Читать онлайн Pro время бесплатно

© ООО «Страта», 2020

Введение

На протяжении тысячелетий время рассматривалось людьми как нечто вечное, неизменное, ни от чего не зависящее. И механика Ньютона, рассчитывая движение небесных тел на десятки лет вперед, предсказывая наступление солнечных и лунных затмений с точностью до долей секунды, тоже подтвердила эту вековечную уверенность. В классической физике время является абсолютно свободным, ни с чем не связанным параметром. Это во многом соответствует нашим обыденным представлениям о времени. Мы часто думаем, что, в отличие от вселенных, которые рождаются и умирают, время, инертное и ко всему безучастное, существует всегда и везде. И никакая сила не в состоянии повлиять на его ход – ни ускорить, ни замедлить.

Однако столетие назад родилась новая физика – и время тут же потеряло свою монолитную сущность… Но, несмотря на титанические усилия массы теоретиков, общее положение дел в этом вопросе сегодня во многом характеризует остроумное критическое замечание великого философа древности Аристотеля: «А что такое время и какова его природа, одинаково неясно – как из того, что нам стало известно от других, так и из того, что нам было известно раньше… Время или совсем не существует, или едва, будучи чем-то абстрактным…»

И в мыслях даже не вмещается, чтобы было когда-нибудь время, когда никакого времени не было.

Цицерон

Необходимо нечто большее, чем талант, чтобы понять настоящее, нечто большее, чем гений, чтобы предвидеть будущее, а между тем так легко объяснить минувшее.

А. Мицкевич

Никто добровольно не раздает своего имущества, но каждый, не задумываясь, делит с ближним свое время. Ничем мы не швыряемся так охотно, как собственным временем, хотя единственно в отношении последнего бережливость была бы полезна и достойна похвалы.

М. Монтень

Многие люди слишком много живут настоящим: это – люди ветреные; другие живут слишком много будущим: это – люди боязливые и беспокойные. Редко кто сохраняет в этом случае должную меру.

А. Шопенгауэр

Глава I. Возникновение отсчета времени

В науке и жизни вопрос времени занимает важное место. Он приковывает к себе внимание и занимает центральное место в ряде самых различных серьезных исследований. Над вопросом: «Что есть время?» – философы размышляли на протяжении веков, пытаясь дать определение этому понятию. Вслед за философией временем начали интересоваться и другие науки.

Время относится к числу важнейших философских категорий – общих, фундаментальных понятий, отражающих самые существенные связи и отношения действительности. Помимо этого, если говорить о роли времени в жизни человека, нельзя не отметить его важное значение для каждого. Осмысление времени означает познание не столько бытия как такового, но и каждой конкретной жизни. Отношение людей к времени всегда будет эмоциональным и даже пристрастным, поскольку время – это единственное, чему безусловно подвластно наше существование. Человек всегда ощущает кратковременность своего присутствия на Земле, даже когда верит в бессмертие души.

Пожалуй, большинство источников информации, дающих определение понятию времени, то и дело отмечают и признают то, что время – очень любопытная и скользкая категория, которая продолжает бросать вызов окончательному объяснению, несмотря на сотни тысяч попыток.

Люди говорят, что время «невыразимо», но это не помогает в поиске истинного определения времени. Почти две с половиной тысячи лет назад Аристотель утверждал, что «время – самое неизвестное из всех неизвестных вещей», и, возможно, с тех пор мало что изменилось.

На первый взгляд кажется простым и очевидным, что такое время: это тиканье часов, перевертывание страниц календаря. И это лишь верхушка айсберга – время является вездесущим и неотъемлемым элементом как повседневной жизни, так и всякой академической мысли, но его природу крайне трудно разгадать и понять до конца. История насчитывает огромное количество способов измерения времени, множество взглядов на время с позиции ученых, об этом мы поговорим далее.

Время – это то, с чем мы имеем дело каждую секунду. Однако компактное и надежное определение времени оказалось чрезвычайно сложным и неуловимым. Среди самых точных определений времени можно выделить следующие:

• время – это то, что измеряется часами;

• время – это определенный период, в течение которого что-то происходит;

• время – это форма протекания физических и психических процессов;

• время – это мера длительности существования всех объектов, характеристика последовательной смены их состояний в процессах;

• время – это необратимое течение, протекающее в направлении из прошлого в будущее.

Совершенно ясно, что время – это не предмет или вещество, которого мы можем коснуться или которое мы способны увидеть. Но это и не просто понятие. Действительно, время представляет собой разные явления для разных людей при разных обстоятельствах.

