однако, если предмет у нас не размножается, то он все равно выберет во многомерном времени одномерную траекторию. Остальные измерения многомерного времени будут казаться какими-то другими физическим величинами. Например, о нашей Вселенной можно говорить (с натяжкой, но это только иллюстрация), что у нас время четырехмерно и то направление в четырехмерном времени, в котором движется частица, кажется этой частице временем, а остальные 3 измерения - кажутся пространством.

А сам Хоукинг указывает, что "во мнимом времени начало Вселенной перестает быть особой точкой". Действительно, можно все уравнения переписать используя вместо времени некий мнимый параметр. Однако, вспоминая о роли времени в качестве мерила причинно-следственной связи, я хотел бы ограничить диапазон вещей, называемых "время" следующим определением:

Определение времени: Временем называется любой параметр, который возрастает при переходе от причины к следствию.

Когда нужно будет подчеркнуть отличие времени, согласующегося с этим определением, от времени, введенного еще как-то, я буду называть такое время причинным временем.

Заметьте, что я не требую, чтобы причинное время было именно действительным числом. Нужно только, чтобы для него было введено отношение "больше-меньше".

Например, в нашей Вселенной можно пронумеровать все случаи взаимодействия частиц так, чтобы для каждой частицы номер взаимодействия возрастал с ее собственным временем. Таким образом, мы можем использовать номер взаимодействия в качестве целочисленного времени.

Или же мы можем для каждой частицы завести отдельное целое число, которое при каждом взаимодействии данной частицы будет возрастать на единицу. Таким образом временем будет большой набор из целых чисел.

Здесь важно еще одно замечание. Допустим, какая-то вселенная детерминирована, как в механике Ньютона. Т.е. состояние вселенной в какой-то момент времени полностью предопределяет ее будущее. В такой вселенной вводить причинное время бессмысленно - оно может считаться равным 0 для всех событий в прошлом и будущем. В нашей Вселенной, однако, "бог играет в кости":

Будущее = функция от (настоящее, случайная величина).

Именно акт реализации случайной величины и отделяет причину от следствия и прошлое от будущего. Таким образом, причинное время не обязано возрастать, если не происходит акт реализации случайной величины:

Будущее = функция от (настоящее).

Ведь в этом случае всё будущее можно рассматривать как следствие одного, любого момента в прошлом.

Доказательство.

Назовем "актором вселенной" любую материальную ниточку причинно-следственной связи, протянутую через все времена. Например, возьмем электрон, то, во что он превращается при аннигиляции и т.д. При любом взаимодействии частиц можно проводить актор через любую из получившихся частиц. Так вот: в анарчизной системе ни один актор не смог бы пройти через свое существование в направлении причинно-следственной связи. Это невозможно по той же причине, по которой нельзя перечислить все целые числа в направлении их возрастания.

Косвенные доказательства.

Предсказание БВ.

Важнейшим косвенным доказательством анэфизма является то, что из существования начала времени и специальной теории относительности следует существование Большого Взрыва без привлечения астрономических наблюдений.

Заметьте, что я использую именно СТО, которая весьма хорошо доказана существованием ядерной бомбы, АЭС, ускорителей и ГЛОНАС (к тому же СТО - это единственный способ, как может быть устроена вселенная с нематериальным пространством), а не ОТО, к которой у меня самого остались некоторые вопросы.

Зная, что со мной будет спорить огромное число фанатиков, отрицающих СТО, я особо прошу их этого не делать, ибо я не пытаюсь доказать правомерность СТО, а только то, что из правомерности СТО следует необходимость существования БВ.

Доказательство существования БВ без использования астрономических наблюдений:

Итак, мы считаем доказанным существование начала времени во Вселенной и истинность СТО. Тогда предположение о существовании двух различных систем отсчета в начальный момент времени приводит к неинвариантности начала времени. Т.е. в начале времени все частицы Вселенной обязаны были находиться в одинаковом положении.

