СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ Вход или Регистрация	ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ	НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ	Научно-техническая библиотека

© М. Л. Арушанов, С. М. Коротаев

Контакт с авторами: Mikl@meteo.uz

В работе показана объективная необходимость появления несимметричной механики на определенном этапе развития физики; выполнен физический анализ теоретических основ причинной или несимметричной механики Н. А. Козырева и уточнены основные ее положения; описана (в виде резюме) экспериментальная база причинной механики; выполнена формализация аксиоматики причинной механики; показаны геофизические следствия положений причинной механики применительно к Земле и атмосфере.

1. Предпосылки возникновения причинной механики

Любой естествоиспытатель, не ограничивая себя искусственно рамками своих частных задач, а потому, не обходя трудные общефизические проблемы, не может не задуматься о согласовании обратимости времени в фундаментальных физических теориях (классической и квантовой механиках, теории относительности) и вопиющей необратимости времени реального Мира. Любое решение этой проблемы попадает в один из двух классов: 1) необратимость - свойство систем. 2) необратимость - свойство собственно времени. Решения из первого класса – по неизбежности частные, находятся в противоречии с универсальностью реально наблюдаемой необратимости. Тем не менее, именно таковы наиболее современные общепринятые взгляды: необратимость возникает вследствие неполноты описания, т.е. является свойством системы, включающей наблюдателя. Решения из второго класса (по объективным причинам) в силу теорем Нетер автоматически приводит к нарушению закона сохранения энергии. Если же толковать это нарушение как расширение рамок закона, то неизбежно энергия появляется у самого времени, т.е. время из реляционного понятия становится субстанциональным. Такое изменение слишком кардинально, чтобы завоевать признание без прямых и безупречных экспериментальных фактов.

Основой конструкции времени Н. А. Козырева является признание его фундаментальной необратимости. Однако, к необходимости рассмотрения свойств времени его привела не только общая логика естествоиспытателя, но и размышления над конкретными астрофизическими задачами. Важнейшей задачей такого рода является вопрос об источниках звездной энергии (Н. А. Козырев, 1951). Рассчитав по независимо наблюдаемым параметрам (масса, светимость, радиус) с помощью условий равновесия параметры, характеризующие состояния звездных недр (температура, плотность, энерговыделение ), Н. А. Козырев статистически достоверно показал, что звезды в координатных состояниях располагаются на поверхности свободного остывания. Это означает, что в звездах нет механизмов энерговыделения, независимых от теплоотдачи. В частности, и этому вопросу была посвящена его докторская диссертация, источником энергии не могут быть термоядерные реакции. Единственно пригодным оказывается контракционный механизм Кельвина-Гельмгольца, но и он заведомо неприемлем из-за короткой шкалы времени. Вывод Н. А. Козырева находится в полном противоречии с общепринятой теорией термоядерного механизма свечения звезд, но нигде конструктивно не опровергнут. В последнее время появились независимые прямые свидетельства отсутствия термоядерных реакций на Солнце (недостаточный поток нейтрино и низкие температуры центральных областей, вычисленные по колебаниям фигуры Солнца).

Отсутствие специальных источников энергии следующим образом приводит Н. А. Козырева к необходимости изучения природы времени (Козырев 1968, с. 114): “Получается, что проблема свечения звезд является частным случаем общей проблемы – почему во Вселенной отсутствуют равновесные состояния. Если во Вселенной действует общий принцип недостижимости равновесных состояний, то это означает всегда и при всех обстоятельствах различие будущего от прошедшего. Если это различие реально и течение времени является объективным физическим свойством времени, то оно должно проявиться воздействием на материальные системы. Это воздействие будет препятствовать осуществлению равновесных состояний, при которых нет различия будущего от прошедшего, т. е. нет течения времени. Препятствуя звездам перейти в равновесное состояния, течение времени будет источником их энергии”.

Другой группой фактов являются связи процессов на удаленных небесных телах, не сводимые к гравитационному и электромагнитному влиянию. Так, было обнаружено (Н.А. Козырев 1968), что в двойных звездах спутник по своим параметрам (спектральному классу, радиусу, светимости) сближается с главной звездой. Обнаружена также связь тектонической активности Земли и Луны, не сводимая к приливному воздействию. Здесь можно упомянуть также множество статистически достоверных солнечно-земных связей, для которых (за исключением ионосферно-магнитосферных явлений) несмотря на многолетние усилия исследователей, неудается найти достоверного физического механизма. Н.А Козырев оценивает факты этого рода с такой позиции (Н. А. Козырев, 1968, с.114): “Время нельзя рассматривать оторвано от материи. Все процессы, происходящие во Вселенной, являются источниками, питающими общий поток времени, который в свою очередь действует на материальные системы. Поэтому следует ожидать существования связи между системами и возможности воздействия одной системы на другую через время”.

Разумеется, можно ставить вопрос о субстанциональных свойствах времени вне всякой связи с этими конкретными проблемами. Однако для общей оценки теории Н. А. Козырева нам кажется немаловажным помнить, что она открывает возможность для их решения. Кроме того, эта теория позволила неожиданно объяснить ряд геофизических фактов, труднообъяснимых с обычных позиций – асимметрию фигуры, геологического строения, циркуляции атмосферы и распределение физических полей Земли и других планет. Ценность этой группы фактов заключается именно в их неожиданном соответствии теории, на которую они индуктивно никак не влияли.

 

2. Теоретическая основа причинной или несимметричной механики

В силу общего характера задачи, рассматривается простейшая механическая система, близкая к системе материальных точек. В этой системе действуют причинно-следственные связи. Первая же трудность заключается в отсутствии в физической литературе строгой формулировки принципа причинности, несмотря на его повсеместное использование. Н. А. Козырев дает следующее определение(1963, с. 97): “Если при воспроизведении явления А с соблюдением тех же обстоятельств всегда будет иметь место явление В, то А - причина, В – следствие. Наоборот, при появлении В не обязательно должно осуществляться А, ибо следствие В может вызываться не только явлением А, но и другими причинами”. Это качественно правильное определение не является строгим. Действительно, в словах “не обязательно” заключена целая гамма переходов, влекущих за собой неопределенность. Другими словами, асимметрия зависимости А и В должна иметь количественное выражение.

Н. А. Козырев вводит три аксиомы (1958, 1963, 1971, 1977):

1. Время обладает абсолютным свойством, отличающим будущее от прошедшего, которое может быть названо направленностью или ходом. Этим свойством определяется отличие причин от следствий, ибо следствия находятся всегда в будущем по отношению к причинам.
2. Причины и следствия всегда разделяются пространством. Поэтому между ними существует сколь угодно малое, но не равное нулю пространственное различие dх.
3. Причины и следствия всегда разделяются временем. Поэтому между ними существует сколь угодно малое, но не равное нулю временное различие dt.

Комментируя эти аксиомы, Н. А. Козырев отмечает, что аксиома (2) фактически заключена в III законе Ньютона: только внешние силы могут стать причиной изменения импульса; в атомной механике, напротив, из-за принципа суперпозиции dx=0. Мы же отметим, что аксиома (2) верна для фермионов. Относительно аксиомы (3) Н. А. Козырев пишет, что dt=0 в механике Ньютона из-за полной обратимости времени и d t¹ 0 в атомной механике из-за необратимости, связанной с воздействием макроскопических тел. Нам представляется более правильным сказать, что dt=0 в механике Ньютона из-за допустимости мгновенного взаимодействии. Что касается квантовой механики, то необратимость свойственна смешанным состояниям.

Принимая одинаковым порядок малости величин dx и dt, Н. А. Козырев вводит отношение 

С₂=dx/dt, (1) 

полагая, что оно может быть конечной величиной, определяющей искомый ход времени. В классическом пределе dt® 0 Û ½ C_{2½ ®} ¥ .