Несколько примеров из разных контекстов, в которых используется слово «время», могут послужить для того, чтобы показать, насколько гибким, многофункциональным (и часто расплывчатым) является понятие времени.

• Отрочество – трудное время.

• Пришло время обедать.

• У меня нет времени прямо сейчас.

• Я хорошо провел время вчера вечером.

• В свое время все было по-другому.

• Ему нужно время, чтобы обдумать свой поступок.

• Время застыло на месте.

• Простите, у вас есть время?

• Это заняло очень много времени.

Прошлое, настоящее и будущее

Другой способ взглянуть на время – рассмотреть совокупность трех отдельных элементов: прошлого, настоящего и будущего.

Прошлое может быть определено как цепь событий, произошедших до определенного момента времени. Это такие события, которые обычно считаются фиксированными и неизменными. Их можно вспомнить, покопавшись в памяти или истории и записях. Изучение прошлого, особенно в том, что касается человека, называется историей.

Настоящее может быть определено как время, связанное с событиями, происходящими впервые, то есть не как воспоминание о прошлом. Это эквивалентно слову «сейчас» и является периодом времени, находящимся между прошлым и будущим. Однако насколько продолжителен период времени, который может включать настоящее, зависит от контекста и может варьироваться от мгновения до года и даже до целой эры – в зависимости от того, как оно используется.

Будущее – неопределенный период времени после настоящего момента. Предполагается, что это часть прогнозируемой временной линии, она может рассматриваться как возможно бесконечная по своей протяженности – или как ограниченная и конечная, в зависимости от контекста. В то время как некоторые видят будущее фиксированным и предопределенным, большинство рассматривает его как существенно неизвестное (и, возможно, непознаваемое) и открытое многим различным возможностям и перестановкам.

Прогнозировать будущее пытались многие философы, пророки и религиозные мыслители с древних времен: Платон, Аристотель, ветхозаветные библейские пророки, например Исайя, новозаветные святые, например Иоанн Богослов, средневековые мистики, например Нострадамус. Первые попытки научных прогнозов относятся к концу XIX века: «Германия в 2000 году» Георга Эрманна, «Будущая война и ее экономические последствия» Ивана Блиоха, «Набросок политической и экономической организации будущего общества» Густава Молинари, «Предвосхищения» Герберта Уэллса. В 1920–1930-е годы имела влияние книга Джона Холдейна «Дедал, или Наука и будущее».

Изучение возможных, вероятных мировоззрений называется футурологией. Термин «футурология» предложил социолог Осип Флехтхайм в 1943-м в письме к Олдосу Хаксли, который с энтузиазмом его принял и ввел в оборот. Футурология – ответвление любой научной сферы, цель которого найти ответ на вопрос: что произойдет через определенное количество лет? Ученые-футурологи изучают статистику, тенденции, прошлое и настоящее, пытаясь сформулировать примерную картинку отдаленного или ближайшего будущего. Особенно относится это к техническим наукам. Каким будет мир, в котором мы живем, через сто лет? Какие новые технологии ждут наших внуков? Какими станут сами люди через тысячу лет (и останутся ли они)? Практика показывает, что предсказать точную линию развития событий практически невозможно, но все же талантливым футурологам удается нащупать вехи, и научная фантастика подтверждает это.

Краткая история измерения времени

Наша система измерения времени не появилась просто так – ее нужно было создать. В январе 1906 года несколько тысяч работников текстильной фабрики устроили мятеж на окраинах Бомбея. Отказываясь работать на своих ткацких станках, они забросали фабрики камнями, а их восстание вскоре распространилось в сердце города, где более 15 тысяч граждан подписывали петиции и озлобленно маршировали на улицах. Они выступали против предлагаемого упразднения местного времени в пользу индийского стандартного, отстающего от Гринвича на пять с половиной часов. Для индийцев начала XX века это выглядело как еще одна попытка сокрушить британскую власть и сохранить местные традиции. Только в 1950 году, через три года после объявления независимости Индии, единый часовой пояс был принят по всей стране. Журналисты назвали этот спор «битвой часов». Он продолжался почти полвека.

Сегодня мы воспринимаем нашу всемирную систему измерения времени в значительной степени как само собой разумеющееся: 24 часовых пояса, мерными шагами расходящиеся в разные стороны из Гринвича; год, состоящий из 12 месяцев и 52 недель – система времясчисления, признанная от Сан-Франциско до Шанхая; а также ненавистный многими сезонный перевод часов. Все это такие условности, которые позволяют нам общаться, путешествовать и торговать по всему миру не задумываясь. Однако не стоит забывать, что такая одновременность существовала не всегда.

