Есть в природе тайны, на пороге которых останавливается в недоумении не первое поколение ученых. Вот и я, много лет изучая космические тела, не перестаю удивляться: как сохранились, «выжили» эти сгустки материи в мире, где постоянно увеличивается энтропия, хаос. В самом деле, в соответствии с законами статистической механики система их огромного числа частиц должна переходить из неустойчивого состояния (здесь: сгусток материи) в более вероятное положение, то есть материя давно должна распределиться по вселенной равномерно – времени для этого в мире, существующем вечно, вполне «достаточно».
        Правда, в такой системе возможны небольшие изменения – флуктуации, этого нельзя отрицать. Однако вероятность флуктуации, которая вернула бы систему к ее первоначальному состоянию, ничтожна и, по сути, равносильна полному запрету. И если существование звезд и планет (как результат малых флуктуаций)  «законно», то совершенно непонятно, почему существует сама вселенная, состоящая из сгустков материи, силовых полей и сравнительно пустого пространства.
        Чтобы исправить положение, можно предположить вмешательство в нашу вселенную другой, сторонней системы. Однако оживляющий толчок «со стороны» едва ли спасает положение: звезды, галактики так удалены друг от друга, что переход их в равновесное состояние должен наступить раньше, чем этому могут помешать внешние силы.
        Что же препятствует превращению мира в скучную однообразную пустыню? К сожалению, наука не дает ответа, и мы тяжело переживаем ее бессилие в основном вопросе космогонии. Отчасти поэтому и теоретическая механика кажется нам скучной и сухой. И дело здесь вовсе не в том, что знания, которые мы черпаем из «термеха», относительны (особенность, присущая любой науке). Причина в другом – в глубоком несоответствии точных наук и реальной действительности. Святая святых нашего мира – его постоянное обновление, гармония жизни и смерти; точные же науки изучают лишь процессы увядания и смерти.
        В биологии всегда можно определить, где причина и где следствие. Причинность вообще фундаментальное свойство мира, благодаря которому, собственно, и возможно познание. Классическая механика описывает мир, лишенный причинности, в нем нет отличия будущего от прошедшего, причины от следствий (столкнулись два шара, бессмысленно допытываться, кто кого толкнул). Если биология отвечает на вопрос «почему?», то точные науки – на вопрос «как?». («Запрещается» спрашивать: почему идет дождь, можно пояснить, как он идет). Получается, что не биология, а точные науки – описательные, и это обедняет их содержание. Однако не нужно забывать – такое описание позволяет ученым предсказывать многие явления. И обаяние точных наук столь велико, что нередко компенсирует недостатки их фундамента.
        Представим на минуту, что принципы точных наук истинны и безупречны. Это значит, что мы никогда не сможем получить ответы на наши бесчисленные «почему», адресованные природе. А если довести мысль до конца, получится, что мир непознаваем и законы природы просто рецепты для его описания.
        Разумеется, ученый никогда не сможет с этим согласиться. Нужно уничтожить разрыв между точными науками и естествознанием, положив в основу первых причинность. Но сделать это можно, лишь выявив « вселенной внутреннюю связь» – то единое, что объединяет мир от нейтрино до человека.
        ВРЕМЯ – фундаментальное и одновременно самое загадочное свойство природы. Представление о времени подавляет наше воображение. Недаром умозрительные попытки понять сущность времени оказались безрезультатными. Время сближает нас с «тайной жизнью» мира, которую едва ли может предвидеть смелый полет человеческой мысли.
        Точные науки отрицают существование у времени каких-либо других свойств, кроме простейшего – «длительности», или промежутков, измеряемых часами. Создав теорию относительности, Эйнштейн углубил это понятие: промежутки времени и пространства у него – компоненты четырехмерного интервала Мира Минковского. Но и здесь время играет весьма пассивную роль. Оно лишь дополняет пространственную арену, на которой разыгрываются события мира. В уравнениях теоретической механики будущее не отличается от прошедшего, а значит, не отличаются и причины от следствий. Эта наука изучает мир строго детерминированный, но лишенный причинности – главной приметы реальной действительности.
