Бір сәт қанша уақытқа созылады?

Уақыт — адам санасы кездесетін ең жұмбақ санаттардың бірі. Біз оны сағаттар мен күнтізбелермен өлшейміз, жылдар мен секундтарға бөлеміз, алайда осы бөлудің ең төменгі шегінде күтпеген нәрсе табылады — сөз табудың өзі қиын бірліктер. «Сәт», «лезде», «мезет» — бұл сөздерді біз күн сайын қолданамыз, олардың дәл қанша уақытты белгілейтіні туралы ойланбаймыз. Сонымен бірге бұл сұрақ мүлде мағынасыз емес: әртүрлі дәуірлер, әртүрлі ғылымдар және әртүрлі мәдениеттер оған мүлде ұқсамайтын жауаптар берді. Сәттің шын мәнінде не екенін түсінуге жасалған талпыныс бізді күтпеген жерден физиканың, нейробиологияның және уақыт философиясының дәл орталығына алып барады.

Сәт тарихта және тілде

«Сәт» сөзі қазақ лексикасының ең ежелгі қабатына жатады және «жыпылықтау» етістігімен туыстас. Байланыс айқын — ең қысқа уақыт аралығының өлшемі ретінде қабақтың қозғалысы, яғни жыпылықтау қызметін атқарды. Механикалық сағаттарды білмеген дәуір үшін кішігірім уақыт кесінділерін өлшеудің мұндай тәсілі тіпті практикалық болды.

Ежелгі дәстүрде кішігірім уақыт бірліктері туралы неғұрлым ресімделген түсінік болды. Ежелгі жазба деректер сағатты бөлшек бөліктерге бөлді, олардың арасында ең кішігірімдерінің бірі ретінде «сәт» аталды. Дәл мәні дереккөзге байланысты өзгеріп отырды, алайда шаманың тәртібі шамамен бірдей болды.

«Сәтті» басқа тілдердегі ұқсастарымен салыстыру қызықты:

• «momentum» латын сөзі — ағылшынның «moment» сөзі осыдан шыққан — алғашқыда таразыдағы кішкентай жүктің қозғалысын білдірді;
• «лахза» арабша сөзі сөзбе-сөз «көзқарас» деген мағынаны береді, яғни тағы да көздің қозғалысына сілтейді;
• жапонша «исимаи» «шақпақтастың екі соғуы арасындағы аралық» деп аударылады, бұл одан да қысқа нәрсені білдіреді;
• қытай дәстүрі тәулікті 100 «кэ»-ге бөлді, олардың әрқайсысы қабылдауға бағынбайтын бірліктерге дейін барған сайын ұсақ үлестерге бөлінді.

Осылайша, әртүрлі мәдениеттер интуитивті түрде бір идеяны — адам қабылдауына қолжетімді ең қысқа аралықты — іздестірді.

Физика не дейді

Қазіргі ғылым адам қабылдауымен ешқандай байланысы жоқ уақыт бірліктерімен жұмыс істейді. Төменде кішігірім уақыт аралықтарының иерархиясы берілген — таныстан мүлде түсініксізге дейін.

1. Миллисекунд — секундтың мыңдық үлесі — бытовой өлшемдердің көпшілігінің төменгі шегі болып табылады. Бір миллисекунд ішінде дыбыс шамамен 34 сантиметр жол жүреді, ал қазіргі компьютердің процессоры миллиондаған операцияларды орындайды. Дәл миллисекундтарда адамның сыртқы тітіркендіргішке реакция уақыты өлшенеді — ол 150-ден 300 миллисекундқа дейін болады.
2. Микросекунд — секундтың миллиондық үлесі — тікелей қабылдауға қолжетімсіз, алайда техника үшін өте маңызды. Осы аралық ішінде жарық шамамен 300 метр жол жүреді, бұл GPS жүйелері мен жаһандық желілерді синхрондау үшін принципті маңызы бар. Микросекунд ауқымындағы кез келген кідіріс жинақтала алады және навигациялық есептерде байқалатын қателерге әкеледі.
3. Наносекунд — секундтың миллиардтық үлесі — қазіргі процессорлар мен оптикалық жүйелер жұмыс істейтін шек. Бір наносекунд ішінде жарық шамамен 30 сантиметр жол жүреді — дәл осі себептен компьютерлік чиптердің физикалық өлшемдері олардың жұмыс жылдамдығына тікелей әсер етеді. Инженерлер өте жылдам схемаларды жобалау кезінде кристалл ішіндегі сигналдың өту уақытын ескеруге мәжбүр.
4. Фемтосекунд — секундтың квадриллиондық үлесі — химиялық реакциялар мен атомдық байланыстардың тербелістерінің уақыт масштабы. Дәл осы деңгейде фотосинтездің бастапқы актісі орын алады — хлорофилл молекуласының фотонды ұстап алуы. Фемтосекундтық лазерлер бұрын бақылауға қолжетімсіз болған химиялық өзгерістердің жекелеген кезеңдерін «суретке түсіруге» мүмкіндік береді.
5. Планк уақыты — шамамен 5,4 × 10⁻⁴⁴ секунд — қазіргі физикада теориялық тұрғыдан ең аз мағыналы аралық болып саналады. Бұл жарықтың планк ұзындығына тең қашықтықты өтетін уақыты. Кванттық гравитация теориясына сәйкес, одан қысқа аралықтар туралы айтудың физикалық мағынасы жоқ — кеңістік-уақыт осындай масштабтарда таныс құрылымын жоғалтады.

