Scisne?

Время без часов или похвальное слово создателям геохронологии

Комментарии: 1
/ax/d1/1/a824/01.jpgЕсть немало слов, которые то и дело на языке, но смысл которых, если над ним как следует задуматься, дается с особенным трудом, а когда и доходят до него люди, то единого понимания не получается. Таково слово "время". Недаром время попало в число философских категорий, предельно общих понятий, уже не поддающихся формальным определениям. То, что пишут про категории в толковых словарях, энциклопедиях, - не определения, а некоторые общие пояснения, благодаря которым человек может понять, о чем идет речь. Вообще же смысл категории раскрывается не определениями, а путем постепенного введения читателя во всю их систему с примерами, обращением к истории философской мысли. Тем не менее каждая категория - материя, пространство, время, существование, причина, движение и т.д. - источник нескончаемых обсуждений.

Было бы просто невежеством обещать, что читатель дойдет до конца статьи и поймет, что же такое одна из самых трудных категорий - время. Я не помышляю об этом. Я не собираюсь и перебирать современные представления о времени, в которых трудно не запутаться. Моя задача в некотором отношении проще - сделать со временем, нашим представлением о нем внешне несложный мысленный эксперимент, а затем посмотреть на его следствия. Я хочу мысленно изъять из мира часы и все, что может их напомнить и заменить, а потом посмотреть, что из этого получится. Эта операция, если и не прояснит до конца, что же такое время, то по крайней мере прояснит кое-что, относящееся ко времени. Однако об этом "кое-что" потом. Сейчас надо объяснить, почему вдруг потребовалось лишать мир всяческих часов. Мысль эта - не праздная. Мы привыкли думать о времени, оперировать с ним, непрерывно обращаясь к различным часам. Их роль играют не только те механизмы, которые мы носим на руках и вешаем на стены, но и многое другое - разные природные ритмы, смена дня и ночи, времен года. Обыденные часы в свое время лишь заменили эти, природные. Роль тех и других для нашей ориентировки во времени в общем-то сходна. Мы привыкли к природным и искусственным часам и, сами того не замечая, отдали мысленно им само время, его воплощение.

Мы мыслим время как нечто внешнее, постороннее, на фоне чего живем сами и существует окружающий мир.

Я бы не возражал против подобного представления о времени, если бы не исследования теоретических оснований стратиграфии, которыми я занялся лет пятнадцать назад. Стратиграфия изучает пространственно-временные отношения геологических тел, датирует все геологические события. Говоря, что динозавры жили в мезозое и вымерли в конце мелового периода, мы пользуемся языком времени, который дан нам стратиграфией. За двести без малого лет своего существования она составила детальнейшие геохронологические шкалы. Наиболее полно документированная и изученная часть геологической истории ? фанерозой, состоящий из палеозоя, мезозоя и кайнозоя,- сейчас расчленена на несколько подразделений. Теперь мы знаем, что весь фанерозой продолжался примерно 570 миллионов лет, а самые мелкие из его стандартных подразделений соответствуют двум-трем сотням тысяч лет. Об этом говорят радиометрические измерения возраста пород.

Геологи привыкли к этим срокам, но вот что примечательно. Каждый геолог знает перечень периодов и какие-то более дробные стратиграфические подразделения, но попросите его назвать даты начала и конца каждого периода в миллионах лет - он начнет путаться. Мало кто помнит эти даты назубок, так же хорошо, как знает хронологию человеческой истории профессиональный историк. И это - не плохое знание геологической истории. Просто все эти даты в миллионах лет действительно нужны лишь в особых исследованиях, а в большинстве случаев вполне достаточно опираться на геохронологические подразделения - периоды, эпохи, века и так далее. Именно поэтому мы обычно говорим, что динозавры исчезли на границе мела и палеогена, а не 75 миллионов лет назад. Самое любопытное здесь, однако, то, что первое выражение точнее. Обычно принято указывать ту точность, с которой определен возраст. Для границы мела и палеогена это плюс-минус пять миллионов лет. Та же ошибка измерений для начала палеозоя уже составляет десять - пятнадцать миллионов лет. Если учесть, что средняя длительность подразделений фанерозоя, которые умеют выделять стратиграфы, не обращаясь к радиометрическим датировкам, расходится на один-два миллиона лет, то станет очевидно: надежнее пользоваться эпохами и веками, чем возрастом пород в миллионах лет.

Впрочем, у радиометрических датировок есть свои дефекты, и они не только в их неточности, но и в более глубокой неопределенности. Во-первых, все зависит от того, какие характеристики распада радиоактивных элементов считаются истинными. В разных лабораториях они не всегда совпадают и с годами несколько меняются. Во-вторых, пока горная порода лежит в земле, в ней могут происходить нежелательные для радиометрических измерений перемены. Какие-то вещества выносятся или привносятся извне. Многие датировки плохо привязаны к основной геохронологической шкале. Поэтому до сих пор остаются весьма неопределенными по возрасту в годах рубежи некоторых периодов.