        Возникает естественное желание устранить противоречие между теорией и практикой, ввести в теоретическую механику принцип причинности и направленности времени (такую механику можно назвать «причинной» или «несимметричной»).
        Но, может быть, в статистической механике учитывается направленность времени? Действительно, здесь существует некий мостик между естествознанием и теоретической механикой. Приведем пример: какая-либо система частиц может оказаться в неустойчивом состоянии из-за воздействия внешней силы (причины). Если система изолирована, то согласно второму началу термодинамики ее энтропия будет возрастать. Это изменение энтропии «продиктует» направление времени. Но постепенно система «успокоится» и придет к равновесию. Случайные флуктуации энтропии в ту или иную сторону будут встречаться одинаково часто, и время как таковое потеряет всякий смысл.
        Итак, в статистической механике направленность времени лишь свойство состояния системы. Мы же говорим о механике, в которую время входит органично как объективная реальность. Статистическое обобщение такой механики может привести к неожиданному выводу – второе начало термодинамики ошибочно.
    действительно, «текущее» время, воздействуя на материальную систему, может помешать ей перейти в равновесное состояние. Другими словами, события происходят не только во времени, как в некоторой среде, но и с помощью времени. Именно время устраняет возможность тепловой смерти вселенной.
        Но как перенести в механику принцип причинности из естествознания, если сам принцип еще совершенно не сформулирован? Известно только, что причинность тесно связана со свойствами времени, в частности с различием будущего от прошедшего. Ну что ж, начнем хотя бы с такого постулата:
        1. ВРЕМЯ ОБЛАДАЕТ СВОЙСТВОМ, СОЗДАЮЩИМ РАЗЛИЧИЕ ПРИЧИН И СЛЕДСТВИЙ, ПРОШЕДШЕГО И БУДУЩЕГО. ЭТО СВОЙСТВО МОЖЕТ БЫТЬ НАЗВАНО НАПРАВЛЕННОСТЬЮ, ИЛИ ХОДОМ.
        Причинность лишь указывает, что время направлено, но она отнюдь не свойство этой направленности, а только его результат. Причина всегда находится вне тела, в котором проявляется следствие, и следствие наступает после причины. Согласившись с этим, можно ввести еще две аксиомы:
        2. ПРИЧИНЫ И СЛЕДСТВИЯ ВСЕГДА РАЗДЕЛЯЮТСЯ ПРОСТРАНСТВОМ. МЕЖДУ НИМИ СУЩЕСТВУЕТ СКОЛЬ УГОДНО МАЛОЕ, НО НЕ РАВНОЕ НУЛЮ ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАЗЛИЧИЕ delta_х.
        3. ПРИЧИНЫ И СЛЕДСТВИЯ РАЗДЕЛЯЮТСЯ ВРЕМЕНЕМ. МЕЖДУ ИХ ПРОЯВЛЕНИЯМИ СУЩЕСТВУЕТ СКОЛЬ УГОДНО МАЛОЕ, НО НЕ РАВНОЕ НУЛЮ ВРЕМЕННОЕ РАЗЛИЧИЕ delta_t ОПРЕДЕЛЕНОГО ЗНАКА.
        Аксиома (2) – основа классической механики Ньютона. Она содержится в третьем законе, согласно которому под действием внутренних сил не может произойти изменение количества движения. Иными словами, в теле не возникает внешняя сила без участия другого тела. Отсюда в силу непроницаемости материи delta_х не =0. А из-за полной обратимости времени delta_t = 0 (аксиома (3) в механике Ньютона отсутствует).
        В квантовой механике наоборот. Принцип непроницаемости материи утрачивает свое значение, поэтому можно считать, что delta_х = 0. Однако здесь есть необратимость во времени, которой нет в механике Ньютона. Воздействие на систему макроскопического тела (прибора) вводит различие между будущим и прошедшим. Можно предсказать поведение системы после такого воздействия, но совершенно нельзя предвычислить ее поведение до «вмешательства» прибора. Поэтому delta_t не = 0, хотя и может быть сколь угодно малым.