Поскольку в цепи причинно - следственных превращений рассматривается элементарное звено с пространственно-временным интервалом dx и dt, то dx и dt определяют “пустой интервал” между материальными точками. Поэтому С₂ связано со свойствами пространства и времени, а не со свойствами материальных тел. Следовательно, С₂ должна иметь смысл универсальной постоянной. Согласно аксиоме 1, поскольку именно причины превращаются в следствия, а не наоборот, С₂ должна иметь определенный знак. Последнее, на наш взгляд, является более обоснованным утверждением. Знак действительно должен быть определенным; определенность величины утверждать труднее из-за связи свойств вакуума с материальными свойствами тел.

Итак знак С₂ определен: знак dt определен обычным условием положительного направления оси времени в сторону следствий; знак dx в силу изотропности пространства произволен. Инвариантное согласование знаков возможно только при условии: dt имеет смысл поворота в плоскости, перпендикулярной направлению причина-следствие, т.е. оси Х. Обозначим орт этого направления через i. Тогда определенный знак dt ориентирует плоскость YZ и дает С₂ определенный знак. Это значит, что С₂ является не скаляром, а псевдоскаляром, а iC₂ – аксиальным вектором. Как известно, аксиальный вектор с размерностью скорости имеет смысл линейной скорости вращения. Таким образом, ход времени имеет определенный знак, обращение которого эквивалентно инверсии типа системы координат (x, y, z , t).

Легко доказать, что в точке причина и в точке следствие iC₂ имеет противоположный знак. Действительно, dt в точках “причина” и точках “следствие” отсчитывается с противоположным знаком. Это означает инверсию положения осей X, Y, Z при фиксированном направлении орта i. Тип координатной системы меняется, следовательно, меняется знак iC₂. Если i меняет направление при переходе от причины к следствию, то С₂ сохраняет знак, iC₂ – меняет знак.

Таким образом, с причинно-следственным звеном всегда связана пара ± iC₂. Знак С₂ в фиксированной системе координат должен определить эксперимент.

Выполненные выше выкладки воспроизводят аргументацию Н. А. Козырева. Рассмотрим их с более строгих позиций. Поскольку осевой характер iC₂ (или просто ) имеет важное значение, рассмотрим этот вопрос с позиций современной теории симметрии (Желудев, 1987). В общем случае представим dx как i- компоненту dr_i вектора dr. Два вектора dr и описываются тензором и поэтому (1) представим как

dr_i= dt_ijc_2j, (2)

dr dt c₂

- - +

+ - -

T - - + ,

где dr - обычный полярный вектор, c₂ - в соответствии с предположением о осевом. Тогда dt_ij - осевой тензор. В соответствии с обобщенным принципом Онсагера (Желудев, 1987), тензор dr симметричный: 

dt_ij, =dt_ji, 

что имеет место, если при операции обращения времени "R" один из векторов меняет знак, другой - нет (это показано под (2)). Таким образом, осевой характер c₂ диктуется требованием R-инвариантности. Поэтому - аксиальный вектор.

Вторая строка знаков операции "R" указывает на правильность теоремы Козырева при изменении знака в причине и следствии (сохранение знака при инверсии системы координат).

Ситуация становится более понятной в терминах теории полной симметрии (Желудев, 1987). Здесь вместо проверки инвариантности обращения времени, выполняется проверка операции инверсии времени T =. Результат показан под уравнением (2). Сохранение знака с_2ij указывает на его аксиальную природу.

Если пространство изотропно, симметричный осевой тензор dt_ij - псевдо-скаляр:

Его группа симметрии - ¥ /¥ 2. В этой группе симметрии взаимное вращение причины и следствия выполняется на угол кратный p , в полном согласии с выкладками Н. А. Козырева (1977).

Интересно обратить внимание, что в неизотропном пространстве тензор dt сохраняет диагональную каноническую форму, но с неравными компонентами dt_i,j. В частности, если 2-свертка симметрии совпадает с параметрами x и y, в то время как - свертка оси инверсии совпадает с осью z (группа симметрии - 4 2m), тогда тензор dt имеет вид 

Это означает нормальное движение времени по оси Х, инверсию (т.е. инверсионную причинную связь) по оси Y и бесконечность (отсутствие причинной связи) — по оси Z. Этот формализм достаточно корректен, но его физическая интерпретация до конца не понятна.

Рассматривая C₂ как универсальную постоянную, Н. А. Козырев, на основании теории размерности, связывает ее с другими универсальными постоянными. Как оказывается, в силу псевдоскалярности величины C₂ это можно сделать единственным образом, ибо физике известна только одна универсальная постоянная, имеющая смысл псевдоскаляра - это постоянная Планка h с размерностью момента количества движения, которая определяет все моменты в атоме. Таким образом, 

C₂=aa350км/с, (3) 

где e – заряд электрона, a – безразмерный коэффициент. Из полученной оценки вытекает важный практический вывод: эффекты причинной механики могут быть получены в нерелятивистском приближении. Здесь уместно заметить, что выражение (3) совпадает с выражением скорости электрона на боровской орбите. Если совпадение имеет некоторый смысл, то в возбужденных состояниях ход времени меньше, чем в основном, убывая по закону 1/n n=1,2,...), т.е. проявляется квантовая природа псевдовектора iC₂. Из (3) следует, что в классическом пределе С₂=¥ , что совпадает с результатом непосредственного анализа выражения (1) для С₂.

Исходя из того, что С₂ представляет взаимное вращение причины и следствия, естественен и следующий шаг: рассмотрение идеального гироскопа (т.е. вращающейся материальной точки), возбужденного причинно-следственным взаимодействием с опорой (неподвижной материальной точкой). Таким образом, теоретические выкладки, связанные с реализацией причинно-следственных связей, приводят Н. А. Козырева к фундаментальному физическому результату: во вращающихся системах могут наблюдаться эффекты, зависящие от направления вращения и прямо пропорциональные линейной скорости. Величина С₂ определяет направленность времени как физический процесс. Этот процесс тождественен относительному вращению причины и следствия с линейной скоростью С₂ и осью, совпадающей с ортом i.

Рассмотрим каким образом возникают добавочные силы (добавочные к известным классическим) в причинной механике. Пусть М несвободная материальная точка^*, F – действующая на нее результирующая активных сил, которую в соответствии с классической терминологией называют причиной, N - реакция связи^**, R_FN – равнодействующая F и N . Согласно второму закону динамики модуль силы½ R_FN½ = mw и сила направлена по вектору ускорения w точки М, F_ин=-R_FN = = -mw. Учитывая, что R есть равнодействующая F и N, то

F+N+F_ин=0. (4)

В (4) заключен принцип Д’Аламбера для материальной точки: изменение количества движения в единицу времени, взятое с обратным знаком, можно рассматривать как силу инерции. Далее положим, что действие активной силы (причины) F передано некоторой другой точке K, и будем рассматривать эти точки как замкнутую систему. В результате в точке К, благодаря силе F, приложенной к точке М, возникнет пассивная сила Ф (следствие). Таким образом, точки М и К представляют причинно-следственную пару. Этой паре соответствует псевдовектор iC₂ co знаком минус в причине (точка М) и плюс – в следствие (точка К). В этом смысле третий закон Ньютона является прямым следствием причинной механики. Наша задача сводится к определению величины DФ, названной Н. А. Козыревым силой причинности. Для этого воспользуемся принципом (4), принимая силу инерции F_ин=dm_Mw/dt за активную силу. Так как сила инерции порождается активными силами и направлена против активных сил, она не отличается от последних и должна быть к ним прибавлена. Прежде чем перейти к непосредственному выводу выражений для добавочной силы по отношению к силам, рассматриваемым в классической механике, отметим следующие существенные моменты, выделенные Л. С. Шихобаловым в его анализе положений причинной механики [32]. Во-первых, имея только одну (псевдо) скалярную характеристику – ход времени C_2, невозможно строго сделать однозначное заключение о значение векторной величины, то есть силы. Для этого необходимо знание трех скалярных величин. Во-вторых, приводимое ниже обоснование сил, которые появляются в причинной механики, опирается не только на ее аксиомы, но и некоторые допущения, выходящие за рамки последних. Следует отметить, что и сам автор причинной механики не считал это обоснование строгим. В связи с этим Л. С. Шихобалов дополняет три аксиомы Н. А. Козырева постулатом, который в причинной механики выполняет такие же функции, какие в классической механике выполняют второй и третий законы Ньютона:

4. При наличии в причинно-следственном звене относительного вращения точки-причины и точки-следствия в нем действуют дополнительные, относительно сил классической механики, силы. Добавочные силы приложены к точке-причина и точке-следствие. В этих точках они равны по величине и противоположны по направлению.