И это еще не самое важное для нас сейчас. Все эти цифры по-настоящему стали входить в научный аппарат геологии примерно сорок лет назад, а раньше они были настолько ненадежны, что в геологической практике ими вообще не, пользовались. Радиометрический метод датировки пород появился перед первой мировой войной, но еще долго с ним не считались, приравнивая его ко всяким другим методам оценки возраста пород (например, по скорости накопления разных осадков и другим). Еще в начале тридцатых годов в одном из авторитетных стратиграфических руководств было сказано, что по разным методам подсчета возраст земной коры получается от 40 миллионов до 7 миллиардов лет. Такой разброс цифр, конечно, обесценивает их. Получается, что всего лишь полвека назад геологи еще толком не представляли себе, где они имеют дело с миллионами лет, а где - с сотнями миллионов, а может быть, и с миллиардами.

Такое обращение со временем мне напоминает моего внука, когда ему было четыре-пять лет. Он хорошо понимал, что такое "после обеда", "перед ужином", вчера и завтра, но выражения типа "через две недели" или "через три месяца" для него просто не имели смысла.

Но связана ли как-то выработка детальной шкалы фанерозоя с появлением и совершенствованием датировок в годах? Здесь уже можно уверенно сказать: никак не связана. Шкала периодов и их основных подразделений сформировалась немногим более ста лет назад, когда никто не имел никакого понятия о длительности и всей шкалы, и ее компонентов.

Вот и тот главный парадокс, который привел меня к размышлениям о времени. Геологи фактически не имели никаких внешних часов, которые бы позволяли им упорядочить напластования пород по их возрасту, составить в общую стратиграфическую колонку, построить геохронологическую шкалу из множества подразделений. Тем не менее, все это было сделано, а появившиеся затем радиометрические датировки были лишь нанизаны на имевшуюся канву и при этом подтвердили: та последовательность пород, которую стратиграфия считала хронологической, действительно такова. Иными словами, сначала была написана геологическая история, а уж затем на нее навесили даты.

Ясно, что геологи издавна имели дело со временем, как-то манипулировали с ним. Но можно ли считать, что у них были хоть какие-то часы, если никто не знал длительности периодов и их частей, даже понятия не имел об этом? Для меня совершенно очевиден ответ: время они улавливали, но это было время без часов.

Сразу оговорю два обстоятельства. Кто-то может сказать, что геологам помогла палеонтология, эволюция органического мира. Она играла роль часов. Палеонтология действительно здорово помогла, так как остатки организмов всегда служили прекрасными маркерами в монотонном чередовании пород. Но роли часов эволюция не играла по двум причинам. Во-первых, сама идея эволюции опиралась на стратиграфическую последовательность организмов. Устанавливаемая стратиграфическими методами возрастная последовательность исторически и логически предшествует любым эволюционным соображениям. Так что еще неизвестно, кто от кого больше получил: стратиграфия от палеонтологии или наоборот.

Второе обстоятельство серьезнее. Иногда, устанавливая одновозрастность слоев, геологи все же могли косвенно использовать часы. Если в геологическом разрезе удается проследить тонкую прослойку вулканического пепла, то на нее можно опереться как на указатель синхронизации. Произошло извержение, пепел быстро рассеялся и осел всюду разом. Это мы знаем по механизму действия современных вулканов, разнос пепла которых изучался уже с часами в руках. Так, обращаясь к современным аналогам процессов прошлого, мы можем косвенно вводить часы для отдельных геологических ситуаций. Но в промежутках между ними снова оказываемся без часов.

Итак, то время, которое фигурировало в построениях геологов, было каким-то странным, да и сейчас оно своей странности не утратило. Есть некий временной порядок: это было раньше, а это - позже, эти два события примерно одновременны (для них не удается выявить, что раньше, а что позже), но нет ни дней, ни лет, никаких сколько-нибудь определенных единиц длительности. Конечно, сутки и годы были, Земля вращалась, ходила вокруг Солнца, и на коротеньких несвязанных отрезочках летописи мы даже видим следы этого - в суточном росте кораллов, в годичных кольцах окаменевших стволов. Астрономические часы исправно шли, но запись хода оставили разодранную на кусочки, разбросанную без порядка, уже не восстановимую.

Значит, бывает такое в науке, когда о времени говорить можно, а часов найти нельзя. А это, в свою очередь, значит, что нельзя создавать лишь одно представление о времени, ссылаясь на какие-либо часы - природные или искусственные, любой конструкции, но такие, которые имеют циферблат с делениями (пусть мысленными), нанесенными с постоянным интервалом. Очевидно, что такое представление о времени - лишь частный случай времени без часов.