        Если ввести обозначение С2 = delta_х/delta_t,  в классической механике при delta_х не = 0 и delta_t = 0    С2 = бесконечности. В квантовой механике delta_х = 0 и delta_t не = 0    С2 = 0. Итак, оба раздела механики входят в нашу аксиоматику как две крайние схемы. А это значит, что нам удалось нащупать связь между двумя столь непохожими областями науки.
        С одной стороны, мир атома, в котором нет течения времени, а причинно-следственные связи не имеют никакой прочности (фактически их нет). Это мир неопределенности, индетерминизма, где существуют только статистические закономерности. С другой стороны, мир макротел, причинные связи здесь бесконечно прочны, взаимодействие мгновенно, и время кажется неотвратимым роком. К счастью, обе эти крайности всего лишь схемы, нужные нам для познания мира: реальные микро- и макромиры отличаются от тех, что описываются в уравнениях механики.
        Остановимся на смысле символов delta_х и delta_t. В длинной цепи причинно-следственных превращений мы рассматриваем только то элементарное звено, где причина порождает следствие. Согласно обычным физическим воззрениям, такое звено – пространственно-временная точка, не подлежащая дальнейшему анализу, delta_х и delta_t - как бы размеры «пустой» точки, где нет материальных тел, а есть только пространство и время. Так как они  бесконечно малые одного порядка, то С2 – конечная величина, представляющая собой скорость перехода причины в следствие.
        Величина С2 связана только со свойствами времени и пространства, а не со свойствами тел. Поэтому С2 должна быть универсальной постоянной, характеризующей течение времени в нашем мире. И еще одно обстоятельство. Превращение причины в следствие требует преодоления «пустой» точки. «Прыжок через бездну» происходит только за счет хода времени. Отсюда прямо вытекает участие времени в процессах материальных систем.
        Если у знака delta_t есть определенный смысл (будущее минус прошедшее), то знак delta_х совершенно произволен, поскольку пространство однородно и в нем нельзя выделить какого-либо преимущественного направления. Но раз так, сразу же напрашивается вопрос: какой знак у С2 ? Ведь логически рассуждая, мы можем умозрительно представить мир с противоположным ходом времени. Возникает трудность, которая на первый взгляд кажется непреодолимой и разрушающей все построение. Однако именно благодаря этой трудности мы приходим к единственно возможному выводу: С2 – не скаляр (согласно обычной механике), а псевдоскаляр (скаляр, меняющий знак при зеркальном отображении координатной системы). Поясним это простым рассуждением. Ход времени должен быть определен по отношению к некому «эталону». Таким «эталоном», не зависящим от свойств тел, может быть только пространство. В пространстве, как мы уже видели, нет различий в направлениях, но есть абсолютное различие между правым и левым (хотя сами эти понятия условны). Поэтому ход времени, связанный с различием в свойствах «эталона», может определяться величиной, имеющей смысл линейной скорости поворота (которая меняет направление при отображении в зеркале). разумеется, эта формальная аналогия совершенно не объясняет сущности «четвертого измерения». Зато она открывает замечательную перспективу – экспериментально исследовать время. Действительно, можно ожидать, что у вращающего тела – например, гироскопа – ход времени изменится и станет равным С2 (+-) U (где U – линейная скорость волчка). Это изменение проявится в виде дополнительных сил, действующих вдоль оси вращения и неизвестных в теоретической механике. Большие «волчки» – планеты – под действием этих сил принимают форму кардиоиды. Об этом рассказано в статье «Река времени» («Техника – молодежи» № 8 за 1959 год). Однако вернемся к тем недалеким годам, когда «причинная» механика только зарождалась.
        Помню хмурый ленинградский день, осень, которая казалась мне по-весеннему зеленой. Теперь я знал, что в этом обреченном, как думалось нам раньше, мире идут непредусмотренные механикой процессы и они препятствуют его смерти. Живут не только растения и животные, в широком смысле можно говорить о жизни космических объектов и других физических тел. Но если мир однороден (а в этом наука не  сомневается), то в каждой случайной капле можно обнаружить все его свойства. Значит... жизненные процессы должны наблюдаться даже в самых простых механических опытах! Но почему же люди этого до сих пор не замечали?