(5)

Примем, что точка М, на которую действует сила F, является причиной, вызывающей силу-следствие Ф в точке К. Эта сила - следствие определяет действие Ф точки М на точку К. Тогда

F-Ф-F_ин=0. (6)

F_ин=F-, (7)

где dP_k/dt - приобретенный точкой К импульс dP_k за время dt. Согласно аксиоме 3 для причинно-следственного взаимодействия между точками М и К d t¹ 0. Тогда для взаимодействующих точек должно быть и dP_{k ¹} 0, причем

. (8)

(8а)

где k - некоторый коэффициент. Однако, принимая результаты многочисленных экспериментов, выполненных Н. А. Козыревым и другими исследователями, по определению добавочной силы (на основании которых собственно и построена аксиома 4), в дальнейшем примем k=1.

Обозначая через i орт действия: Ф=i½ Ф½ , преобразуем выражение (8) с учетом (1), получим:

(9)

где ½ dP_k/dx½ - инвариант, независящий от хода времени. С точкой М связан псевдоскаляр противоположного направления, то есть для точки М

(10)

В дальнейшем для точки-причины силу реакции Ф в (10) будем обозначать через R.

(11)

где ½ J½ =½ dP_k/dx½ .

Во вращающейся с линейной скоростью u в направлении орта j системе следует ожидать сложение векторов iC₂ и ju . Обозначим через q угол между ортами i и j: q =ij. Далее положим, что в рассматриваемой вращающейся системе ход времени изменился на величину - juCosq и стал равным iC₂-juCosq . С учетом (9), (10) преобразование сил запишется в виде:

Ф^*= (iC₂-juCosq )½ J½ ,

R^*= - (iC₂-juCosq )½ J½ . (12)

Исключая из (9), (10), (12) инвариант ½ J½ , получим искомое выражение для дополнительной силы – силы приинности:

(13)

Необходимо отметить, что выражения (12), (13) несколько отличаются от полученных Н. А. Козыревым , так как он не различал квантовой и классической природы псевдовекторов iC₂ и ju и у него всегда q =0. Кроме того, Н. А. Козырев учитывает, что поворот осей YZ от причины к следствию должен происходить на угол кратный p, в результате чего вместо С₂ в выражении силы причинности должно фигурировать c₂/np.

Таким образом, с причинно-следственным звеном связаны силы ± DФ. Следовательно, импульс системы не меняется, но меняется потенциальная энергия. Если имеется цепь причинно-следственных звеньев, составляющая плечо относительно j, появится момент пары ± DF. Здесь проявляется прямое следствие двух теорем Э. Неттер вытекающее из условий аксиомы 1 и определения C₂.

В физике единственным критерием правильности теории является эксперимент. Изложенные выше теоретические положения причинной механики выгодно отличают конструкцию времени Козырева тем, что прямо указывают путь для эксперимента. Надо отметить, что наиболее сильной стороной новой парадигмы, выдвинутой Козыревым, является, как раз, экспериментальная база. В соответствии с оценкой С₂ для постановки экспериментов достаточны лабораторные условия. Для определения дополнительной силы Н. А. Козыревым в Пулково были выполнены сотни экспериментов, в некоторых из которых принимали участие авторы, с различными детекторами: взвешивание гироскопа, маятниковые измерения, использования гироскопического эффекта земли, астрономические измерения. Во всех этих экспериментах измерялась величина добавочной силы DF, описываемой формулой (13). Относительная величина DF/F при u~10мс^-1 составляет 10^-4. В результате был определен знак и величина С₂: С₂=+2200км/c.

Здесь уместно задать вопрос: “почему эффекты причинной механики небыли обнаружены давно и повсеместно?”. Действительно, относительная величина добавочной силы 10^-4 не настолько малая, что бы быть необнаруженной на современном уровне. Энергетические следствия подобных эффектов должны иметь место в очень широком круге необратимых процессов. Козырев дает свой ответ, сравнивая ситуацию с физической лабораторией, установленной на космическом аппарате: "Ньютон в этой лаборатории едва ли бы натолкнулся на явление гравитации, хотя она управляет движением всех небесных тел, а так же движением самой лаборатории". Шкала Кельвина-Гельмгольца коротка только в космологическом масштабе, относительные потери энергии настолько малы, что ничтожный компенсирующий удельный приток энергии, обусловленный принципиально новым видом взаимодействия, случайным образом заметить невозможно. Кроме того, дополнительной спецификой эффектов является парность силы DF. Без осознания этого факта мало вероятно поставить эксперимент, в котором DF будет систематически регистрироваться, а не списываться на случайные ошибки. Однако японским ученым из Токийского университета H. Hayasaka и S. Takeuchi был поставлен один из экспериментов Н. А. Козырева по взвешиванию гироскопа с абсолютно идентичным результатом: величина добавочной силы составляла 10^-4, а знак ее зависел от направления вращения. После публикации их результатов в журнале "Physical Review Letters" (V. 63, 1989, N25.- P. 2701-2705) мы написали авторам эксперимента письмо с вопросам знакомы ли они с работами Н. А. Козырева (в статье ссылок на работы Козырева не было), а если нет, то какими физическими идеями они руководствовались при постановке данного эксперимента. Их ответ отчасти нас озадачил, так как они написали, что с работами Козырева не знакомы, а что касается идейной стороны эксперимента, то мы не получили вразумительного ответа. Остается предполагать, что парность силы в их эксперименте была обеспечена случайно (например, дефект в подшибнике).

3. Эксперименты

В этом разделе представлено только резюме выполненных Н. А. Козыревым экспериментов с целью показать их логическую последовательность. Детальное описание можно найти в сборнике "Н.А. Козырев. Избранные труды." (Л.:ЛГУ, 1991). Так как авторы принимали участие в отдельных экспериментах, то их некоторые существенные подробности будут подчеркнуты особо.

3.1. Измерения силы причинности в гироскопической системе

Сколь бы сложной ни была гироскопическая система, в ней нет классических сил, направленных вдоль оси. В случае отсутствия в системе каких-либо необратимых процессов, сила вдоль оси отсутствует и в причинной механике. “Нулевым” экспериментом была проверка этого положения путем взвешивания гироскопа с вертикальной осью. Конечно, целью этой проверки было не сомнение в теории гироскопа, а оценка возможных погрешностей в конкретной измерительной системе. Вес оказался неизменным с точностью не хуже 10^-6.

3.1.1.Взвешивание возбужденного гироскопа на рычажных весах.

Возбуждение осуществлялось вибрацией, источник которой локализует причину, затухающей в области, локализующей следствие. Источник вибрации помещался либо в гироскопе с затуханием на опоре весов, либо наоборот - источник на опоре , затухание в гироскопе. Вибрация поляризовалась по оси гироскопа^*.

При возрастании энергии вибрации от нуля до определенной величины, скачком возникает изменение веса. Эффект имеет противоположный знак при: а) перестановке причины и следствия или б) изменении направления вращения. Это полностью соответствует предсказанию теории. Порядок относительного изменения веса достигал 10^-4 , будучи строго пропорционалным линейной скорости вращения.

Естественно, вибрация может ухудшать работу весов (приводить к нелинейным эффектам и т.д.). В работе (Н. А. Козырев, 1977) проанализированы возможные погрешности вибрационных весов и показана их незначительная роль. Но, вероятно, главным аргументом в пользу достоверности опытов являются указанные перемены знака силы, отвергающие любые возможности других объяснений.