Я оставлю это доказательство в таком сверхлаконичном виде, надеясь, что его будет достаточно для профессиональных ученых, а остальные поверят мне на слово. Расшифровка сохранилась в черновиках, на случай, что кто-то пожелает ознакомиться.

Не знаю, как для Вас, но для меня такие выводы весьма естественны.

Раз СТО говорит, что пространство и время - суть два лица одного понятия, то из СТО и следует, что нельзя "отрезать" один конец времени, не "урезав" пространства.

Да к тому же, кто бы мог поверить, что все частицы вселенной могли бы быть запихнуты в одно место, если бы этому не было бы такой веской причины!

Сумасшедшая бесконечность.

Надо заметить, что многие ученые инженерного уровня слишком вольно обращаются с бесконечностью. Например, мы пишем 1/0 = ?, забывая, что это верно только для пределов последовательностей. Если мы попытаемся утверждать, что значение 1, деленное на значение 0, дает значение ?, то мы получим букет противоречий. Собственно, значения ? вообще не бывает. В математике ? непротиворечиво вводится как предел или как мощность нескончаемого множества, но только не как значение.

Людей также сбивают с толку некоторые неудачные термины. Например, "стремиться к ?". Легко забыть, что в последовательности, стремящейся к ?, каждое число бесконечно ближе к 0, чем к ?, как бы быстро последовательность ни возрастала и какой бы поздний член этой последовательности мы ни взяли. Или еще "окрестность ?". Легко забыть, что в окрестности ? нет чисел, близких к этой самой ?.

Мы также привыкли слышать фразы типа: "Допустим, что тело находится бесконечно далеко от другого тела...". Не дайте себя запутать! Это применение ? в качестве приблизительной замены достаточно большого числа в приблизительной модели. Для электрика 150 вольт - уже ?, ведь убивают они точно также, как и 220 вольт. Но в более точной модели находиться бесконечно далеко нельзя: на числовой прямой такого места нет.

Билет на бесконечность - билет в один конец.

В свете сказанного видна разница между понятиями "уйти на ?" и "прийти из ?".

Понятие "уйти на ?" не содержит в себе никаких противоречий. Мы можем светануть фонариком в небо и говорить, что фотончики из фонарика ушли на ?. (Вероятность, что они все попадут в какую-нибудь планету или звезду мы проигнорируем.) Это значит, что фотончики из фонарика будут в пути тысячу лет и миллион лет и миллиард. Любое заранее заданное конечное число. Но они никогда не будут в пути ? лет.

Или же мы можем взять последовательность чисел 1, 2, 3, 4, .... и говорить, что она уходит на бесконечность. Но самого числа ? в этой последовательности нет. Я уже говорил, что такого числа и не бывает. Бесконечность - не нечто, прилепленное после всех чисел вот так: 1, 2, 3, 4, ...., ?. Она просто означает, что после каждого числа есть еще большее, но тоже конкретное конечное число.

Так что мы можем "уйти на ?", но мы не можем "дойти до ?" и не можем "находиться на ?".

А значит, понятие "прийти из ?" логически противоречиво: это потребовало бы сначала быть в точке ?, а потом потратить на дорогу ? времени. Да еще в какой-то момент перескочить из точки ? в какую-то конечную точку.

Так что само время не сможет прийти к нам из бесконечности.

Здесь надо сделать еще одно замечание, для тех людей, которые говорят: "Да бросьте! До любого момента времени еще был другой момент!". Так вы обманываете себя: вы движетесь от нас назад в бесконечность, что возможно. А вот время должно было бы двигаться от бесконечности к нам, что невозможно.

Альтернатива началу времени?

Просто на секунду задумайтесь: что звучит более противоречиво: "вселенная с началом времени" или "вселенная, в которой в любой момент уже прошло ? времени"? Какое из этих двух противоречий обусловлено логикой, а какое только нашим здравым смыслом?

Состояние системы, просуществовавшей ? времени.

