Ю.Г.Кабалдин

ВРЕМЯ КАК ИНФОРМАЦИЯ

(Нижегородский государственный технический университет)

Время занимает центральное место в быту, в физике, химии, биологии и особенно в космологии. Столетиями оно привлекало пристальное внимание философов, художников и ученых в различных областях.

Несмотря на то, что существование стрелы времени, т.е. различия между прошлым и будущем в повседневном жизни очевидно, фундаментальные законы физики от классической до квантовой физики, а также теория относительности не содержат в себе различия между прошлым и настоящим. Настоящего момента в них нет, а потому нет и течения времени. Иными словами, имеет место Т-симметрия. Мы полагаем, что проблема не в самом времени как таковом, а в реальности информации о том, или ином событии во времени. Или иначе, является ли наша информация о внешнем мире реальностью? Информационная природа времени очевидна. Проблема времени включает также и механизм восприятия реальности как на микроскопическом, так и на классическом уровне (в нашем сознании), а также в каких единицах должна измеряться время. А.,Энштейном предложено измерять время часами. Таким образом, проблема стрелы времени на фундаментальном уровне и повседневном восприятии времени, по-прежнему, остается логически незавершенной. По мнению И. Пригожина, наш повседневный жизненный опыт показывает, что между временем и пространством существует коренное различие. Мы можем передвигаться из одной точки пространства в другую, но не в силах повернуть время вспять. Ощущение невозможности обратить время в прошлое приобретает особую научную значимость. Допустимые (разрешенные) состояния отделены от состояний, запрещенных вторым началом термодинамики, бесконечно большим энтропийным барьером. В этой связи, в классической физике имеется немало других барьеров. Одним из них является скорость света. По современным представлениям, информация не может распространятся быстрее скорости света. Существование этого барьера весьма важно для придания смысла причинности времени. Энтропийный барьер является предпосылкой, позволяющей также придать физический смысл связи между классической и квантовой теорией.

В настоящее время есть основание утверждать, что необратимость существует и на микроскопическом уровне и играет здесь важную роль. Следовательно, в микроскопическом мире должно быть нечто проявляющееся на макроскопическом уровне, подобное необратимости. Чтобы построить квантовую модель события, изменяющегося со временем, мы должны изучить квантовое состояние системы. Именно ее эволюция должно задавать стрелу времен. Экспериментальные данные требуют уточнения основных положений квантовой физики.В этой связи, рассмотрим некоторые положения квантовой теории, квантовые истоки времени, имеющие информационную основу, а также информационную модель эволюции Вселенной. Покажем, что Вселенная, как квантовая система генерирует информацию, которая, воплощается в виде законов Природы, определяющих в том числе и истоки понятия времени на микроскопическом уровне.Выяснено, что законы Природы в нашей Вселенной отличаются от других возможных вариантов. Иными словами, при образовании нашей Вселенной был выбран один из многих вариантов, т.е. возникла информация. Квантовые системы являются мультистабильными информационными системами, благодаря суперпозиции их квантового состояния и могут генерировать информацию во времени, изменяя квантовое состояние. Информация об изменении квантового состояния является периодической, причём R – процесс (редукция квантового состояния) при этом изменяет направление течения времени, а следовательно, информации. Квантовое состояние системы – это информация во времени и в пространстве. Структура Вселенной по мере её эволюции усложнялась (возникали звёзды, Галактики, черные дыры и т.д.), т.е. росло число квантовых событий. Следовательно, Вселенная, расширяясь генерирует информацию. Тогда время следует рассматривать как последовательное чередование элементарных квантовых событий, т.е. как процесс дискретного генерирования информации в результате R – процессов. Информация всегда предстаёт в виде формы, цвета, структуры, взаиморасположения окружающих нас предметов и явлений в пространстве и во времени. Это, прежде всего, означает, что информация неотделима от пространства.Как известно, в повседневной жизни время и информацию мы ощущаем постоянно (мы стареем). На квантовом уровне, как указывалось выше, течение времени нарушается R-процессами, что, в свою очередь, генерирует информацию квантами. В этой связи, рассмотрим механизм генерирования информации в мозге человека и механизм сознательного восприятия им реальности мироздания.

Информацию мы всегда наблюдаем в пространстве и во времени. Так, в биологических системах генетическая информация от ДНК передается белкам при их синтезе в виде формы (первичная, вторичная и третичная форма белков). Именно форма, а не структурный состав в большей степени определяет функциональные свойства белков. Особенно это наглядно видно при морфогенезе, где генетическая информация ДНК определяет пространственное расположение органов эмбриона.

По утверждению Р.Пенроуза, течение времени мы воспринимаем только благодаря сознанию. Человеческое сознание усиливает и преобразует реальность внешнего мира от квантового (дискретного) уровня до классического (сознание), т.е. в виде непрерывной информации, что и вызывает ощущение течения времени.

В связи с изложенным, предложен новый подход к проблеме измерения времени. Время (точнее пространство-время) – это количество квантов генерированной информации об элементарных событий в сознании (нейронной сети мозга) человека. Можно утверждать, что течение времени будет зависеть от количества воспринимаемой информации нашим сознанием. Поэтому у пожилых людей время течёт более ускоренно, чем у молодых, познающих внешний мир (жизнь), а следовательно, воспринимающих большой объём информации. Однако такое суждение обманчиво, т.к. те и другие живут в одном часовом ритме. Поэтому течение времени в сознании различных людей отражается по разному. В этой связи, рассмотрение времени с позиций информационного содержания, является предпосылкой, позволяющей придать физический смысл связи между классической и квантовой теорией.