При дальнейшем непрерывном нарастании энергии вибрации, сила при достижении нового порога вновь скачками увеличивается и т.д. Получается серия квантованных величин 1/2DF, DF, 2 DF, 3DF, ... . Пороговые энергии возбуждения образуют тот же ряд.

3.1.2. Маятниковые измерения

Гироскоп с горизонтальной осью подвешивался на длинной нити. Источник вибрации находился либо на гироскопе, либо в точке подвеса. DF измерялась отклонением гироскопа в направлении оси вращения. Вибрации нити поляризовались в направлении оси гироскопа.

Эффект появления DF наблюдался и имел те же особенности, что и на рычажных весах: зависимость знака от перестановки причины и следствия и направления вращения. Величина DF так же пропорциональна u и так же образует квантованную серию в зависимости от энергии возбуждения.

Эксперименты раздела 3.1 позволили определить величину и знак С₂:

С₂= + 2200 ± 30 км/с в правой системе координат. 

3.2. Измерения силы причинности, использующие гироскопический эффект Земли

Вращение Земли можно использовать для опытов, подобных вышеописанным, но технически значительно более простых. Для эксперимента принципиально важно, что в системе с возбужденным причинно-следственным взаимодействием следует ожидать возникновения сил, параллельных земной оси и противоположно направленных в причине и следствии.

Постановка опыта сходна с 3.1.1. Источник вибрации находится или на опоре, демпфер на одном из плеч, или наоборот. В первом варианте наблюдается утяжеление груза (находящегося в области следствия), во втором - облегчение груза (находящегося в области причины). Относительный эффект изменения веса порядка 10^-5 и зависит от широты . Эффект квантования силы такой же как и в опытах с гироскопом.

Если в предыдущих опытах измеряется вертикальная компонента силы причинности, связанной с вращением Земли, то опыт с грузом на длинном подвесе позволяет измерить ее горизонтальную компоненту. При источнике вибраций в точке подвеса и диссипации на маятнике наблюдается отклонение к югу. При источнике вибрации на маятнике - противоположный эффект.

Относительное отклонение также имеет порядок 10^-5 и зависит от широты.

В опытах с маятником были испытаны другие методы возбуждения причинного взаимодействия: тепловой поток и электрический ток. В первом случае нагревалась или охлаждалась точка подвеса. При нагреве (причина в точке подвеса) наблюдается отклонение маятника к югу, при охлаждении (следствие в точке подвеса) - отклонение к северу, т.е. знаки те же, что и при вибрационном возбуждении. Во втором случае при отрицательном полюсе в точке подвеса - отклонение к югу, при положительном - к северу. Т.е. в этом случае причинно механический опыт показывает, что электрический ток в металлической нити подвеса вызывается отрицательными зарядами!

Эффект убывает обратно расстоянию и подвержен экранированию веществом. Отсюда Н. А. Козырев ввел важное, но, к сожалению, чисто интуитивное понятие плотности времени. “Процессы, усиливающие в системе причинное действие, увеличивают плотность времени в окружающем их пространстве. Процессы противоположного действия уменьшают его плотность. В первом случае можно говорить об излучении времени, а во втором - о его поглощении. Процессы, увеличивающие энтропию там, где они происходят, излучают время. Это, например, такие процессы, как разогрев тела, таяние -льда, испарение жидкостей, растворение в воде различных веществ и даже увядание растений. Противоположные им процессы - остывание тела, замерзание воды -поглощают время и в их окрестности уменьшается его плотность” (Н. А. Козырев, 1977, с. 213-214).

Следующим логическим шагом от признания плотности как некоторого скалярного свойства было изучение векторного свойства, связанного с градиентом плотности, которое естественно назвать "потоком времени".

Для изучения векторного свойства времени были избраны и, как показал опыт, весьма удачно, демпфированные асимметричные крутильные весы. Демпфирование и асимметрия необходимы для создания причинно-следственного диполя на плечах весов. Н. А. Козыревым в отчете, представленном комиссии по изучению его опытов под председательством акад. А. А. Михайлова, подробно рассмотрены возможные источники помех в работе крутильных весов как детектора потока времени (конвекция, радиационное давление, электростатика и др.) и меры по защите от них. Критически суммируя данные Н. А. Козырева и наш собственный опыт работы с крутильными весами, можно сказать, что наиболее опасной помехой является конвекция. Требуется, чтобы неоднородность температуры в объеме детектора не превышала 0,1°. Вакуумирование устраняет конвективную помеху, но усложняет демпфирование и снижает чувствительность. В крутильных весах с воздушным демпфированием реализована чувствительность 10^-6 дин.

Опыты с крутильными весами показали, что длинный конец коромысла отталкивается от процессов излучающих время и притягивается к поглощающим. Реакцию на крутильных весах вызывают буквально любые необратимые процессы, в том числе и практически изотермические. Многочисленные конкретные примеры приведены в (Н. А. Козырев, 1971, 1977). Поворот коромысла может достигать десятков градусов. Поэтому эти опыты наиболее наглядны. Среди наиболее выразительных отметим реакцию крутильных весов на смешение жидкостей (в том числе, например, смешение воды разной температуры в термостатированном сосуде) и даже сухих веществ, растворение^*, присутствие и деятельность наблюдателя. Общее правило определения знака реакции: длинное плечо коромысла отталкивается от области увеличения энтропии и притягивается к области понижения. К сожалению, количественная связь со скоростью изменения энтропии не исследовалась. Эффект затухает обратно квадрату расстояния.

Другой эффективный пример такого рода. В подземной лаборатории, имеющей в плане Г-образную форму, исследуемый процесс (например, испарение ацетона) помещен в одном из торцов помещения. Крутильные весы находятся за стеной другого торца в полностью изолированном боксе, сообщающимся с помещением только небольшим стеклянным окном. Регистрация показаний ведется дистанционно на самописец. Таким образом, процесс отделен от детектора “угловой” толщей бетона и грунта (~7 м), полностью экранирующей воздействие. В вершине Г- образного помещения помещено алюминированное зеркало. Реакция весов наблюдается только в случае ориентации зеркала соответствующей оптическому отражению луча от процесса в окно детектора.

Изменения частоты кварца наблюдались (относительное изменение 10^-7), но результаты явно ненадежны. Мы полагаем, что этого и следовало ожидать, т.к. колебания кварца - крайне неудачный тип пробного процесса из-за своей низкой диссипативности.

Опыты с фотоэлементами оказались значительно более удачными. Оказалось, что все процессы увеличивающие энтропию, (излучающие время) уменьшают фототок, т.е. фактически уменьшают работу выхода и наоборот. Относительная величина эффекта 10^-5 – 10^-6. При отражении потока в зеркале получается противоположный результат.

Наиболее просты, а потому и надежны, опыты с изменением сопротивления. Техника эксперимента достаточно детально описана в (Н. А. Козырев, 1977 и др.). Все процессы, увеличивающие энтропию (излучающие время), уменьшают сопротивление и наоборот. Относительная величина изменения 10^-5-10^-6 . При отражении в зеркале знак эффекта не меняется.

Возможность наблюдения с помощью физических свойств времени процессов на небесных телах не только уникальна по своей важности для астрофизики, но несет особые возможности экспериментальной проверки положений причинной механики. В этом кратком обзоре обширный серии астрофизических экспериментов, выполненных Н. А.Козыревым в сотрудничестве с В. В. Насоновым (1977, 1978, 1980, 1982), ниже выделим важнейший аспект - о возможности мгновенного взаимодействия процессов через свойства времени.

Измерялась вертикальная компонента силы причинности, создаваемой вращением Земли. На каждой ступени изменения веса имеется естественная дисперсия значений. Регистрировалась временная вариация значений на первой и второй ступенях, во время солнечных затмений в Пулково 1961, 1966, 1971, 1976 г.г. Во время всех затмений зарегистрировано уменьшение силы причинности. Относительное изменение составляло 5%. Опыт свидетельствует о наличии экранирования Луной потока времени, излучаемого Солнцем. Метеорологические эффекты не накладываются на эти изменения, т.к. для наблюдений специально избраны только частные затмения; измерения проводились в подземной лаборатории.