        С большим волнением я приступил к опытам со взвешиванием гироскопа. При вращении против часовой стрелки он становился легче, при  вращении в обратную сторону утяжелялся (отклонение от веса гироскопа в покое 90 г всего (+-)4 мг, но все же!). Простой эксперимент подтверждал, что, когда направление вращения волчка и ход времени совпадают, возникают дополнительные силы. Измерив их, можно не только вычислить величину С2 (около 700 км/час), но и определить ее знак. Оказалось, что ход времени нашего мира положительный в левой системе координат. Отсюда возникает возможность объективного определения левого и правого: левой системой координат называется та система, в которой ход времени положителен, а правой – в которой он отрицателен. Значит, именно ход времени – тот самый материальный мост, о необходимости которого (для согласования понятий левого и правого) говорил еще Гаусс!
        Опыты с гироскопами дали еще один принципиально новый результат. Оказалось, что дополнительные силы действия и противодействия могут располагаться в разных точках системы – на стойке весов и на гироскопе. Получается пара сил, поворачивающих коромысло весов. Следовательно, время обладает не только энергией, но и моментом вращения, который оно может передавать системе.
        Однако не нужно забывать: мы ставили эксперимент над самым загадочным свойством природы – временем, а гироскопы, весы, подвески – всего лишь орудия (причем весьма грубые), с помощью которых мы исследовали удивительный мир. Мы ожидали встретить неведомое, и оно проявилось совершенно необычно.
        Что может быть хуже для экспериментатора, чем признание горького факта – опыт невоспроизводим. Но у нас иногда все получалось легко, иногда – никакого ожидаемого эффекта. Усилили причинное воздействие – эффект наблюдается вновь. Так может быть, у времени, кроме постоянного хода, существует и еще одно переменное свойство – его интенсивность, плотность? Быть может, у нашей субъективной оценки «пустого», тянущегося времени есть физические предпосылки в самой природе?
        Одни вопросы потянули за собой другие. Почему наши опыты летом удаются хуже, чем зимой, а на севере, возле Мурманска, они всегда удачней, чем в Крыму? Вероятно, плотность времени меняется в широких пределах из-за процессов, происходящих в природе, и наши опыты – своеобразный прибор, регистрирующий эти перемены. Если это так, то нельзя ли воздействовать одной материальной системой на другую через время? Правда, подобную связь можно было предвидеть, поскольку причинно-следственные изменения происходят не только во времени, но и с помощью времени. Другими словами, в каждом процессе природы тратится или образуется время...
        Возьмем простой механический процесс и попытаемся изменить плотность времени. Например, будем поднимать двигателем груз – получается система с двумя полюсами: источником энергии и ее стоком, то есть причинно-следственный диполь.
        Один из полюсов диполя приблизим к длинному маятнику, у которого вибрирует точка подвеса. Вибрацию надо настроить так, чтобы эффект отклонения к югу был неполный (еще Гук поставил эксперимент, доказывающий, что тело при падении отклоняется не только к востоку, но и к югу). Оказалось, если к телу маятника или к точке подвеса приблизить тот полюс диполя, где происходит поглощение энергии (в нашем примере – груз), то «южное» отклонение возрастает. С приближением же другого полюса (двигателя) эффект, наоборот, неизменно слабел.
        Влияние причинного полюса не зависело от направления относительно маятника, и сила воздействия убывала обратно пропорционально первой степени расстояния (а не его квадрату, как было бы в случае силового поля). Интересно, что даже толстая стена лаборатории не экранировала маятник от таких воздействий (есть данные, что роль такого экрана могут выполнить органические вещества с одними «правыми» молекулами, например, сахар).
        Итак, вблизи системы с причинно-следственным отношением плотность времени действительно меняется. Около двигателя происходит разрежение времени, а около груза – его уплотнение. Образно говоря, время втягивается причиной и, наоборот, уплотняется в том месте, где расположено следствие. Поэтому маятник как бы получает помощь от «приемника» и испытывает помехи со стороны двигателя.
