Почему течение абсолютного времени лишено реальности для живых существ

Время – это призрак события. Коллаж Александра Чижова

Загадочная единица измерения

Об авторе: Борис Михайлович Владимирский – доктор биологических наук, профессор кафедры биофизики и биокибернетики факультета физики Южного федерального университета, Ростов-на-Дону.

В парадигме современного естествознания вопрос «что есть время?» воспринимается как ненаучный, а в лучшем случае – как наивный. С одной стороны, время – понятие, лежащее в основе научных представлений о мире, а с другой, время – конкретное понятие, с которым мы все время сталкиваемся, изучая, моделируя и прогнозируя динамические процессы различной природы.

Каждому – свое время

Считается, что ход времени однороден и линеен. Это утверждение идет от Ньютона, утверждавшего, что «абсолютное истинное математическое время само по себе и в силу собственной природы течет равномерно, без связи с чем бы то ни было внешним». В существующих динамических описаниях, будь то классические или квантовые, время учитывается лишь весьма ограниченным образом – уравнения механики инвариантны относительно обращения времени.

Обычно, когда мы говорим о колебательных процессах, в качестве единицы измерения используется число колебаний в секунду. Например, оценки спектрального состава электроэнцефалограммы человека позволяют обнаруживать наиболее выраженные ритмические составляющие с частотами 0,5–3; 4–7; 8–13; 15–35 колебаний в секунду. Но что значит единица измерения для этих ритмов?

Поначалу такой вопрос кажется странным. В самом деле, разве эта единица (секунда) не связана с общепризнанным эталоном измерения времени? Но тогда возникает следующий вопрос: что такое сам этот эталон и откуда он взялся?

Эталон времени нужен только тогда, когда хотят сравнить поведение систем с различными характерными временами. Один из наиболее наглядных примеров – исследования, связанные с пребыванием людей в пещерах и лишением их в этих случаях астрономических и социальных задатчиков времени. В таких ситуациях они начинают жить в своем времени и, продолжайся это достаточно долго, могли бы в принципе создать свою собственную историческую хронологию.

Так, знаменитый французский спелеолог Мишель Сифр во время одного из хронобиологических экспериментов по программе «Вне времени» находился длительный период в пещере, в одиночестве, без часов, и изучал субъективное ощущение течения времени. Он провел в этой пещере 60 суток, но субъективно оценил это время как 35 дней…

Когда люди находятся в условиях, где отсутствуют астрономические и социальные задатчики времени, потребность в некоем эталоне отсутствует. Такая потребность возникает только тогда, когда несколько живых или неживых подсистем объединяются в единую систему и вынуждены взаимодействовать.

Необходимость более или менее стандартизованной оценки темпоральных отрезков появляется вместе с необходимостью следить за одновременностью событий, принадлежащим двум или более пространственно разделенным цепочкам событий. Однако неудобство указывать на наступление некоторого события путем ссылки на другое событие, а этого второго – ссылкой на третье и т.д. привело к введению стандартной последовательности событий путем привязки к угловому смещению выбранного небесного тела. Так появилось в обиходе астрономическое время, повсеместность использования которого была подкреплена появлением разного рода часовых механизмов и устройств.

Астрономия тут не помощник

С момента появления на Земле человека вида Homo sapiens им были обнаружены некоторые перманентности, связанные с регулярными сменами времен года, дня и ночи, фаз Луны… По мере развития цивилизации обнаружено, что указанные явления связаны с вращением Земли вокруг Солнца, вращением ее вокруг собственной оси и вращением Луны вокруг Земли.

В конечном счете были введены такие астрономические единицы времени, как год, сутки, месяц и их производные – часы, минуты и т.д. Астрономическое время наряду с пространственными координатами получило статус независимой переменной. С ее использованием были разработаны соответствующие законы механики. И никаких (или почти никаких) вопросов не возникало, пока речь шла о движении физических тел, об использовании эталонов времени при создании и эксплуатации всякого рода машин и механизмов, об описании процессов в неживой природе.

Но когда речь заходит о процессах, протекающих в живых организмах, в частности о поведении животных и человека, возникают большие сомнения относительно того, что астрономические единицы пригодны в качестве единиц измерения. Восприятие времени – осознаваемая человеком продолжительность того или иного события – это уникальная перцепция, для которой в организме человека нет ни специальных рецепторов, ни органов и не возникает каких-либо непосредственных ощущений, связанных со временем.

