Нет времени без жизни. Нет жизни вне времени. К тому же жизнь всегда пространственна, а пространство – жизненно. Я надеюсь, что вы откликнитесь и выскажете свою точку зрения. (Ваши мнения мы обязательно опубликуем в следующих номерах.) Вместе с тем я рассчитываю на то, что вы, в свою очередь, напишите в наш журнал статью, достойную всеобщего обсуждения. Перед началом я обязан сделать одну существенную ремарку: статья носит научный характер. Однако я сознательно снял весь производственный аппарат. Это сделано, с одной стороны, с целью экономии места, а с другой, для придания ей популярного характера. Поехали! 

ВРЕМЯ И КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС

Поднесите часы к уху. Тик-так. Тик-так. Там, в часах, происходит колебательный процесс. Часы идут, идет время. Остановите маятник, и встанет время, правда, только в этих часах. День – ночь, день – ночь. Идет время. Это тоже колебательный процесс.

Но если завтра не случится день, то встанет время, правда, только для тех, кто живет на нашей планете. ¹

Давайте вспомним, что собой представляет колебательный процесс. Известно, что элементарная колебательная система описывается с помощью таких понятий, как период или частота (как значение, обратное периоду), амплитуда и фаза (как часть периода).

Любой колебательный процесс невозможен, если период колебательного процесса, как и его амплитуда, равны нулю.

Амплитуда всегда описывает величину параметра или свойства того, что колеблется. Например, колебания температуры, сейсмологической активности, силы тока, силы звука, политической активности населения, чего угодно. Мы вернемся к анализу роли амплитуды несколько позже. Следует отметить одно важное наблюдение – если нет амплитуды, то нет и динамики свойств описываемого явления, а, следовательно, само явление мертво!

На рисунке 1 изображены колебательные процессы с разными амплитудами и периодами. Если амплитуда описывает динамику свойств того, что колеблется, то период – длительность. Период – мера длительности конкретного колебательного процесса. ²

 Отличие периодов есть не что иное, как качественное и количественное различие между этими двумя колебательными процессами.

У каждого из этих колебательных процессов есть своя собственная внутренняя длительность. Более того, длительность любого колебательного процесса (за небольшим исключением) имеет конечный характер, то есть она равна Т*n, где n – количество периодов колебания.

Если период равен нулю, то нет ни колебаний, ни развития, а значит нет и времени. Следовательно, без времени нет колебательного процесса. Тогда время есть всего лишь свойство, принадлежность, или атрибут, любого колебательного процесса. Причем каждый (!) колебательный процесс, обладая своей собственной мерой длительности (периодом), имеет и свое внутреннее время.

Для нашего случая два колебательных процесса, изображенных на рисунке 1, имеют разновеликие периоды, а, следовательно, каждый из них обладает как собственной мерой времени, так и создает разное время³. Отсюда напрашивается вывод: нет единого, или универсального, времени.

Поскольку любой колебательный процесс создает свойственное ему собственное внутреннее время, то у любого времени есть начало и конец – это начало и конец колебательного процесса⁴. При этом нас не должно смущать, что происходящий во Вселенной колебательный процесс, начавшийся с момента Большого взрыва⁵  и продолжающийся до сих пор, является как бы изначальным или основным. Большой взрыв «породил» время, воспринимаемое нами как внешнее и независимое от нас явление. Однако параллельно с ним имеет место бесчисленное количество других колебательных процессов, имеющих как свою меру времени, так и свое собственное внутреннее время. Остается лишь добавить, что ход времени всегда обеспечивается колебательным процессом.

В связи с этим для описания однонаправленности времени возникло понятие «стрелы времени», которое ввел в научный оборот Илья Пригожин.

ВРЕМЯ МИРОВОЕ И ВРЕМЯ ЗЕМНОЕ

Исторически и логически понимание человеком сути времени связано с осмыслением законов движения Земли. Движение Земли в космическом пространстве, представляющее собой сложный колебательный процесс, позволил нам создать систему учета времени.

В чем состоит различие между мировым и земным временем? Понятие мирового времени связано с колебательными процессами, порождающимися движением Земли в космическом пространстве. Вращение Земли вокруг своей оси испокон веков используется человеком для измерения времени. Год, месяц, сутки, час, минута – это кратные секунде единицы измерения мирового времени, которое определяется колебательным процессом, происходящим в космосе. Однако скорость суточного вращения Земли есть величина непостоянная⁶. В системе Земля-Луна происходит обмен моментом импульса между вращающейся Землей и орбитальным движением Луны⁷. В целом вращение Земли замедляется, а Луны ускоряется⁸. Значит мировое время идет то быстрее, то медленнее.