Давайте поиграем с простейшей системой. Например, пусть состояние системы X и время t - целые числа. Если X(t) - четное, то X(t+1) = X(t)/2, иначе X(t+1) = 3(X(t)-1).

Нужно еще задать начальное X и мы получили эурихронную систему.

Некоторые значения X способны повториться через некоторое число шагов - они входят в циклы. Но другие могут встречаются лишь через конечное время после начала системы.

Например: 5 - 12 - 6 - 3 - 6 - 3 ...

Или: 11 - 30 - 15 - 42 - 21 - 60 - 30 ...

Пусть мы назовем такие состояния, как 5, 12 или 11, финитивными, а те, что способны входить в циклы - рефренными.

Если бы мы могли предположить, что наша система уже сделала ? шагов, то мы должны были бы ввести отдельное правило о невозможности финитивных состояний системы. Кроме того, мы не смогли бы указать, в каком именно из рефренных состояний данного цикла система находится сейчас.

В анарчизной вселенной должна была бы действовать неясная сила, которая "с самого начала" должна исключать все финитивные состояния! В нашем состоянии Вселенной происходят необратимые изменения, такие как выгорание ядерного топлива. Разве оно не из финитивных?

Вспомним о теории, которая предсказывает, что через сто миллиардов лет вселенная будет состоять из одних черных дыр. Независимо от того, верна ли эта теория, это пример рефренного состояния.

Наше же состояние Вселенной может быть рефренным, только если неведомые силы запрещают Вселенной проходить мимо какого-то цикла, включающего БВ.

Глупые вопросы.

Я очень хорошо представляю себе, как человек, даже довольно умный, услышав о начале времени, начинает, как зациклившийся робот, спрашивать "а что же было ДО начала времени?".

Другие вопросы из этой серии:

"А откуда взялось вещество вселенной?"

"Почему это не нарушает закон сохранения вещества?"

"Сколько времени наша вселенная стояла пустой или сжатой и что спровоцировало взрыв?"

"Кто поместил туда взрывчатку?"

Это вопросы попросту не имеют смысла. Мы, играя в шахматы, не задаем вопросы типа: "А какая фигура стоит на поле z17?". Понятие поля просто нельзя экстраполировать за восьмой ряд.

Наша вселенная не стояла пустой до Большого Взрыва. Вселенная начинается с него. Понятие времени просто нельзя экстраполировать за начало времени. Вещество не взялось в начальный момент времени. Оно там было. Вещество было всё время - от самого его начала. (К тому же закон сохранения материи следует из однородности времени, что неприменимо к началу времени).

Чтобы избавиться от этих вопросов у себя в голове, надо принять первичность материи над пространством. Некоторые ученые рассматривают пространство, как арену с определенной геометрией, на которой развиваются события с частицами. Я же хотел бы присоединиться к тем ученым, которые считают, что Вселенная - это частицы с определенными свойствами, а расстояние между частицами - это некое свойство текущего состояния частиц.

Действительно, пусть всякая вселенная есть некий набор частиц с заданными свойствами. Если эти частицы способны как-то менять свое состояние и как-то взаимодействовать между собой, то вместе с частицами во вселенной есть и время (нельзя меняться, если нет времени). Если способность частиц взаимодействовать может разниться для разных частиц, то во вселенной есть пространство (частицы, которые не могут провзаимодействовать, кажутся удаленными). Геометрию пространства-времени я здесь не обсуждаю - она как-то проистекает из свойств частиц. У времени всегда есть начало. Если в данной вселенной не имеет смысла скорость движения относительно пустоты (верна СТО), то в начальный момент времени все частицы будут в одном положении - у каждой частицы есть одинаковая вероятность провзаимодействовать с любой частицей, которая зависит только от типа частиц. Каждая частица может протянуть руку каждой.

Так они и начинаются все вместе - пространство, время и первое взаимодействие. Т.к. только что любая частица могла дотянуться до любой, то они всё еще "рядом". А если законы физики не позволяют всем частицам вселенной находиться в объеме одной, то не понадобится "помещать туда взрывчатку", чтобы случился Большой Взрыв.