Оказалось, что многие (но далеко не все) объекты вызывают надежно регистрируемое отклонение коромысла. Наибольшее отклонение коромысла (9°) дал Процион. Большие отклонения (3-5°) показали белые карлики, галактический центр, известный вероятнейший кандидат в черные дыры - объект Cyg. Х-1, а также звезды: Сириус, Регул, h Cas.

Нетрудно видеть, что среди звезд наиболее сильно излучают время белые карлики (эффект Проциона, Сириуса и вероятно Регула, очевидно, связан с их спутниками - белыми карликами). Учитывая, что в этой же группе оказался объект Cyg Х-1, то обобщая результат Н. А. Козырева можно сделать, логично связанное с предыдущим, заключение, что наиболее сильно излучающими объектами являются звезды на конечных стадиях эволюции (“конечные следствия”). Правда, единственный из изучавшихся, в числе прочих объектов, пульсар СР1133 не дал эффекта на крутильных весах. Луна и Венера дают нерегулярный эффект (для Луны до 4°, для Венеры до 9°).

Этот тип детектора наиболее удобен и техника наблюдений с ним была доведена до наибольшего совершенства. Пороговая относительная чувствительность детектора около 10^-7, наблюденные эффекты - порядка 10^-5 .

ds2=(cdt)²-dr²,

ds²=dt²(c²-v²).

I. dt=0; II. V=с; II. V=-c (14)

Это простое рассуждение приводит к совершенно неожиданной возможности наблюдения через свойства времени объекта в трех состояниях: в момент наблюдения, в прошлом в соответствии с временем распространения света, и симметрично - в будущем!

При этом легко понять, что сама возможность наблюдать будущее состояние не приводит к известным парадоксам^*. Но если информация о состоянии объекта приходит по каналу (Ш), а воздействие на объект идет по каналу (I), то это означает действительно воздействие на будущее. Этот вывод нам пока трудно осознать полностью. Во всяком случае, если эта возможность реализуется в действительности, она автоматически приводит к новому типу нарушения классического детерминизма.

Первые свидетельства о реальности мгновенной передачи воздействия через изменение плотности времени^* дали наблюдения типа 4.1, где выяснилось, что вибрационные весы с точностью до минуты реагируют на восход Солнца без учета рефракции.

Рассмотрим некоторые состояния X и Y^*, их энтропии^**

где P – вероятность j-го (l-го) энергетического уровня, и условные энтропии

• безусловная асимметрия

• условная асимметрия

• независимость

Смысл введенных параметров достаточно прозрачен. Отметим, например, что при i_Y/X=1 Y не зависит от Х, при i_Y/X=0 Y является однозначной функцией X. Другими словами, величина 1-i определяет одностороннюю зависимость состояний.

Смысл названия легко понять: при ¡ =0 Y является однозначной функцией X, но не наоборот. Можно толковать это как предельно необратимый процесс XÞ Y; при ¡ =1 Y и X в одинаковой степени зависят друг от друга. Это зависимость с вырожденной причинностью XÛ Y; при ¡ =¥ X является однозначной функцией Y, но не наоборот - это предельно необратимый процесс YÞ X.

Рассмотрим пространство параметров {a, b, i_Y/X}, изображенное на рис. 1. В этом пространстве, представляющем энтропийную диаграмму, легко получить классификацию всех типов процессов XY . На этой диаграмме каждый тип зависимости X и Y изображен в виде точки.

Прежде всего отметим важнейшее свойство энтропийной диаграммы: не все области пространства разрешены для каких бы то ни было пар X, Y. Анализируя предельные случаи и используя свойство обратимости информации

I=H(Y)-H(Y/X)=H(X)-H(X/Y)

• a<1, b>1;
• a>1, b<1;
• плоскость b=1, за исключением линии пересечения с плоскостью i_{Y½ X}=0;
• плоскость b =0, за исключением отрезка {0,1} ) и оси i_{Y½ X} ;
• плоскость а=0, за исключением линии а=1 и отрезка оси {0,1};
• плоскость i_{Y½ X} =1, за исключением линии ¡ =1.

Тогда, разрешенная область занимает в пространстве {a, b, i_Y/X} своего рода объемную асимметричную "восьмерку". Принимая во внимание смысл введенных энтропйных параметров назовем разрешенные области указанного пространства как:

• область нормальной причинности - ¡ < 1;
• область обращенной причинности - ¡ >1;
• зеркало причинности - ¡ =1;
• область затухания a<1, она же область конъюнкции (Г. Рейнбах, 1962): b>1;
• область усиления a>1, она же область дизъюнкции (Г. Рейнбах, 1962): b<1;
• линия Y-констант - Y=const независимо от Х ;
• линия однозначных функций - i_{Y½ X},=0, b=0, 0 < а < 1 ( здесь Н(Y/Х)=0, то есть Y полностью определяется Х, но не наоборот);
• линия независимости - i_{Y½ X} =1, а=b;
• адиабата – а=b=1, название связано с обычным определением адиабатического процесса, как изоэнтропийного;
• взаимно-однозначная точка - i_{Y½ X} =0, а=b=1 ( здесь Н(Y/Х)= Н(X/Y)=0, т.е. XÛ Y).

Причиной Х и следствием Y называются состояния, для которых ¡ <1.

Для нас важна именно полная формальность такого определения. Анализируя смысл величины ¡ , нетрудно видеть, что наше определение включает не только козыревское понимание причинности, но и обычное интуитивное (по крайней мере, имея ввиду интуицию физика). Действительно, если мы говорим, что Х причина, а Y следствие, мы имеем ввиду полностью или частично детерминированную зависимость Y от Х, при которой обратная зависимость отсутствует. Наше определение позволяет уточнить: отсутствует или меньше прямой. Интересно, что как раз полное отсутствие обратной зависимости невозможно: ниже будет показано, что i_{Y½ XÛ} i_{X½ Y}=1 только на линии независимости. Иначе говоря, даже при предельно необратимом процессе (¡ =0) существует конечное обратное воздействие следствия на причину (i_{X½ Y¹} 1). Таким образом, помимо полной формальности, данное лаконичное определение имеет очевидное преимущество количественной меры перед общеупотребительной качественной. Возможность использования последней диктуется интуицией ученого, которая в силу объективных причин не может быть безграничной. Ограниченность интуитивного представления о причинности настолько диссонирует с самим языком современной физики, что, по замечанию Козырева, вопрос “почему?” практически изгнан из точных наук и заменен вопросом “как?”.

Итак, любая пара наблюдаемых X, Y располагается на или под зеркалом причинности. Кроме того, из теоремы Шеннона (К. Шеннон, 1959) о невозрастании информации или просто из второго начала термодинамики, трактуемого как стремление к выравниванию энергетических различий, следует, что если Y является запаздывающей функцией только X , то H(Y)<H(X). Это не что иное, как стремление в классической замкнутой системе к затуханию любых возмущений. Поэтому все процессы такого рода попадают в область затухания (a<1, b<1) . В области усиления могут оказаться только незамкнутые системы.

Определение причинности позволяет точнее сформулировать исходные положения причинной механики, заложенные в трех козыревских аксиомах, в виде одной. Обозначив t - время, r пространственное положение, будем утверждать:

Аксиома: ¡ < 1 Þ t_y < t_x, r_{y ¹} r_x

¡ < 1 Þ t_y < t_x, r_{y ¹} r_x

¡ ® 1 Þ t_y® t_x, r_{y ®} r_x.

Здесь полностью заложена козыревская аксиома "1", аксиомы "2" и "3" ослаблены, т.к. дискретность пространственно-временных различий (явная в козыревской трактовке) уже не требуется.