Чтобы снять проблему неравномерности хода «солнечного времени», человечество решило использовать за единицу времени другой колебательный процесс, причем на этот раз из микромира.

С 1967 года мы имеем независимый от вращающейся Земли способ отсчета времени, где секунда представляет собой 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.

Таким образом за секунду принят колебательный процесс, воспроизводящийся с помощью квантового генератора и происходящий не в макро-, а в микромире. И в этом нет ничего странного. Просто колебательный процесс, происходящий в микромире, стал единицей измерения другого колебательного процесса, происходящего в макромире⁹.

Равномерно текущее время, независимое от вращения Земли, получило название земного динамического времени (Terrestrial Dynamical Time, TDT)¹⁰. Время же, которое определяется вращением Земли, называется мировым временем (Universal Time, UT)¹¹. Но главное в другом – земное время и мировое время – это два разных времени, за которыми стоят разные колебательные процессы. Это признано и зафиксировано!

А каким колебательным процессом измерять время – это, как сказали бы англичане, matter of agreement.

ВРЕМЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ

Давайте рассмотрим еще одно время, время геологическое. Особенность этого времени состоит в том, что за ним стоят колебательные процессы в биосфере нашей планеты¹², а его собственная мера имеет нестабильный характер. То есть период колебания (в терминах мирового времени) измеряется от нескольких сот до миллионов лет.

Все время существования нашей планеты делится на две части: догеологическое время и геологическое время. Под догеологическим временем подразумевается катархей, а под геологическим – все остальное время¹³. Критерием деления развития Земли на эти две неравные части служит преодоление температурного рубежа + 100°С¹⁴. Следовательно, геологическое время эволюции Земли – это принципиально новый период развития нашей планеты, особенно ее биосферы.

Геологическое время отражает колебания постоянно меняющихся геологических условий (неорганическая среда) и приспособление к ним биогенного круговорота. Оно как бы воссоздает эволюцию нашей планеты и, прежде всего как геоценоз, или система геологических формаций, постепенно трансформируется в биогеоценоз. При этом следует подчеркнуть, что с ходом геологического времени роль биоценоза повышается.

Геологическое время по сравнению с земным временем идет медленно¹⁵. Здесь нам на помощь придет понятие фазы как части периода: за геологическим временем стоит качественная особенность каждой фазы развития Земли, ее геологического и биологического развития. Последовательность интервалов геологического времени есть последовательность разнокачественных состояний. Качество процессов, происходящих в археозойской и кайнозойской эрах, различно. Первая длилась миллиарды, а вторая всего десятки миллионов лет.

ВРЕМЯ БИОЛОГИЧЕСКОЕ

Биологическое время – атрибут колебательных процессов, происходящих в живой природе. Поскольку в природе существует бесчисленное количество всевозможных колебательных процессов, то биологическое время есть обобщенное понятие, описывающее длительность биологических процессов.

Есть колебательные процессы, которые происходят на уровне клетки. Их не счесть. Каждая клетка имеет свой собственный «колебательный контур», порождающий внутриклеточное время¹⁶. Например, собственно деление клетки, цикл Кребса, ферментативные реакции внутриклеточного метаболизма, фотосинтез, гликолиз, колебания внутриклеточной концентрации кальция и многие другие процессы, время которых измеряется от 0,5 минуты до часа. При этом бытие живой клетки определяется не физическим временем, а количеством циклов, количеством каких-то ведущих ферментативных реакций или процессов.

Есть колебательные процессы, которые происходят на уровне отдельных систем организма. Например, биение сердца, дыхание, смена фаз сна и бодрствования, колебание температуры тела (у человека выше днём), работа мускулатуры кишечника, интенсивность обмена веществ, степень активности и быстрота реакций, настроение и др. Даже размеры самих клеток колеблются¹⁷.

Часть такого рода колебательных процессов имеет циркадный (околосуточный) цикл. Другая часть процессов, происходящих на уровне отдельных систем, имеет циклы, соответствующие смене фаз Луны. Это либо лунно-месячные циклы, равные примерно 29,5 земных суток, либо лунно-суточные циклы, равные лунным суткам (примерно 24,8 земных часа)¹⁸. Есть еще колебания с периодичностью, u1088 равной циклам морских приливов (24,8 или 12,4 часа)¹⁹ Существуют колебательные процессы и с годовым циклом функциональной активности органов²⁰

Колебательные процессы, происходящие в живой природе,– основное условие сохранения жизни на Земле, а существование биологического времени – жесткая необходимость: вне собственного биологического времени все живое не смогло бы ни существовать, ни воспроизводиться²¹.