Как ни странно, но мы получили достаточно красивую, простую и понятную картину мира, в которой всё сходится. Мы еще упростили теорию вселенной, выкинув из аксиом пространство, время и начальную конфигурацию частиц.

Есть и еще одна хорошая версия. Возможно, бывает неограниченное количество элементарных частиц любой массы (например, в теории струн, к которой я сам отношусь скептически). Но только частицы большой массы очень быстро распадаются на частицы меньшей массы. Так вот, начальная Вселенная вполне могла бы быть одной элементарной частицей с соответствующей массой.

А есть ли соль? Полезности данного взгляда на Вселенную.

Я знаю, что Фридман предложил модель расширяющейся из сингулярности вселенной в 20е годы в качестве одного из решений достаточно сложного уравнения Эйнштейна из ОТО. Но я никогда не слышал, чтобы такая модель с необходимостью выводилось из значительно более простых положений СТО, которая более надежно доказана, чем ОТО. Я слышал, что космология мучилась над вопросом, что делало вещество до Большого Взрыва и сколько времени оно это делало и откуда взялось. Даже Терри Пратчетт говорит, что "вероятно, вакуум не смог стоять пустым". Идея анэфизма исключает мучения по этому поводу - не было там никакого вакуума, никакого времени и никакого "там" не надо искать до начала времен.

Я слышал, что некоторые физики считают, что наш Большой Взрыв не может быть началом времени, т.к. плотность вещества при нем не была бесконечной. Но, во-первых, квантовый объект не может иметь плотности, т.к. он не имеет объема. А, во-вторых, не нужно экстраполировать размер Вселенной до нуля! Начальная вселенная могла любой размер иметь, лишь бы все пси-функции частиц были по ней равномерно размазаны.

Всякая экстраполяция имеет границы валидности. И, что особенно подло, когда мы сделали первый малюсенький шажок к экстраполяции, то мы уже не знаем, не пересекли ли мы эти границы.

И немного философии.

Хотя я и считаю философию словоблудием и лженаукой, но давайте все же посмотрим, какую картину мира мы нарисовали с философской точки зрения.

Безусловно, в природе есть некоторые состояния, которые являются друг для друга причиной и следствием. Они нанизаны на бусы времени - мерила этой причинно-следственной связи. А эта причинно-следственная связь в свою очередь определяет направление течения времени. Но время не может приходить из ?, поэтому обязательно у природы должно быть хотя бы одно беспричинное состояние. Вот такие беспричинные состояния и являются началами вселенных. Если у такого состояния есть свойство причинять самому себе какие-то изменения, то в такой вселенной есть время и есть все последующие состояния.

Добавлю несколько слов о других вселенных на всякий случай, а то некоторые читатели располагают другие вселенные в нашем пространстве-времени и говорят о связях между вселенными. Такие другие вселенные я лично считаю частью нашей - ведь они представляют с нашей единую эурихронную систему. Я буду другой называть только такую вселенную, с которой вообще никак нельзя провзаимодействовать. И поэтому можно говорить, что она была вся до нашей или вся будет после нашей или что ее вообще нет с одинаковым успехом. Геометрия и законы физики другой вселенной могут не иметь никакого отношения к нашим геометрии и законам физики. А заговорил я о них только с одной целью - чтобы сделать вопрос "А почему наша Вселенная именно такая?" бессмысленным. "А потому что все другие вселенные тоже существуют." - был бы ответ.

В данном случае, добавление других вселенных упрощает, а не усложняет картину мира, т.е. полностью соответствует принципу бритвы Оккама.