На закате XIX века страны Запада изо всех сил пытались навязать свою систему измерения времени остальной части земного шара. Это был амбициозный проект, который отстаивали, которому сопротивлялись, за который выступали необыкновенные люди. Английские фермеры, индийские мельники и мусульманские математики объединяли свои усилия против французских физиков, британских колониальных чиновников, немецких военных героев, американских бизнесменов и арабских реформаторов. История часовой реформы освещает неравномерность глобализации, но она также заставляет нас серьезнее задуматься о научно-техническом прогрессе сейчас – в тот момент, когда мы почти в нем утонули.

С тех пор как на Земле появились люди, они мерили время, наблюдая за природным миром: за сменой сезонов, за небесными светилами. Более 30 тысяч лет назад мужчины и женщины, обитавшие на территории, называемой сейчас Центральной Европой, наблюдали за луной и звездами, делая зарубки на бивнях мамонтов. Многие неолитические сооружения, начиная от Стоунхенджа и заканчивая древней китайской обсерваторией, были построены для того, чтобы отмечать зимнее солнцестояние и праздновать начало нового года.

Около 4 тысяч лет назад вестником наступления нового года для древних египтян был выход Нила из берегов летом. Перемещая взгляд на протяжении веков от небесных сфер до песчинок, люди научились необыкновенно точно измерять время. Сегодняшние атомные часы, которые работают, измеряя колебания атомов, пока их электроны скачут между уровнями энергии, настолько точны, что не отстанут ни на секунду в течение следующих 15 миллиардов лет.

Однако время не так естественно или объективно, как нам кажется. Действительно, наше чувство времени имеет отношение к тому, как мы понимаем наше место во Вселенной.

Христианские общества научились воспринимать историческое время как линейное и однонаправленное благодаря всем известной истории, которую они рассказывали себе о судьбе человечества. Древние инки и майя представляли время циклическим и непрерывным. Другими словами, время всегда являлось продуктом человеческого воображения и источником огромной политической власти. Юлий Цезарь знал это, когда перетасовал римский календарь в 46 г. до Р. Х., чтобы изолировать его от духовенства. Иосиф Сталин считал, что выходные – это буржуазная роскошь; он отменил их в 1929 году и превратил обычных русских в хороших коммунистов.

Наш современный способ измерения времени появился в конце XIX века. Эпоха рубежа XIX–XX веков была связана с переменами, ожиданием будущего и страхом перед ним; размышлениями о жизни и времени, связи проходили через границы, континенты и океаны. Это была также эпоха большого технического прогресса. Железные дороги, пароходы, метрополитены, телефоны и радио прорвались в жизнь одновременно, разрушая расстояния и сжимая время, завораживая и сбивая с толку. Технология также способствовала развитию большей точности вычислений и измерений. Многие западные люди считали, что глобализация требует более точных и логичных способов измерения времени. Франкфуртское литературное общество писало в 1864 году: «Чем больше преодолевается пространственное разделение… тем более актуальной и важной является необходимость общего, совместного расчета времени».

В XIX веке люди испытывали трудности с измерением времени почти во всех частях света. Американские железные дороги признали 75 различных зон, по которым измерялось время, в 1875 году; только лишь в Чикаго существовало три таких зоны. В Германии путешественники должны были уточнить, согласно времени какого города производились перевозки: Берлина, Мюнхена, Штутгарта, Карлсруэ, Людвигсхафена или Франкфурта. К концу XIX века это безумное разнообразие конкурирующих временны́х зон затрудняло транспортировку всего: от пряностей до армейских подразделений. Несовпадающие календари создавали еще больше проблем.

Пока революционеры не отказались от Юлианского календаря в 1918 году, Россия отставала от Западной Европы на 13 дней. Местное население в Британской колонии Наталь на южной оконечности Африканского континента разделило год на 13 лунных циклов. Исламские общества считали годы от 622 года нашей эры, когда пророк Мухаммед переселился из Мекки в Медину. Первым делом реформаторы времени должны были заменить неудобное деление времени по городам временем с универсальной системой территориальных средних времен. Это был сон, ставший явью, благодаря работе шотландско-канадского инженера Сандфорда Флеминга.

Реформы времени

Идея создания местного времени была официально принята в 1884 году на Международной меридианной конференции в Вашингтоне: мир поделили на 24 зоны (часовых поясов по 15°), каждая с одним средним временем, определяемым астрономами Королевской обсерватории в Гринвиче. Время в соседних поясах различается на 1 час[1]. Точкой отсчета стал гринвичский, нулевой меридиан. 1 Все логично: один оборот Земли вокруг своей оси равен 24 часам. За 24 часа Земля совершает полный оборот в 360°, за 1 час – 15°.