ВМЕСТО ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Наш мир состоит из бесчисленного множества колебательных процессов. Каждый процесс в силу своей уникальности обладает своей собственной мерой длительности, а следовательно, имеет и свое собственное внутреннее время. Каждый процесс имеет свое начало и конец. Все, что создано, достойно гибели (или как у Гёте в «Фаусте»: «Достойно гибели все то, что существует»), то есть у любого времени есть и начало, и конец – это начало и конец колебательного процесса.

Время вообще абстрактно, а потому и довольно бедно как понятие, отражающее некую длительность. Однако понятия земного, мирового, биологического, геологического или исторического времени всегда конкретны и являются частью сути всех явлений и процессов. Время является основным свойством всего живого.

Время и жизнь – понятия очень близкие... Но об этом – в следующем номере.

ПРИМЕЧАНИЯ

1Вопрос к читателю – есть ли время на Марсе?

2 Гегель в «Науке логики» писал, что «мера есть качественно определенное количество». В границах меры вещи и явления, изменяясь, сохраняют, тем не менее, единство своих качественных и количественных параметров, т.е. остаются самотождественными.

3 М. Хайдеггер в книге «Бытие и время» заметил: «У каждой вещи свое время».

4 В связи с этим не возникает и мнимый «парадокс времени», связанный с определением его начала и конца.

5 Даже не обязательно придерживаться концепции Большого взрыва. Важно, что во Вселенной происходит колебательный процесс, который воспринимается нами как внешнее явление.

6 Постоянная скорость суточного вращения Земли подверглась сомнению в результате открытия в 1695 г. Э. Галлеем «векового ускорения движения Луны». Мысль о вековом замедлении вращения Земли под действием приливного трения была впервые высказана И.Кантом в 1755 г.

7 Притяжение Луны Солнцем в 2,2 раза сильнее, чем Землей, так что, строго говоря, следовало бы рассматривать движение Луны вокруг Солнца и возмущения этого движения Землей.

8 Вращение Земли имеет нечто общее с поведением раскрученного сырого яйца: обмен моментом вращения между «жидкой» сердцевиной и твердыми внешними слоями приводит к нерегулярным изменениям угловой скорости Земли. Еще одно обстоятельство, влияющее на скорость вращения Земли, – изменение ее момента инерции вследствие, в частности, изменения уровня Мирового океана в связи с увеличением или уменьшением полярных шапок.

9 В системе единиц физических величин СИ за единицу измерения времени принято не мировое, а квантовое, или земное, время.

10 Это время заменило предыдущее название равномерно текущего времени – «эфемеридное» время (Ephemeris Time, ET).

11 Ранее для этого понятия использовалось название «Гринвичское среднее время» (Greenvich Mean Time, GMT).

12 В понятие биосферы как геологической оболочки, охваченной жизнью, принято вкладывать единство косной (минеральной) и живой (микро- и макроорганизмы) материи.

13 Если в догеологическое время Земля развивалась так же, как и остальные планеты – Меркурий, Марс и Венера, т. е. в очень медленном темпе, то путь развития Земли в геологическое время характеризуется необыкновенно быстрой эволюцией ее внешней области и земной коры. Это связано с появлением и развитием живой природы. Все же другие планеты продолжают пребывать и в настоящую эпоху как бы в догеологическом прошлом. Земля, как и другие планеты, пережила фазу аккреции («рождения»), фазу расплавления внешней сферы земного шара и фазу первичной коры («лунную фазу»).

14 Как только температура опустилась ниже 100°С, состояние воды, которая находилась в атмосфере в виде горячего пара, изменилось. Водяные пары атмосферы почти целиком превратились в жидкость. Сформировались поверхностные и грунтовые стоки, водоемы и океаны. Начался круговорот воды в природе.

15 Гипотетическая оценка периода колебания элементов описывается следующими величинами: круговорот всех запасов воды дает величину около 2х106 земных лет, весь кислород атмосферы – 2х103 земных лет, а цикл атмосферного углекислого газа займет 3х102 земных лет.

16 Точнее будет сказать, что каждая клетка предстает собой совокупность биохимических осцилляторов.

17 Например, размеры клеток печени ночью в три раза больше, чем днём.

18 Лунные циклы характерны для выхода из куколок многих водяных насекомых, размножения червя палоло, жизни некоторых водорослей.

19 Этого рода колебания характерны для многих морских растений и животных прибрежной зоны.

20 Так, у человека весной хорошо работает печень, летом – сердце, осенью – лёгкие, зимой – почки. Селезёнка, поджелудочная железа и желудок наиболее активны в межсезонье.

21 Сокращение светового дня говорит о приближении зимы и стимулирует рост шерсти и меха у животных.