2 сентября 1998 г. исполнилось 90 лет со дня рождения выдающегося русского астрофизика Николая Александровича Козырева (1908 – 1983). Этому юбилею была посвящена Вторая сибирская конференция "Математические проблемы физики пространства-времени сложных организованных систем", состоявшаяся в июне 1998года в Институте математики им. С.Л. Соболева Сибирского отделения РАН.

Ниже публикуется доклад председателя оргкомитета конференции академика М.М. Лаврентьева.

Открывая нашу конференцию "Математические проблемы физики пространства-времени сложных организованных систем", от имени оргкомитета конференции предлагаю посвятить ее светлой памяти выдающегося русского астрофизика НИКОЛАЯ АЛЕКСАНДРОВИЧА КОЗЫРЕВА – 2 сентября этого года исполняется 90 лет со дня его рождения.

Мой доклад – не только традиционная дань научным достижениям ученого. Все творческое наследие Николая Александровича весьма актуально для развития современного естествознания и имеет прямое отношение к ключевой проблеме в тематике нашей конференции – проблеме прямого исследования физических свойств пространства-времени.

Следует подчеркнуть, что, несмотря на то, что современная физика приняла представление о четырехмерной физической реальности и успешно его использует, задача прямого исследования физических свойств четырехмерности (и экспериментальная, и теоретическая) никогда не ставилась. Поэтому сохраняются противоречия двойственного отношения к пространству-времени в среде физиков: как к математической модели, адекватной физической реальности, и только как к удобному математическому формализму.

Отсутствие интереса к указанной задаче объясняется просто: в арсенале исследователей не было необходимых для подхода к этой проблеме средств – адекватной методологии и соответствующих ей методов исследования.

За формальным отношением к пространству-времени стоит не что иное, как формальное отношение к фундаментальному понятию естественных наук – понятию времени, когда время отождествляют с одним из его свойств – длительностью. Приходится констатировать, что современная физика, и классическая и квантовая, продолжает фактически традиции Ньютона, который четко отождествил время с длительностью в определении абсолютного, истинного математического времени [2]. Работы, в которых исследуется сущность времени в связи с переходом к четырехмерной математической модели физической реальности, не получили должного внимания. Отметим как одну из важных книгу известного физика и математика А.А.Фридмана "Мир как пространство и время" [3]. В этой монографии автор поставил вопрос: "Если в физической теории пространство и время объединены в единый Мир, то следует ли отсюда вывод, что время ничем не отличается от других координат?".

Обычно, обсуждая этот вопрос, только отмечают, что между пространством и временем сохраняется "довольно важное и специфическое различие", имея ввиду неевклидовость пространства-времени, мнимость временной координаты в евклидовом описании (см., например, [4, 5]). Причем, заметим, в это "различие", признаваемое довольно важным и специфическим, почему-то не углублялись, не исследовали его. А.А.Фридман подходит к вопросу о различии пространства и времени с позиций принципа причинности. Подробно рассмотрев ряд кардинальных моментов, связанных с определением и измерением времени, он выдвинул некоторую программу по возвращению времени в физике его "исключительного положения". Опираясь на принцип причинности, согласно которому изменяя арифметизацию пространства-времени нельзя добиться того, чтобы причина и следствие поменялись местами, А.А.Фридман предложил наложить соответствующие ограничения: 1) на способы арифметизации пространства-времени; 2) на свойства четырехмерного пространства, являющегося математической моделью реального пространства-времени; 3) на выбор временной координаты.

К сожалению, А.А.Фридман ушел из жизни, не реализовав сформулированной им программы. Однако, ретроспективно оценивая его подход, следует констатировать, что прежде всего необходимо было сделать решительный принципиальный шаг в развитии физических представлений о времени. Его можно было сделать с позиций признания de facto реальности временной составляющей пространства-времени (когда время объединили с пространством, для которого нет вопроса о существовании референта в объективном Мире): надо было снять отождествление времени с длительностью, посмотреть на него как на пространство и поставить вопрос о необходимости исследования этого, хронометрического, пространства, его свойств, отличающихся от свойств обычного, геометрического, пространства [7].