5.2. Ход времени

Рассмотрим элементарное причинно - следственное звено с причиной Х и следствием Y с точки зрения обмена информацией. В основной теореме Шеннона для канала с шумами говорится о пропускной способности канала С_{х® y}. Пропускная способность канала равна той максимальной скорости V передачи информации по данному каналу, которую можно достигнуть при самых совершенных способах передачи и приема. При принятых условиях

С_{х® y} =V=1/t_{х® y}, (15)

где t_{х® y} - длительность приема-передачи сигнала.

Пусть дискретный канал обладает пропускной способностью С_{х® y}, а дискретный источник - энтропией в секунду Н(Х). Если Н(Х)<С_{х® y}, то существует такая система кодирования, что сообщения источника могут быть переданы по каналу с произвольной малой частотой ошибки (сколь угодно малой ненадежностью). Если Н > С_{х® y} , то можно закодировать источник таким образом, что ненадежность будет меньше, чем величины Н(Х)-С_{х® y}+e, где e сколь угодно мало.

Согласно этой теореме запишем выражения для С_{х® y} в виде

С_{х® y}= (16)

или с учетом выражений для независимости i_Y/X

С_{х® y} = (17)

Принимая во внимание выражение (15) и (17), величину, выражающую длительность приема сигнала, представим в виде

. (18)

(19)

По определения Х и Y : ¡ <1Û 1-i_Y/X>1-i_XYÛ t_{X® Y}<t_{Y® X}.

Вычитая (18) из (19), получим конечную разность

(20)

которая означает, что в любой промежуток времени следствие получает от причины больше информации, чем причина от следствия. Информационный избыток Dt в следствии означает ни что иное, как необратимость потока информации или в терминологии причинной механики - превращение причины в следствие. Величина С₂=Dr/Dt, определенная Козыревым как скорость такого превращения, с точки зрения обмена информации представляет скорость передачи информационного избытка:

(21)

Положим в (21) Dr/Dt = k - некоторый коэффициент. Представим (21) в виде:

С₂= (22)

И, наконец, с учетом выражения для причинности ¡ = i_{Y½ X} /i_{X½ Y}, получим

(23)

Из (23) следует, что ¡ <1Û C₂ > 0; ¡ >1Û C₂ < 0; ¡ =1Û C₂ = ± ¥ , т.е. мы получили козыревское утверждение об определенности знака C₂ при определенных причинах и следствиях. Выражение (23) определяет С₂ точностью до коэффициента k. Но это не препятствует далее, согласно козыревскому рассуждению, приведенному в разделе 2, доказать псевдоскалярность C₂. Кроме того, мы видим возможность реализации первого из случаев (14), т.е. из (23) следует формальная возможность мгновенной передачи информации, а именно при условии ¡ =1.

Итак, зеркало причинности - это плоскость, где С₂ достигает ± ¥ и терпит разрыв. Очевидно, что на ограничивающей его линии констант С₂ не определено также, как и на линии независимости.

Строго нулевой ход времени невозможен. Возможно лишь С_{2 ®} ¥ при ¡ ® i_{X½ Y}, в частности, в окрестности линии однозначных функций.

Информационный подход позволяет строго ввести и проанализировать козыревскую постоянную С2, но значение коэффициента k остается неясным. Во всяком случае нам не ясен смысл условия C₂=k при ¡ =2i_Y/X-i. Для выяснения этого вопроса воспользуемся более физичным, хотя явно менее строгим способом. Рассмотрим причинно-следственное взаимодействие с точки зрения энергетического.

Пусть U - энергия взаимодействия Х и Y. Тогда на основании соотношения неопределенностей для канонически сопряженной пары время- энергия, нижний предел времени воздействия Х на Y можно записать в виде

inf t_{X® Y} =h /U_{X® Y} , (24)

где U_{X® Y} - переданная от причины Х следствию Y энергия, которую естественно положить равной произведению U на зависимость Y от X:

U_{X® Y}=U(1- i_{Y½ X}), (25)

Подставляя выражение для U_{X® Y} из (25) в (24), получим

inf t_{Y® Y} =h/U_{X® Y} = h / U(1- i_{Y½ X}) (26)

inf t_{X® Y} =h/U(1-i_{X½ Y}). (27)

. (28)

В результате для псевдоскаляра С₂=Dr/Dt получаем выражение:

. (29)

Как легко видеть, выражение (29) с точностью до множителя UDr совпадает с выражением (22), то есть

k=. (30)

Примем козыревское условие макроскопического нерелятивистского взаимодействия, которое на микроуровне элементарного причинно - следственного звена сводится к электромагнитному. Энергию взаимодействия сведем к обычной кулоновской U=e²/Dr, тогда на основании (30)

, (31)

что в точности соответствует выражению, полученному Козыревым из соображений размерности с учетом псевдоскалярности величин С₂ и h.

Вполне понятно не только общефизическое, но и прикладное значения причинной механики. Мы дадим один из примеров приложения козыревской теории к частной проблематике, наиболее близкой к профессиональной деятельности авторов.

В геофизике на протяжении 20-го столетия определился довольно обширный ряд фактов, ненашедших объяснения с обычных позиций. Действительно, геоид в третьем приближении имеет вид кардиоидального эллипсоида со впадиной на Южном полюсе и поднятием на Северном (D. G. King-Hele, R. H. Merson, 1959; Y. Kozai, 1969; М. Л. Арушанов, 2000). Коэффициент асимметрии h =10^-5. Вряд ли это можно объяснить случайной концентрацией масс в Северном полушарии, так как ранее была обнаружена асимметрия в фигурах других планет (Н. А. Козырев, 1950). Поэтому очевидно, что установленная асимметрия вызывается некоторыми закономерными асимметричными силами, действующими вдоль оси вращения планеты. При этом оказалось, что коэффициент асимметрии прямо связан со скоростью вращения планеты. Однако, в классической механики отсутствуют связанные с вращением асимметричные силы.

В атмосфере наблюдается тепловая асимметрия полушарий: Северное полушарие на 3^о теплее Южного (С. П. Хромов и др.,1971; И. Блютген, 1973), асимметрия внутритропической зоны конвергенции (ВЗК) и другие показатели асимметрии. Можно так же назвать уже давно отмеченную закономерную асимметрию магнитного поля Земли (L. A. Bauer, 1923; А. Н. Пушков, Т. А. Чернова,1975).

,

где U_m = wr - линейная скорость на экваторе (w - угловая скорость вращения Земли), r –расстояние от центра Земли, g - ускорение свободного падения, r - плотность, - орт вращения Земли.

, (31)

где -полярный угол; j - геоцентрическая широта, Dj – разность географической и геоцентрической широт. Так как Dj очень мал, то с достаточной для данной задачи точностью им можно пренебречь. Тогда (31) запишется в виде:

(31а)

Сила действует во всех точках Земли параллельно земной оси на север. Сохранения импульса требует существование силы реакции , направленной параллельно оси на юг так, что

. (32)

Для нахождения единственного решения интегрального уравнения (32) необходимо принять, что реакция равномерно распределена по j и l, т.е. по земному шару. Для решения интегрального уравнения в силу симметрии достаточно проинтегрировать его по четверти круга:

.

(33)

Результирующая сила =+ на широте j равна:

(34)

Для геофизической интерпретации полученного выражения очень существенен следующий момент. Как указывалось выше, рассматриваемая сила в соответствии с (13) имеет противоположный знак для причин и следствий. Объективно причину и следствие можно определить по направлению потока свободной энергии: поток энергии всегда направлен от причины к следствию. Твердое тело Земли отдает тепло в окружающее пространство. Следовательно, его можно считать находящимся в “области причин”. Рассматривая же систему “Земля – атмосфера”, аналогичным образом легко видеть, что атмосфера находится в “области следствий”. Этот феноменологический подход, хотя и правильный, но не является сколько-нибудь строгим. Поэтому для определения направленности причинно-следственной связи в системе Земля – атмосфера воспользуемся аппаратом причинного анализа, рассмотренным нами в разделе 5.1. В качестве исходных характеристик системы Земля-атмосфера, подвергающихся причинному анализу, очевидно, необходимо рассмотреть эффективное излучение Земли B^* и собственное излучение атмосферы dB_a в направлении к земной поверхности. Достаточно полные расчеты радиационного баланса земной поверхности и атмосферы и его составляющих были выполнены Д. Лондоном (J. A. London., 1957) Эти данные составили ряды, подвергнутые причинному анализу. Результаты анализа приведены в табл. 1. Как видно из таблицы, энтропийные параметры эффективного излучения земной поверхности (“причина”) и противоизлучение атмосферы (“следствие”) попадают в область “нормальной причинности” (¡ <1), что в точности совпадает с феноменологической оценкой.