Это было замечено еще в глубокой древности. Так, уже в IV веке н.э. древнеримский философ Аврелий Августин писал: «У нас постоянно на языке слова: время и время, времена и времена… Кажется, нет ничего яснее и обыкновеннее, а между тем, в сущности, нет ничего непонятнее и сокровеннее…»

Одни исследователи считают, что это восприятие времени имеет в основном когнитивную основу и реализуется исключительно через суждения. Прежде всего речь идет о результатах, полученных в обширных психологических исследованиях, где однозначно показано, что в зависимости от функционального состояния испытуемого его субъективное время течет по-разному. Таким образом, складывается впечатление, что для индивидуума время не является независимой переменной, а может зависеть от его состояния, то есть выступать в роли и зависимой переменной.

В конце концов, каждый из нас имеет свой личный опыт, который свидетельствует, что, когда ты проводишь время в компании с друзьями или в приемной какого-то начальника, время течет по-разному.

Другие исследователи полагают, что в нервной системе человека, как, впрочем, и в нервных системах других живых существ, имеются биологические часы, с помощью которых осуществляется сравнение продолжительности действия разных стимулов и событий.

Любые часы состоят из автоколебательного устройства и счетного механизма. Высказывались суждения о наличии осцилляторов в мозгу, якобы объясняющих чувство времени. Но относительно счетчиков нет никаких, даже спекулятивных рассуждений, а тем более фактов.

Смена суток и времен года имеет, вероятно, отношение к чувству времени, но объяснить способность к оценке кратковременных периодов с ее помощью нельзя. Никому еще не удалось показать, что в живых системах существуют механизмы, позволяющие измерять по абсолютной величине, а не сравнивать временные промежутки с точностью до 0,01–1,0 миллисекунды. А это значит, что теории, предполагающие существование механизмов анализа сложных ритмов, базирующихся на измерении сверхмалых промежутков времени в физической шкале, остаются не больше чем спекуляциями.

Например, для того чтобы различить периоды тонов в 9 тыс. и 10 тыс. Гц, следующих друг за другом, мозг должен измерить временные интервалы, отличающиеся на 0,1 миллисекунды. Нет никаких сведений о наличии нервных механизмов, которые могли бы с такой точностью измерять последовательные события (временные интервалы).

Психическое настоящее

Ощущение времени включает в себя осознание не только длительности во времени, но также разницы между прошлым, настоящим и будущим. (Это справедливо только для людей, но не для животных, живущих в продолжающемся настоящем.) Психическое настоящее резко отличается от математически определяемого точечного момента, отделяющего прошлое от будущего и связанного с непрерывной переменной времени.

Традиционное представление о времени состоит в его изоморфизме (подобии) прямой линии. Настоящее существует при таком представлении в единственной точке, отделяющей прошлое от будущего, то есть настоящее (сейчас) – это нулевая граница между ничем и ничем: прошлого уже нет, будущего еще нет. Для живых систем, а возможно, и для самоорганизующихся автоматов такой подход неприемлем.

Настоящее не может возникать ниоткуда и исчезать в никуда. На самом деле психическое настоящее может достигать 5 секунд (в большинстве случаев около 1 секунды). Если бы оно, настоящее, не обладало длительностью, то мы бы не смогли улавливать, например, мелодию, ориентироваться в одновременности двух и более событий, воспринимаемых органами чувств последовательно.

Время (длительность) – одно из четырех измерений мира стимулов, действующих на живые организмы. Три других – качество, интенсивность, протяженность. На нынешнем этапе исследований нет никаких доводов «за», чтобы считать время одинаковым для всех сенсорных модальностей и связывать его с каким-то одним из органов чувств.

Так, например, если одновременно освещать светом разной интенсивности две небольшие близко расположенные светящиеся поверхности, то эти раздражения не будут восприниматься как одновременные. Возникает иллюзия движения от поверхности более освещенной к поверхности менее освещенной. Для тактильного анализатора два одновременных (физически) раздражения лба и бедра воспринимаются как последовательные, а одновременность восстанавливается, когда раздражения разнесены друг от друга: для человека это 25–35 миллисекунд.