Попробуем вообразить подобное время для нас самих, тогда, может быть, нам станет яснее и само понятие времени. Главное, что требуется, это убрать часы и все, что их хоть как-то может заменить,- смену дня и ночи, времен года, ритм окружающей жизни, капающую из крана воду... Такое можно представить: совершенно темный закоулок в пещере, куда не проникает ни свет, ни звук. Сидит там наблюдатель, исследователь времени, ни один сигнал не приходит к нему снаружи и часов у него у нет никаких. Что же тогда будет для него временем, которое надо изучать, а лучше сказать - в чем будет проявляться сам феномен времени? Очевидно, только в том, что будет происходить в самом наблюдателе. Вот захотелось пить, вот зачесалось за ухом, затекли ноги, стал колючим подбородок и т. д. Все эти мелкие происшествия наблюдатель легко нанижет на некую мысленную нить, пользуясь своей природной способностью упорядочить события: раньше - позже. Впрочем, в качестве такой нити он может взять биение собственного сердца. И появится свое внутреннее, осознанное время, где порядок событий будет определяться не чем-то внешним, а только внутренним.

Не будем приводить дальнейшие рассуждения и сразу сделаем первый вывод: в данном случае время - это изменчивость индивида, имеющая некую структуру, порядок в которой задан собственными свойствами этого индивида, не навязан извне. Вывод второй: какие-то события могут служить часами для других (считая удары сердца, можно заметить, с какой периодичностью происходит в теле все остальное).

Теперь усложним эксперимент. Зажжем в пещере свет, а в блюдечке с землей будут прорастать зерна овса. Вот они набухли, выпустили корешки, стрелки проклюнулись и тянуться вверх. Как раньше наблюдатель связывал со временем все происходящее с ним самим (свою изменчивость), так теперь он может связать со временем все происходящее с овсом. Он может мысленно проецировать "время овса" на свое собственное. И, конечно, он заметит отличия: изменчивость каждого зернышка примерно такая же, как у его соседа по блюдечку, но иная, чем у наблюдателя. Это и понятно, человек и овес - разные систематические группы. Мы подошли к третьему выводу: время биологического индивида зависит от того, к какой систематической группе он принадлежит.

Вот это, пожалуй, самое важное. Мы привыкли говорить о времени вообще, оно одно и для меня, и для цветов на окне. Однако скорее у нас сходные часы (скажем, смена суток и сезонов, то есть астрономические часы), а времена разные, ибо я меняюсь по одним закономерностям, во мне одни ритмы, а у цветов все свое. Сходство какое-то в наших ритмах есть, но уж больно общее, только из-за того, что они и я - организмы. Если у меня время - человеческое, у них растительное (например, "цикламеновое"), то наше общее время - вообще биологическое.

Но нам ничто не мешает отвлечься от различий индивидов и ввести очень абстрактное понятие - индивид вообще. Тогда и все те многочисленные изменения, которые происходят с ними, составляя их разнородные времена, выродятся во "время вообще", тот безличный, бессодержательный символ "t", которым широко пользуются в физике, по крайней мере в той классической механике, которую я слушал в университете.

Временные свойства природных объектов, а лучше сказать - свойства их времени, тоже разные. Одни свойства меняются, и изменения эти фиксируются, как слои прироста фиксируют стадии роста древесного ствола. Эти свойства - темпофиксаторы (фиксаторы времени), а само явление - темпофиксация. Другие свойства тоже сохраняются, но уже отдельно от индивида. Так сохраняются шкурки насекомых и змей при последовательных линьках. Это - темпосепарация, отделение собственного времени. Другие свойства, изменяясь, не оставляют следов (как след лодки на воде). Это - рассеяние, растворение временных свойств, или темподесиненция.

Все три процесса всегда протекают совместно, но в одних случаях верх берет одно, в других случаях - другое, пока все не будет поглощено неотвратимой темподесиненцией, за ней последнее слово.

Теперь мы можем вернуться к геологии, к геохронологической шкале. Геологи действительно имели дело со временем, которое реконструируется по результатам темпофиксации. Грубо говоря, по структуре и соотношению слоев реконструируются те свойства времени, которые захвачены темпофиксацией. Реконструируется не нечто во времени, а само время, теперь уже застывшее, как застыла музыка на морозе в рассказе Мюнхгаузена. И вполне можно обойтись без часов, если по рисунку, остановленному темпофиксацией, видно, что было сначала и что потом во времени того места, где накапливались осадки, или во времени всей Земли, то есть в геологическом времени. Здесь сложности реконструкции иногда очень велики (тогда над ними бьются поколения геологов), а иногда - ничтожны, ничуть не больше, чем реконструкция произошедшего, когда вы видите след протектора, а на нем - навозную кучу. Ясно, что сначала проехала машина, а потом прошла корова. Чтобы установить эту последовательность, нужно лишь немного подумать.

Я восхищаюсь геологическим, в особенности стратиграфическим гением. В невообразимо сложном переплетении горных пород, в бесчисленных и разнообразных наслоениях, разобраться во временной последовательности их, создать подробнейшую шкалу, и все это - не имея даже подобия внешних часов и уж, конечно, не располагая теорией времени без часов, вообще почти не располагая сформулированной теорией (она создавалась в стратиграфии лишь в нашем веке). Правда, в сделанном частенько обнаруживаются ошибки, но все это ? как мелкие огрехи строителей замечательного здания.

Сергей Мейен, доктор геолого-минералогических наук

"Знание-Сила", №12/1986
Комментарии: 1