Расчеты силы по формуле (34) оказались в хорошем согласии с прямыми измерениями (Н. А. Козырев, 1958, 1963, 1971). Последние, в частности, показали существование критической параллели j_k=73^о05^/ ± 05^/ , где сила меняет знак. Формула дает теоретическое значение j_k=70^о18^/ , что является, учитывая принятые упрощения (Dj=0; r=r(r), т.е. g=const при r=const) хорошим совпадением.

Зависимость от широты показана на рис. 2 (положительное направление параллельно земной оси на север).

Вертикальная компонента Q_R равна:

; (35)

горизонтальная Q_j :

. (36)

(37)

. (38)

Выделение в процессе дифференциации вещества мантии более легкой гранитоидной фракции, контролируемое, в основном, реакцией (В. А. Магницкий, 1958) MgSiO_3® Mg₂SiO₄+SiO₂ идет быстрее при уменьшение давления, т.е. в условиях вертикального растяжения (divQ_R>0). Следовательно, зоны, где divQ_R>0 являются более благоприятными для формирования коры материкового типа, чем зоны, где divQ_R<0. Зоны с divQ_R<0, в свою очередь, более благоприятны для обратного процесса – базификации, хотя последний, по-видимому, в натуре имеет весьма ограниченное значение (конкретно, таким механизмом может быть объяснен генезис восточного сегмента Северного Ледовитого океана (Р. М. Деминицкая, 1971; E. R. King и др., 1964).

Сравнение кривой зависимости распределения суши и моря и кривой divQ_R (рис. 3) показывает их хорошее совпадение. Учитывая их нетривиальный вид, можно утверждать, что именно поле силы причинности, влияя на процессы дифференциации, оказало решающее влияние на формирование зонального распределения типов коры.

Кривая divQ_R , как функция широты (рис. 3), дает физическое объяснение, ранее морфологически выделенным признакам антисимметрии Земли относительно экватора: кругам антисимметрии полярных стран (± 71^о), северному эпейрогеническому (+62^о) и южному талассогеническому (-62^о) кругам ( Г. Н. Каттерфельд, 1962).

С другой стороны, горизонтальная компонента силы должна вносить дополнительную составляющую в процесс дрейфа материков. Так как сила причинности является перманентным фактором, можно ожидать концентрации подвижных материковых масс в зонах конвергенции горизонтальной силы (divQ_j <0) и дефицита в зонах дивергенции (divQ_j>0). Как видно из рис. 3, в самом деле, материковые зоны качественно соответствуют зонам конвергенции горизонтальной силы, океанические – зонам дивергенции.

Ротор силы (положительное направление на восток)

(39)

определяет интенсивность сдвиговых деформаций и, следовательно, экстремальным значениям ротора в зависимости от широты должны на Земле соответствовать орогенические пояса или зоны глубинных разломов (рис. 4). Как видно из рис. 4 экстремумы действительно соответствуют, в частности, известным критическим параллелям ± 35^о и экватору: первая на материках является орогеническим поясом, вторая выражена зоной разломов (Г. Н. Каттерфельд, 1962; Д. К. Краузе, 1970).

Вертикальная составляющая силы причинности (35) ответственна также за деформацию равновесной фигуры Земли. Зависимость Q_R от широты показана на рис. 3 (совпадает с кривой divQ_R). Эта зависимость описывает фигуру обратную геодезической фигуре Земли, полученной по данным траектории орбит искусственных спутников Земли Ё. Кодзаи и М. Л. Арушановым (Y. Ko-zai, 1969; М. Л. Арушанов, 2000). Потенциал Q_R

(40)

Возникающие под действием Q_R восходящие движения в умеренных широтах Северного полушария и нисходящие в умеренных широтах Южного, вследствие сохранения момента количества движения приводят к эффекту кручения: умеренные широты Северного полушария проворачиваются к западу относительно Южного. Это приводит к появлению экваториального сдвига. Отсюда получает объяснение гипотеза экваториального сдвига (Д. К. Краузе, 1970), а также S-образное деформирование структурных поясов (Г. Н. Каттерфельд, 1962).

Известно (С. П. Хромов и др.,1971, И. Блютген,1973), что Северное полушарие теплее Южного на 3^о и тепловой экватор смещен к северу на » 10^о (рис.5). С известных классических позиций факт тепловой асимметрии не нашел удовлетворительного объяснения. С точки зрения причинной механики факт тепловой асимметрии является очевидным. Действительно, ротор силы причинности в атмосфере (рис. 6)

Рис. 6. Зональное распределение ротора силы причинности в атмосфере (g=const).

определяет интенсивность меридиональной циркуляции. Из кривой, распределение rot, как функции широты, видно, что в целом в атмосфере преобладают положительные значения rot. Это указывает на существование интегрального переноса из южного полушария в северное в нижних слоях атмосферы и обратного в верхних. В результате приземная температура воздуха в северном полушарии должна быть выше, чем в южном, то есть в полном соответствии с наблюденными данными.

Не менее интересным, и важным с точки зрения действия рассматриваемой

силы представляется объяснение существование внутритропической зоны конвергенции (ВЗК), смещенной в северное полушарие. Из рис.7 видно, что divQ_j терпит разрыв на экваторе и отрицательна для атмосферы в зоне ВЗК (0^о-24^о с.ш.). По-видимому такое распределение divQ_j объясняет как само существование, так и некоторое смещение ВЗК относительно экватора.

Чрезвычайно важным, на наш взгляд, представляется введение этой силы в динамику других геосфер, и, по-видимому, в первую очередь земного ядра, где она может играть существенную роль в генерации геомагнитного поля. Действительно, нарушая симметрию, только сила причинности может естественным образом снять запрет на генерацию поля любыми осесимметричными движениями, накладываемой теоремой Каулинга.

Решение этого вопроса мы начали с введения силы причинности в гидродинамические прогностические модели атмосферы, где получены чрезвычайно обнадеживающие результаты (М. Л. Арушанов, А. М. Горячев, 2002).

1. Признание фундаментальной необратимости времени влечет признание его субстанционального статуса. Субстанциональное время обладает кроме длительности, рядом свойств: конечным ходом, плотностью, потоком.
2. Понятие причинности может быть строго сформулировано и оказывается непосредственно связано с ходом времени и другими его свойствами.
3. Время осуществляет универсальную связь между необратимыми процессами. Именно в связи между процессами, а не телами, заключено отличие временного взаимодействия от силового взаимодействия посредством обычных физических полей. Взаимодействие через время переносит энергию и момент вращения, но не импульс. Теоретически взаимодействие через время может происходить мгновенно, со скоростью света и с обратной скоростью света.
4. Возникновение в рамках козыревского подхода силы причинности и других менее исследованных явлений приводит к возможности целого ряда физических эффектов, на первый взгляд, не имеющих отношение к проблеме времени как таковой. Развитие подхода позволит по новому взглянуть на широкий круг задач, от биологии до космологии.
5. Отличительной особенностью конструкции времени Н. А. Козырева является твердый экспериментальный базис.

М. Л. Арушанов , С. М. Коротаев. Причинный анализ и его применение для изучения физических процессов в атмосфере //Метеорология и гидрология. -1994.- N4.- C. 15-22.