        Вероятно, именно поэтому опыты сравнительно легко удаются зимой и в северных широтах и плохо (или даже вообще не удаются) – летом и на юге. На юге находится атмосферный двигатель, приводящий в движение весь механизм погоды, и летом он работает очень интенсивно. В наших же краях и севернее проявляются следствия этой деятельности.
        Свойства времени чрезвычайно трудно объяснить, прибегая к излюбленному популяризаторами методу аналогий; его воздействие принципиально отличается от воздействий силовых полей. Причинный полюс сразу создает две равные и противоположные силы, приложенные к телу маятника и к точке подвеса. Происходит передача энергии без импульса, а следовательно, и без отдачи на полюс. Такая передача энергии обладает важнейшим свойством: она не может распространяться с конечной скоростью (ибо с распространением связан перенос импульса) и должна происходить мгновенно.
        Время во вселенной не распространяется, а всюду возникает сразу. На ось времени весь наш мир проектируется одной точкой. Поэтому измененные свойства какой-либо секунды проявятся сразу, убывая обратно пропорционально первой степени расстояния. Такая мгновенная передача информации через время не противоречит специальной теории относительности, и в частности относительности понятия одновременности, – воздействие через время осуществляется в той системе координат, с которой связан источник этих воздействий. Время не может стать «двигателем» космической ракеты (у него нет «отдачи»), но, овладев его свойствами, люди могут сделать реальной мечту фантастов о передаче информации с неограниченной скоростью. Океан времени, на преодоление которого свету требуется тысячелетия, можно миновать.
        Два года назад я сделал доклад на коллоквиуме Международного астрономического союза в Брюсселе. Тема - физические особенности двойных звезд. Два объекта в этих звездах удивительно похожи друг на друга (по яркости, спектральному типу, радиусу и т.д.). Возникает впечатление: главная звезда воздействует на «спутник» и постепенно изменяет его облик. Однако расстояние между «близнецами» столь велико, что возможность такого воздействия обычным способом, то есть через силовые поля, исключается. Думаю, отгадка таится во времени.
        Система Земля – Луна, по сути, двойная планета. И существует немало данных, что наш спутник физически кое в чем уподобляется Земле. Сама по себе Луна едва ли сохранила внутреннюю энергию, проявившуюся, например, в извержении газов в кратере Альфонса. Не происходит ли здесь воздействие Земли на Луну через время?
    Это лишь два примера, но я уверен, что в природе их множество. Нужно научиться выявлять работу времени, экспериментально изучать его свойства.
        Растения и животные, вероятно, уже используют асимметричность нашего мира, течение времени в одну сторону для получения дополнительной энергии (см. «Техника – молодежи» № 8 за 1959 год). Теперь этому должен научиться и человек. Все наши машины работают по принципу выравнивания энергетических уровней системы. Если «причинная» механика позволит обнаружить жизнь вне организмов, научит нас управлять ею, тогда машины будут обновлять, а не исчерпывать активные возможности мира, его ресурсы. Только так может установиться подлинная гармония человека с природой, человечества со вселенной.

Записал А.Харьковский.

Справка:

Козырев Николай Александрович (1908-1983), астроном, доктор физико-математических наук, профессор (1931) Пулковской обсерватории. Разработал (1934) теорию протяженных атмосфер (теория Козырева-Чандрасекара), теорию солнечных пятен. Получил (1958) спектрограммы лунного кратера Альфонс, свидетельствующие о выходе газов из центральной части кратера. Репрессирован (1936-46), реабилитирован (1958).
        Козырев Н.А. Причинная или несимметричная механика в линейном приближении Л.: Гл. астрон. обсерватория АН СССР. 1958. 88 стр.
        Козырев Н.А. Причинная механика и возможность экспериментального исследования времени / /История и методология естественных наук // Вып.2. Физика. М.: МГУ. 1963, стр.95-113.
        Козырев Н.А. Астрономические наблюдения посредством физических свойств времени // Вспыхивающие звезды. Ереван. 1977, стр.209-227.
        Козырев Н.А. Время как физическое явление // Моделирование и прогнозирование в биоэкологии. Рига: ЛатГУ. 1982, стр.59-72.