Реформа календаря оказалась не менее решающей. Одни призывали к распространению Григорианского календаря во всем мире. Другие выступали за то, чтобы начать все с нуля – за новый мировой календарь, созданный согласно требованиям современной эпохи. Эту идею поддерживали основатель Kodak Джордж Истман и Элизабет Акелис, американская активистка, известная в Европе под псевдонимом Леди Календарь. Многие согласились с французским философом-позитивистом Огюстом Комтом: математически рассчитанный календарный год из 13 равных месяцев по 28 дней каждый. (Такие крупные фирмы как Sears и Kodak производили свой внутренний учет таким образом в течение многих лет, хотя эта стратегия оказалась не лучшей в списке их достижений.)

В целом, изменяя мир согласно своим желаниям, реформаторы времени оказались чрезвычайно успешными. Но это было достижение, добытое тяжелым трудом. По всему миру местное население возмущалось европейским вмешательством в их повседневную жизнь и традиционные ритмы жизни. Граждане Бомбея заявляли о своем недовольстве открыто. В Бейруте последнего периода правления Оттоманской империи местные жители признавали новые способы измерения времени, не отказываясь от старого. Бой курантов новых городских часов перекрывался церковными колоколами и криками муэдзина. Водители сверяли расписание автобусов одновременно по европейскому и турецкому времени. Реформа времени чаще создавала временной беспорядок, нежели разрешала его. Эта реформа оказалась парадоксальным мероприятием с непредвиденными последствиями.

Часовые пояса России

В необходимости этой реформы также нужно было убедить и многих европейцев. Франция приняла среднее по всей стране время в 1891 году, но отказалась принять гринвичский меридиан; политики предпочли мерить время относительно Парижа, а не зависеть от английской обсерватории, тем самым унижая свое французское достоинство.

Идею перехода на летнее время – еще одно детище реформаторов – многие восприняли как заговор против рабочих, у которых этот переход отнимет несколько часов. Некоторые вообще считали, что это просто непростительная попытка политиков сыграть в бога. Кто-то беспокоился о том, что на их права посягает само государство. Один взволнованный читатель написал в британском еженедельнике The Spectator в 1907 году: «Реформа времени предполагает то, что ложиться спать и вставать мы будем теперь согласно парламентскому закону. Лично мне нравится выбирать время для этого самостоятельно».

Проблема времени появилась еще сто лет назад, когда специальная и общая теории относительности Эйнштейна разрушили представление о времени как об универсальной постоянной. Из этого следовало то, что настоящее, прошлое и будущее не абсолютны, и невозможно обозначить события как протекающие одновременно. То есть два события, которые происходят для вас в данный момент, будут протекать в совершенно разное время для тех людей, которые движутся с другой скоростью.

Физика не говорит нам о том, какие события происходят прямо сейчас. Момента настоящего просто-напросто не существует так же, как и течения времени. Кроме того, теория относительности Эйнштейна предполагает, что не только общего настоящего нет, но и все моменты одинаково реальны. Эйнштейн утверждал, что разница между прошлым, настоящим и будущим – всего лишь устойчивая иллюзия. По мнению физиков, жизнь можно описать серией срезов, действий, которые существуют неподвижно в своем времени.

Глава II. Наш неизменный спутник – часы

Время – это самый важный и невосполнимый ресурс любого человека. Более четырех тысяч лет люди пытаются вести учет времени, создавая различные календарные системы и устройства измерения. Календарные системы древнего мира отражали сельскохозяйственные, политические и ритуальные нужды, характерные для своего времени. Астрономические наблюдения для установления зимнего и летнего солнцестояния производились тысячелетия назад, поэтому неудивительно, что первые календари использовали астрономические явления для фиксации периодов времени.

Первые вехи для отсчета времени (сутки, утро, день, полдень, вечер, ночь) древним людям подсознательно подсказала регулярная смена времени года, смена дня и ночи, перемещение солнца и луны по небесному своду. Время шло, способы измерения времени совершенствовались. Длительный период люди обходились календарным измерением времени, подсчитывая количество истекших или предстоящих суток. Примитивными приспособлениями для отсчета времени были ремешок с узелками и дощечка с зарубками. Ежедневно делая зарубку, считали количество прошедших с памятной даты дней; развязывая по узелку в день, определяли число оставшихся суток до ожидаемого события.

