• Изучением времени занимается философия, а не естествознание.
• Время в науке — исходное и неопределяемое понятие.
• Для измерения времени достаточны физические часы, основанные на гравитационных или электромагнитных процессах.
• Проблемы времени в естествознании — это решенные или нерешенные проблемы теории относительности.
• Наша Вселенная — изолированная система.
• В концептуальном арсенале науки нет места субстанциям типа флогистона, светоносного эфира, энтелехии...

В течение XX века в естествознании возникли тенденции, которые приводят к изменению существующей научной парадигмы (Levich, 2000a). В истории науки часто оказывалось, что наиболее трудные проблемы естествознания требовали для своего решения пересмотра представлений о времени. Это демонстрируют, например, работы Л.Больцмана, А.Эйнштейна, Н.Козырева. Исследования Людвига Больцмана (1872) по анализу противоречия между обратимостью во времени уравнений механического движения и необратимостью уравнений статистической физики привели к постановке вопроса "Обратимо ли время?". Для согласования закона сложения скоростей классической механики с явлениями распространения света Альберту Эйнштейну (1905) оказалось достаточно уточнить операциональную процедуру установления одновременности удалённых друг от друга событий и ввести новый тип часов – "световые часы", или часы Ланжвена. Астроном Николай Козырев (On the Way...,1996; Korotaev, 2003), исследуя проблему происхождения источников энергии звёзд, пришел к гипотезе существования новой физической сущности, не совпадающей ни с материей, ни с полем, ни с пространством в обычном их понимании. Он назвал эту сущность "потоком времени".

Ко второй половине нынешнего века стало понятно, что исследователи имеют дело не со временем, а с временами. Появились многочисленные публикации о биологическом, психологическом, социальном и многих других "дисциплинарных" временах. Одна из существенных, на мой взгляд, причин повышения интереса специалистов к временным аспектам своих предметных областей — осознание того, что часы, измеряющие изменчивость объектов, могут быть разными. Часы — это не только физические процессы, основанные на действии сил гравитации или на электромагнитном излучении атомов. это и биологические часы — процессы дыхания, деления клеток, роста организмов, смены поколений или видов... Это геологическая летопись, процессы, происходящие в психике, обществе, истории... Главное, чем могут отличаться типы возможных часов, — равномерность их хода (Левич, 1995). Более строго — промежутки времени, оказывающиеся равными при измерении их одними часами, становятся неравными при использовании других часов. Конвенциональность выбора часов достаточно давно осознана методолагами науки (Poincare, 1898; Milne, 1948), но только в последние десятилетия решающая важность такой конвенции была отрефлексирована естествоиспытателями. Естественный мотив применения нефизических способов измерения времени при изучении объектов нефизической природы — надежда (порой не беспочвенная: см. Dettlaff, 1995) обнаружить законы изменчивости этих объектов, или их “уравнения движения”. Построение уравнений динамики естественных систем остается одной из основных задач научного исследования. Обобщенное движение систем, сложное и запутанное при описании с помощью физических часов, может оказаться простым и закономерным при описании в единицах специфического времени, адекватного природе системы.

Ещё одна тенденция нынешнего естествознания, размывающая существующую парадигму, – возрождение субстанциональных воззрений. Широкий круг субстанциональных идей эксплуатирует активные свойства физического вакуума: множится набор скалярных, векторных и тензорных полей, предлагаемых для объяснения явлений космологии, физики элементарных частиц, биологии, психики, коммуникаций и претендующих на онтологическое существование. По существу субстанциональна упомянутая выше концепция Н. Козырева. И. Пригожин, решая проблему необратимости времени, вводит в уравнения общей теории относительности дополнительные члены, описывающие "порождение материи из пространства-времени" в форме частиц с планковскими массами (Prigogine et al., 1989; Prigogine and Stengers, 1994). Замечу, что упомянутые и многие другие субстанциональные концепции тяготеют к представлениям об открытом, а не изолированном по веществу или энергии Мире. Возрождение субстанциональных концепций – своеобразная реакция на долгое парадигмальное господство реляционных взглядов. Впрочем, речь, как правило, не идет о возвращении, например, к упругому светоносному эфиру XIX века. Речь идет о поиске физической структуры пространства и полей. Субстанциональные подходы к природе времени существуют наряду с реляционными теориями (см., например, Аристов, 1995; 2003). Эти подходы не противопоставляются а дополняют друг друга.

На пути содержательного включения проблем времени в собственные проблемы естествознания существует одно, все более четко осознаваемое исследователями препятствие. В нынешней науке время – исходное и неопределяемое понятие. Поэтому основная задача как исследователей времени, так и специалистов-дисциплинариев — создание явной конструкции времени, или его модели. Другими словами, необходима замена времени в исходных понятиях на иные базовые постулаты. После такой замены свойства самого времени можно будет формулировать не в качестве аксиом, а в качестве теорем дедуктивной теории. Обсуждение каких-либо свойств времени становится возможным только в рамках определенной его модели.