М. Л Арушанов., А. М Горячев. О необходимости учета эффектов причинной механики в гидродинамических моделях прогноза и климата //ДАН РУз. - 2002.- N6.- C. 28-30.

М. Л. Арушанов. Моделирование формирования фигуры Земли и некоторых геофизических полей на основе положений причинной механики //Проблемы информатики и энергетики.-2000.-N1.-C. 58-64.

Р. М Деменицкая, А. М. Карасик Проблемы генезиса Северного Ледовитого океана //История мирового океана.- М.: Наука.-1971.- C. 58-76.

В. И. Д р а г у н о в. О транссибирской поперечной дислокации. Материалы по геологии и полезным ископаемым Сибирской платформы //Труды ВСЕГЕИ.- 1960.- Вып. 44.- С. 16-23.

Г. Н. Каттерфельд Лик Земли и его происхождение. - М.: Наука, 1962.- 152 с.

Н. А. Козырев. Теория внутреннего строения звезд и источники звездной энергии. 1951. Изв. Крымск. АО- Вып 6.-С. 54-83.

Н. А. Козырев. О связи тектонических процессов Земли и Луны. Изв. ГАО, 1971.-Вып. 184.-С. 108-115.

Н. А. Козырев. Время как физическое явление. В кн.: Моделирование и прогнозирование в биоэкологии. Изд. Латв. Гос. Ун-та, Рига. - 1982.-С. 59-72.

Д. К. Краузе. Экваториальная зона сдвига. Система рифтов Земли.- М.: Наука, 1970. - С. 59-73.

М. М. Лаврентьев, И. А., Еганова, М. К. Луцет и др. О регистрации реакции вещества на внешний необратимый процесс//ДАН- 1990, т. 314, N3.- C. 635-638.

В. А. Магницкий. К вопросу о происхождении и путях развития континентов и океанов. // Вопросы космогонии. Т. 6, 1958.

Э. Пальмен, Ч. Ньютон. Циркуляционные системы атмосферы. -Л.: Гидрометеоиздат, 1973.- 510с.

А. Н. Пушков, Т. А. Чернова. Особенности пространственно-временной структуры геомагнитного поля по данным последовательной сети сферических гармонических анализов. /В кн. "Анализ пространственно-временной структуры геомагнитного поля". - М.: Наука, 1975.-С. 65-71.

С. П. Хромов, А. Л. Кац, Р. Ф. Бурлуцкий. Структура внутритропической зоны конвергенции в Атлантическом океане. Квазидвухлетняя цикличность и циркуляция в атмосфере и океане. -Л.: Гидрометеоиздат, 1971.-C. 192-226.

Л. П. Шубаев. О зональности рельефа //Ученые записки Ленингр. Гос.пед. института им. А. И. Герцена.- 1958.- Т. 151.- C. 17-26.

M. L. Arushanov, S. M. Korotaev. Geophysical effects of causal mechanics //On the way to under-standing the time phenomenon. The construction of time in natural scince. Part 2. The "Active" Properties of time according to N. A. Kozyrev. Singapore, New Jersey, London, Hong Kong:World Scientific,1995.PP. 101-108.

L. A. Bauer. Chief results of Preliminary analysis of the Earth's Magnetic Field for 1922. // Terrestrial magnetism, vol. 28, N 1-2, Baltimore, 1923.

H. Hayasaka and S. Takeuchi. Anomalies Wight redaction on gyroscope right around the vertical axis of the Earth //Phys. Rev. Lett., vol. 63, N25. –1990. -PP. 2701-2704.

D. G. King-Hele, R. H. Merson. New value for the Earth’s flattening, derived from Measure-ments of Satellite Orbits //Nature.-1959.-V. 183.- N4665. - PP. 39-46.

Y. Kozai Revised values for coefficients of zonal spherical harmonics in the geopotential, dynamics of satellites.-Berlin: Springier-Verlag, 1969.- PP. 104-0108.

N. A. Kozyrev. On the possibility of experemental investigation of the properties of Time// Time in Science and Philosophy .- Prague, 1971. 210c.

J. A. London study of the atmospheric heat balance.//Dept. Meteorol. and Oceanog., New York Universt, 1957.- 99 p.

D. Savage. Time stress and other properties of time // Toth-Maatian Review. - 1985.- V. 4.- N2.- PP. 1899-1904.

D. Savage. Conservation of momentum at a dis-tance //Toth-Maatian Review.-1986.- V. 4.- N4. PP. 2257-2268.

D. Savage. Measuring local time dilation using sanglass egg timers //Progress in Space -Time Physics. Ed. Wesley B. Blumberg: Wesley Press.-1987. - PP. 242-249.

Защита интеллектуальной собственности и авторских прав Диспуты по темам изобретательства. Вопросы по изобретениям, проблемы на пути изобретателей и методы их решения. Патентование. Все о патентовании изобретений, полезных моделей, промышленных образцов и товарных знаков. Нерешенные задачи. Здесь идет обсуждение нерешенных задач: безопорный двигатель, вечный двигатель, преодоление гравитации и пр. Точные науки и дисциплины Дебаты по Теории Относительности Эйнштейна. Все кому не лень хотят опровергнуть Теорию Относительности Эйнштейна. Вам предоставляется слово для аргументации. Физика, астрономия, математические решения. Физико-математические вопросы, наблюдения, исследования, теории и их решение. Физика альтернативная. Новые взгляды на физические законы, теории, эксперименты, не вписывающиеся в общепринятые законы физики. Teхника, узлы, механизмы, электроника и аппаратура. Все про технику, приборы, детали, узлы и механизмы. Электроника, компьютеры, программное обеспечение. Новые технические решения в самых разных областях. Биология, Генетика, Все о жизни. Генетика и другие вопросы биологии. Их развитие. Медицина. Биотехнологии, агротехника и сельское хозяйство. Эволюционные теории и альтернативные им. Химия. Вопросы по химическим технологиям, разработкам и применению химических материалов. Химические элементы и их свойства. Геология, все о Земле и ее обитателях. Геология, метеорология, антропология, сейсмология, атмосферные явления и непознанные эффекты природы. Мозговой штурм Генератор решений. Здесь Вы можете заработать реальные деньги, помогая решать фирмам, предприятиям и частным лицам те или иные технические задачи, которые перед ними стоят. Те, кто ставят задачи перед участниками должны обозначить гонорар за ее решение и перевести указанную сумму на общий счет генератора. Головоломки. Если у Вас есть желание поломать голову над интересными логическими задачами - Вам сюда. Гипотезы. В этой теме идет обсуждение гипотез и предположений, основанных чисто на теории и логике. Найди ляп! Этот раздел для тех, кто хочет мысленно расслабиться. Он посвящен задачам по поискам ляпов, которые встречаются в литературе, интернете, кино и на телевидении. Взгляд в будущее и настоящее Глобальные темы. Вопросы касающиеся всех. Глобальные угрозы и злободневные темы современности. Наука и ее развитие. Все о развитии науки, направлениях и перспективах движения научной мысли и знаний. Новая Цивилизация. Принципы социального устройства новой цивилизации. Увеличение роли созидательного интеллекта... Отдалённые перспективы развития человечества... Вопросы без ответов. Этот раздел посвящен вопросам и проблемам, которые до сих пор не решены. Предлагайте свои решения. Военная стратегия и тактика современных боевых действий. Об особенностях современного военного искусства. Проблемные вопросы теории и практики подготовки вооруженных сил к войне, её планирование и ведение в различных конфликтах на планете. Гуманитарные науки и дисциплины Философские дискуссии. Диспуты по вопросам жизни, сознания, бытия и иных философских понятий. Экономика. Вопросы по экономике и о путях развития России и других стран. Социология, Политология, Психология. В этом разделе обсуждаются вопросы, как отдельных частных исследований данных наук, так и проблема соотношения этих наук с остальными. Образование. Все об образовании: как учить, кому учить, чему учить и кого учить. Религия и атеизм. Вопросы религий и атеистические взгляды, религиозные споры.

Назад