Концепция Н.А.Козырева о времени и осуществленное им на ее основе целенаправленное исследование физических свойств времени (в течение 35 лет, когда каждый последующий этап опирался на новые теоретические выводы по экспериментальному материалу предыдущего этапа) могут быть использованы в качестве методологической основы прямых исследований физических свойств пространства-времени. Действительно, как следует из соответствующих представлений специальной теории относительности (напомним, например, о взаимосвязи собственного времени и четырехмерного интервала между событиями), при разработке методов исследования физических свойств пространства-времени необходимо располагать знанием о свойствах событий, связанных более с временным компонентом пространства-времени, нежели с пространственным [9]. Заметим, что и, наоборот, исследование физических свойств времени вводит исследователя в реальность Мира событий, как это случилось с Козыревым при интерпретации своих последних астрофизических наблюдений. Небесная сфера наземного наблюдателя предстала его Миром событий; наземные датчики фиксировали воздействие на них именно событий, связанных со звездами и звездными системами. Эти астрофизические результаты привлекли наше внимание к работам Козырева как к открывшейся возможности принципиально новых исследований в физике пространства-времени.

Изучение физических свойств пространства-времени – это, прежде всего, исследование естественных взаимосвязей между событиями. Взаимосвязь событий через пространственную составляющую пространства-времени давно изучается в физике. Здесь имеется в виду реализация взаимосвязи событий через посредство соответствующих квантов, распространяющихся в пространстве. Взаимосвязь событий через временную составляющую пространства-времени впервые была рассмотрена в работах Козырева (см. [6], а также [10 – 12]). Он полагал, что источником воздействия здесь могут быть сами причинно-следственные связи, стоящие за необратимыми процессами. Козырев подчеркивал, что речь идет о возможности взаимодействия принципиально новой, несиловой природы, свойства которого изначально ориентированы не на свойства окружающего пространства, как в случае известных взаимодействий, а связаны со свойствами времени, с его ролью в Мироздании.

Когда Козырев в своих экспериментальных исследованиях эффектов причинной механики пришел к выводу о том, что внешний необратимый процесс является источником воздействия на состояние вещества материальных систем, возникла необходимость в соответствующей локальной и временной характеристике этого воздействия. Он ввел понятие о "плотности или интенсивности времени", определяя, что ее мерой служит величина эффекта воздействия на вещество за единицу времени.

Кратко суммируя основные результаты, полученные Н.А.Козыревым, о плотности времени можно сказать следующее. Необратимые процессы, вызывающие рост энтропии, увеличивают плотность времени и, в терминах пространственных представлений, как бы излучают рассматриваемое воздействие, и наоборот. При этом в веществе наблюдается упорядочение структуры. Материальная система может быть экранирована от изменения плотности времени. Имеет место явление, выглядящее как отражение, подчиняющееся законам геометрической оптики. (Два последних свойства позволяют использовать в экспериментальных наблюдениях телескопы-рефлекторы.) Явление, аналогичное преломлению, отсутствует. Реакция материальных систем на исследуемое воздействие увеличивается с возрастанием интенсивности процесса и зависит также от степени сосредоточенности его в пространстве, от расстояния. В реакции активно участвует поверхностный слой вещества. В случаях некоторых систем имеет место реверсирование их реакции на рассматриваемое воздействие после его отражения. Для возвращения системы, испытавшей данное воздействие, в исходное состояние характерна специфическая динамика [13, 14].

Астрономические масштабы позволили осуществить исследования, связанные с предположением о возможности дальнодействия через время: возможности мгновенной связи между событиями через нулевой интервал собственного времени.

Результаты этих астрофизических исследований Н.А.Козырева, полученные им на десятках звезд разной величины, относящихся к разным спектральным классам, имеющих различные собственные движения, а также на нескольких различных звездных системах и планетах Солнечной системы, открывают принципиально новые возможности как для астрофизики, так и для других естественных наук в области изучения законов существования и развития сложных организованных систем.

Перечислим некоторые, наиболее плодотворные направления, недоступные известным методам:

В целом научные достижения Н.А. Козырева открывают многообещающие научные перспективы в изучении фундаментальных свойств вещества и связи явлений во Вселенной.