С древних времен смена дня и ночи (сутки) служила единицей измерения относительно небольших интервалов времени. Положение Солнца на небе использовалось в качестве той часовой стрелки, по которой люди определяли время в дневную часть суток. Именно движение Солнца легло в основу солнечных часов, которые появились примерно 5,5 тысячи лет назад. Принцип действия солнечных часов основан на движении тени, отбрасываемой неподвижным ориентиром в течение дня.

С тех пор как люди впервые заметили регулярное движение Солнца и звезд, они начали задаваться вопросом о времени. Доисторические люди впервые зарегистрировали фазы Луны около 30 тысяч лет назад.

С чего начинался отсчет

Самые главные временные явления были замечены в небе, но помимо этого в течение года происходило много других событий, которые указывали на значительные изменения в окружающей среде. Сезонные ветры и дожди, наводнения, цветение растений, размножение или миграция животных и птиц привели к естественным делениям года, а дальнейшее наблюдение и местные обычаи привели к признанию сезонов.

Когда солнце перемещается по небу, тени меняются по направлению и длине, поэтому простые солнечные часы могут измерять длину дня. Было замечено, что продолжительность дня меняется в разное время года. Причины этого различия не были обнаружены до тех пор, пока астрономы не согласились с фактом, что Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите и что ось Земли наклоняется примерно на 26^о.

Другое открытие заключалось в том, что солнечные часы должны были быть специально созданы для разных широт, потому что высота солнца в небе уменьшается на одних широтах, создавая более длинные тени, чем на других широтах.

Люди использовали солнечные часы еще в древние времена. Принцип их работы основывается на гномоне, отбрасывающем тень от солнца на циферблат, по которому следят за ходом времени. Греки и римляне устанавливали эти часы в городах, а элита носила их уменьшенную копию в кармане (самый старый известный пример портативных солнечных часов, описанный как кусок металла, который мог вписаться в кофейную кружку, был найден на итальянской вилле, погребенной под вулканическим пеплом в извержении Везувия в 79 году нашей эры).

Лунные часы в Куинз Колледже

В XIX веке изобрели солнечную пушку – это была пушка и большая линза, работающие по принципу солнечных часов. Когда солнце доходило до линзы, оно разогревало ее до такой степени, что фитиль, на который через призму светило солнце, загорался, гремел выстрел. Самыми большими солнечными часами в мире считаются часы Джантар-Мантара в городе Джайпур штата Раджастхан в Индии. Это целая обсерватория, построенная в XVIII веке. Ее длина составляет примерно 22 метра, в ней находятся 20 астрономических инструментов. А тайванский небоскреб Тайбэй 101, считающийся одним из самых высоких зданий в мире, также выполняет роль огромных солнечных часов – тень от него падает на расположенный рядом парк, имеющий форму циферблата.

Солнечные часы – один из старейших измерителей времени. Не имея других ресурсов, вы можете выйти на улицу (не в пасмурный день, конечно) – и получить приблизительное представление о времени суток, наблюдая за положением солнца в небе. Хранители времени в Древнем Египте и Шумере еще в 1500 году до нашей эры (и, вероятно, даже раньше) создали первые устройства для использования тени солнца, чтобы отслеживать течение времени.

Чаще всего используется узкий угловой объект, называемый гномоном, чтобы наложить тень на маркеры, указывающие время суток. Другие указывают время, позволяя свету солнца проходить через небольшую щель. Гномон иногда фиксируется или может быть перемещен для учета разных длин дней в разные сезоны. Солнечные часы XVII века в Куинз Колледже (Кембридж, Англия) могут использоваться как лунные. Они установлены в каменной стене и имеют так называемый лунный циферблат, который соединяет фазы Луны с ее текущим временем, определяемым по лунному свету, который помогает определить точное время ночью.

Изобретения для измерения и регулирования времени

Ранние изобретения заключались в том, чтобы разделить день или ночь на разные периоды для того, чтобы регулировать работу или ритуал, поэтому длительность периодов времени сильно варьировалась в разных культурах.

Маркированные свечи использовали для того, чтобы рассказать о времени в Китае с VI века. Для изготовления свечных часов древесную муку смешивали с благовониями, из которых лепили спиральные свечи, на них делали отметки, указывающие время. Огненные китайские часы могли работать месяцами без присмотра, часто при изготовлении свечных часов в фитиль подмешивали разные благовония, и время можно было определять по запаху: один час устройство издавало аромат сандала, другой час – жасмина, третий – эвкалипта…