Ныне, в начале нового века, постепенно вырисовываются черты новой научной парадигмы, осознание которой, возможно, поможет развитию как темпорологии, так и всего естествознания:

• Можно говорить о естественных референтах понятия времени. Феномен времени может стать полноправным объектом естествознания.
• Время естественных систем имеет структуру и может быть объектом теоретического моделирования.
• Эталонные процессы, с помощью которых измеряется изменчивость исследуемого объекта, то есть часы могут иметь совершенно различную природу. Различные часы могут оказаться не соравномерными, а получаемые с их помощью описания законов движения — не сводимыми друг к другу посредством простых преобразований.
• Для дальнейшего развития представлений о пространстве, времени, материи, движении и взаимодействии в понятийном базисе естествознания, по-видимому, не хватает каких-либо новых сущностей, появление которых наиболее вероятно в форме субстанциональных подходов.
• Радикальное решение проблем течения и необратимости времени, по-видимому, требует отказа от существования изолированных систем и приводит к представлению об открытом, нелинейном, самоорганизующемся и, возможно, усложняющемся Мире.

Главный для меня мотив изучения времени — надежда обнаружить пути вывода, а не угадывания законов изменчивость объектов Мира или, другими словами, — вывода фундаментальных уравнений их обобщенного движения.

Динамические научные теории обязательно включают ряд компонентов, разработка которых осознанно или чаще неявно выступает в качестве этапов создания теорий (Levich, 1995a):

О-компонент: выбор и описание идеализированной структуры элементарных объектов теории.

S-компонент: описание набора допустимых состояний объектов, называемого пространством состояний теории.

С-компонент: описание способов изменчивости объектов.

Т-компонент: отображение процесса изменчивости объектов на изменчивость выбранного эталона (часов).

L-компонент: формулировка закона изменчивости объектов, выявляющего их реальное движение в пространстве состояний. Закон изменчивости, как правило, имеет форму уравнений обобщенного движения теории.

I-компонент: использование набора интерпретирующих процедур, сопоставляющих формальным понятиям теории конкретные объекты предметной области исследования, а последним – величины, измеряемые в эксперименте.

Особое внимание я хотел бы обратить на этапы выбора элементарных объектов, пространства состояний и способов изменчивости объектов теории. A.Newell and H.Simon (1987) назвали совокупность этих этапов качественными структурными принципами теории. Приведу примеры таких принципов: атомистическое учение; материальные точки в фазовом пространстве положений и скоростей классической механики; амплитуды вероятностей в бесконечномерном гильбертовом пространстве квантовой механики; устройство атома и строение атомного ядра; гео- или гелиоцентрическая системы ближнего Космоса; космология расширяющейся Вселенной; параллельные Вселенные Эверетта; клеточная теория организмов; бактериальная природа инфекционных болезней; дискретная природа биологической наследственности; популяционная, трофическая и др. структуры экосистем и биосферы Земли; тектоника плит в геологии; классовая теория общества.

В настоящей работе я предлагаю обсудить структурные принципы субстанциональной темпорологии и подходы к параметризации изменчивости, т.е. выбору часов.

Приведу постулаты метаболического подхода к описанию субстанциональной природы времени (Levich, 1995b; c):

Кратко сформулирую некоторые следствия метаболического подхода:

• Феномен времени в нашем Мире – следствие открытости Вселенной и всех её подсистем по отношению к субстанциональным генерирующим потокам.
• Феномен становления может быть описан и параметризован накапливанием или убылью в системе субстанции генерирующих потоков.
• Метаболическое движение есть частный случай течения времени – и то, и другое состоят в замене субстанции среды в рассматриваемой системе.
• В понятии генерирующего потока оказываются слитыми воедино следующие представления: о частицах "весомой" материи как о сингулярностях потока; о пространстве как о субстанциональной среде; о времени и движении как о процессах замены элементов субстанции в системах; о взаимодействиях частиц как о проявлении динамических характеристик потока.
• Различные "поколения" элементов субстанции генерирующих потоков образуют систему окрестностей частиц-источников в пространстве, порождая понятие "близости" его точек, топологию и метрику.
• Субстанция генерирующих потоков, с одной стороны, вездесуща и всепроникающа в нашем Мире, но, с другой стороны, она не взаимодействует обычным образом с "весомой" материей и поэтому не регистрируется обычными приборами.
• Поскольку субстанция генерирующих потоков не участвует в обычных взаимодействиях и, "проникая сквозь" объекты, при движении не вызывает обычных для движения в среде эффектов трения или сопротивления, то она не является эфиром XIX века. В понятийном аппарате естествознания наиболее близкими к субстанции понятиями оказываются поле или физический вакуум.
• Генерирующие потоки, принадлежащие различным уровням строения материи, единообразно порождают различные и, возможно, несводимые друг к другу типы зарядов, взаимодействий, пространств и времен. Наряду с зарядами физических взаимодействий в качестве специфических зарядов могут быть рассмотрены и живые организмы, и феномен психики.
• Время, порождаемое генерирующими потоками, оказывается обратимым или необратимым в той же степени и в том же смысле, в каком обратимы или необратимы сами потоки.

Часы – эталонный объект, принадлежащий определенному уровню строения системы.

Принцип императивности – изменение набора элементов эталонного объекта на один элемент считаются равными и могут быть приняты за единицу измерения времени.

Метаболические часы – природный объект, замена элементов которого принята за эталон равномерной изменчивости.

Событие (момент времени) – акт замены элемента в системе.

Интервал метаболического времени – количество элементов, заменившихся в системе между двумя событиями.

Поскольку каждый допустимый морфизм переводит систему в новое состояние без изменения ее общей структуры, то число сохраняющих структуру морфизмов можно интерпретировать как число "микросостояний" системы, сохраняющих ее "макросостояние", т.е. общую структуру. Такая интерпретация позволяет назвать логарифм удельного числа преобразований состояния системы его обобщенной энтропией.

Литература.