Итак, течение времени, в отличие от других физических стимулов, не имеет никаких ощущаемых признаков. Сигналы из внешней среды, воспринимаемые посредством указанных выше модальностей, например искусственные, измеряются в реальном астрономическом времени. В реальном времени должен быть и ответ живой системы. Но для этого должны существовать «часы» и какой-то способ, посредством которого длительность минувшего события откладывается в памяти в закодированной форме (для ответа на вопрос: «Это длилось дольше, чем то?»). Вызываемые из памяти события должны иметь возможность быть «проигранными» в соответствующей временной последовательности и с ощущением того, что они длятся столько же, что и первоначально.

Концепция времени Исаака Ньютона питает в некотором смысле астрологию, так как широко распространенная бытовая система измерения времени с помощью часов привела к тому, что все отрасли науки, оставив в стороне свою специфику, «признали», что все в этом мире определяется ритмами движения небесных тел или действием силы всемирного тяготения. Это косвенно означает, что мы признаем влияние астральных факторов.

Естественно, что для подавляющего числа специалистов такие взгляды неприемлемы. Но так ли они ненаучны? В части, касающейся звезд вообще, это действительно так, то есть ненаучно. Но что касается такой звезды, как Солнце, то весьма вероятна его чрезвычайно существенная роль в процессах формирования механизмов, лежащих в основе всего живого. Так что у нас не должны вызывать недоумения факты, когда обнаруживаются определенные периодичности в функционировании живых систем вообще и в электрической активности головного мозга в частности, достаточно тесно привязанные к астрономическому времени. Факторами, обеспечивающими такую привязку, могли бы быть в процессе эволюции пульсации солнечной радиации, смена дня и ночи, времен года и т.д.

Функциональные кванты

Течение абсолютного времени лишено реальности для живых существ. Мы воспринимаем не время, а процессы, изменения, последовательности. Здесь имеется в виду не социальное время, отсчитываемое по часам.

Первичными реалиями являются все-таки события, а время – производная от них абстракция. Воспринимаются события, а не время. Поэтому-то собственное и физическое время – это разные понятия. Образно говоря, время – это призрак события. Реальностью, лежащей в основе такой абстракции, как время, является последовательность упорядоченных событий, которая не поддается изменению. В этом отличие временной упорядоченности от пространственной, для которой возможна перестановка составляющих ее элементов.

Естественные элементы поведения (события) не следует путать с метрическими единицами времени. Наиболее естественным представляется рассматривать функционирование живых организмов как последовательность событий – функциональных квантов, таких как кванты элементарных физиологических процессов, кванты гомеостаза, кванты поведения – сокращение сердца, вдох или выдох, шаг при ходьбе.

Любой из этих квантов, заканчиваясь определенным результатом и являясь функционально одним и тем же, может иметь разную длительность в обычно используемой шкале времени. Следовательно, естественные элементы физиологических и поведенческих процессов не эквивалентны общепринятым метрическим единицам времени, а задают разнородный поток событий, определяющих собственное время того или иного процесса.

Исходя из имеющихся фактов и теоретических обобщений, сформировалось представление, что для описания специфики и структуры биологических процессов необходимо ввести понятие биологического (физиологического) времени. Введение этого понятия необходимо еще и потому, что требуется углубленное представление о времени. Сами по себе эволюционные и структурные процессы в живых системах различаются по масштабам времени, причем речь идет не о физическом времени, а о внутреннем времени биологических объектов, связанных с ритмикой их функционирования и развития.

Многочисленными экспериментальными исследованиями убедительно показано существование психологических особенностей течения времени у разных людей и его зависимость от целого ряда факторов, среди которых особое место занимает функциональная асимметрия мозга испытуемых. Если учесть, что когнитивные и нейродинамические процессы корреспондируют друг с другом и функционально соотносимы, то становится понятным интерес к поиску психофизиологических коррелятов восприятия времени людьми с разным профилем латерализации головного мозга (процесс в индивидуальном развитии организма, посредством которого различные психические функции связываются с левым либо правым полушариями головного мозга).

Возможно, что именно специфические особенности и взаимодействие между совокупностями информации, перерабатываемой по отдельности двумя полушариями, – это и есть информационный базис физиологического компонента механизма восприятия времени.

Формализация понятий, связанных со становлением и течением времени, должна позволить управлять масштабами собственных времен на разных уровнях иерархии физиологических систем. Это, в свою очередь, откроет новые подходы к решению ряда прикладных задач, связанных с управлением и коррекцией функционального состояния.

Ростов-на-Дону