Многие люди охотно предлагают вариант, когда от начала времени идет назад по времени вторая вселенная. Что же! Вариант не плох. Два направления времени равноправны и если одна вселенная идет вперед по времени, то почему бы второй не пойти назад? Похоже, в ней будет такое же количество античастиц, как в нашей частиц. Т.к. в квантовой теории античастица, движущаяся назад по времени, эквивалентна частице, движущейся вперед, то и закон сохранения вещества выполняется более убедительно. Однако, если не удастся доказать влияние братской антивселенной на нашу хотя бы в начальный момент времени, то и говорить о ней смысла нет, как и вообще о других вселенных.

Да и сама постановка вопроса происходит от того, что человек желает придать времени геометрию прямой, а это не нужно. Геометрия времени задается тем, что время есть мерило изменения объектов. А это требует геометрии полупрямой, а любая другая геометрия выглядит искусственно.

И напоследок немного о богах. Я бы не хотел вообще вступать в дискуссию с людьми, которые считают одну из существующих религий истинной. Во-первых, теория, о которой мы знаем, что она истинная, называется наукой. Если бог вдруг покажется и мы сможем его видеть и слышать, то утверждение о его существовании перестанет быть религией и станет наукой. Религией же называется теория, об истинности которой мы ничего не знаем. Хотя религия и не будет состоять из одних только ложных утверждений - чтобы создать такую религию, надо действительно знать, что истинно, что ложно - но религия не предоставляет способа определить, какие из ее утверждений истинны, а какие - ложны. Даже если бы они все оказались случайно истинны, мы бы не знали об этом и религия все равно называлась бы ложной. А во-вторых, наука уже сотни раз доказывала ложность утверждений религии. Если Вы прочли библию или тору или коран и не пришли к выводу, что эти книги были высосаны из пальца несведущими древними людьми, то я могу объяснить это только одним способом. Иногда ложное утверждение приносит человеку большие положительные эмоции. И тогда слабый человечек вынужден бывает признать некоторые истинные утверждения ложными, чтобы провозгласить это ложное утверждение истинным. Этот процесс приобретает цепной характер и мозг боговерца превращается в машинку для игнорирования фактов. Я отдельно пишу статью о том, что боговерство - тяжелое психиатрическое заболевание, отличающееся от наркомании причиной возникновения, но полностью эквивалентное наркомании по механизму протекания. Поэтому я очень прошу христиан и прочих не начинать божественную дискуссию вокруг этой статьи, а делать это в специальных психиатрических изоляторах, которые называются церквями и мечетями.

Здесь же я буду говорить только с теми, кто предполагает, что наша Вселенная могла бы быть создана каким-то существом или процессом из другой вселенной. Ну что ж! Такое предположение не противоречит логике. Вот только тогда, эурихронной системой называется наша Вселенная + его вселенная. И, если в его вселенной есть причинно-следственная связь по времени, то в его вселенной тоже будет начало времени. (Туповатый бы это был божок, который ? времени просидел бы в темноте, прежде чем сказать "Да будет свет!"). И тогда - или он самособрался в своей вселенной в процессе эволюции, или он существовал в собранном виде с начала своей вселенной.

А может и его вселенную тоже создал какой-то бог из другой вселенной? Да может быть. А его вселенную еще какой-то бог. И так далее. Вот только обязательно в этой цепочке будет начальная вселенная и в ней или будет начало времени или не будет причинно-следственной связи по времени вообще. Начала не может не быть!

Конечно, я в этот карточный домик вселенных не верю, потому что это - извращение. Но если вам нравится верить в бога, то верьте на здоровье. Только не забывайте, что это - чушь.

0x01 graphic

krugerthehealthyfool@yandex.ru

Комментарии: 2, последний от 18/08/2013. © Copyright Когель Дмитрий Михайлович (chiefuglyhedgeho@mail.ru) Размещен: 29/06/2011, изменен: 29/06/2011. 25k. Статистика. Статья: Публицистика Иллюстрации/приложения: 1 шт.		Ваша оценка:
Аннотация: Последний осиновый штрих в теорию циклической вселенной.

Когель Дмитрий Михайлович : другие произведения.

Начало времен