Бұл иерархия адамдық түсінімдегі «сәт» пен физикалық уақыттың шынайы шектері арасындағы алшақтықтың қаншалықты үлкен екенін айқын көрсетеді.

Нейробиология тұрғысынан сәт

Адам миы уақытты физикалық аспаптарға қарағанда мүлде өзгеше қабылдайды. Нейробиологтар субъективті «қазір» — біз мезет ретінде сезінетін осы шақ — нақты ұзақтыққа ие екенін анықтады. Бұл ұзақтық физикалық бірліктермен салыстырғанда күтпеген түрде үлкен.

Зерттеулер мидың кіріс ақпаратты шамамен 2-3 секунд ұзақтықтағы пакеттерге «орап» жинайтынын көрсетеді. Дәл осы аралықты психологтар «субъективті қазір» деп атайды — санасының бөлінбейтін бір мезет ретінде қабылдайтын аралығы. Музыкалық фразалардың, өлең жолдарының және сөйлеу репликаларының көпшілігі шамамен үш секундтық диапазонға сыятыны кездейсоқ емес.

Мезеттердің қысқалығын қабылдауға бірқатар факторлар әсер етеді:

• жас — адам неғұрлым үлкен болса, соғұрлым оның сезімі бойынша уақыт жылдамырақ өтеді, өйткені әрбір жаңа жыл өмір сүрілгеннің аз үлесін құрайды;
• эмоциялық жай-күй — қауіп немесе күшті қозу сәтінде ми баяулатылған қабылдау режиміне ауысады, уақыт бірлігінде көбірек бөлшектерді тіркейді;
• әсерлердің жаңалығы — жаңа оқиғаларға толы уақыт естеліктерде созылады, ал күнделікті күндер бірнеше бейнеге дейін «жиырылады»;
• назар шоғырлануы — ағын күйінде адам уақытты сезінуін жоғалтады, және сағаттар байқалмай өте кетеді;
• дене температурасы — жоғары температурада мидың ішкі сағаттары жылдамдайды, және адам өткен уақытты асыра бағалауға бейім болады.

Бұның барлығы «сәттің» әрбір адам үшін әрбір нақты сәтте өзіндік ұзақтығы бар екенін білдіреді — және бұл ұзақтық физикалық тұрақтыларға емес, сана күйіне байланысты.

Сәтті өлшеудің тарихи бірліктері

Орта ғасыр ғалымдары мезет ұғымын ресімдеуге және оны өлшем жүйесіне енгізуге тіпті ауыр талпыныстар жасады. Осы талпыныстардың кейбіреулері бізге жетіп, немаза тарихи қызығушылық танытады.

Кішігірім уақыттың ең белгілі тарихи бірліктері келесідей:

• орта ғасырлық еуропалық дәстүрдегі «момент» сағаттың 1/40 бөлігін, яғни бір жарым минутты құрады — қазіргі өлшемдер бойынша өте байқалатын аралық;
• ежелгі үнді уақытты есептеу жүйесіндегі «остон» шамамен 16-18 миллисекундқа тең болды және қабылдауға қолжетімді ең аз бірлік деп саналды;
• сол санскриттік дереккөздегі «трути» шамамен 29 микросекундқа сәйкес келді — аспапқа дейінгі дәуір үшін таңғажайып кішкентай шама;
• қытай астрономиялық дәстүріндегі «нюй» секундтың 1/100 бөлігін құрады және аспан денелерінің қозғалысын есептеуде қолданылды.

Ежелгі жүйелердің кейбіреулері қазіргі ғылымның микросекундтар мен тіпті наносекундтарда бағалайтын бірліктерге дейін төмендегені назар аударарлық. Әрине, бұл мәндер тарихи шамаларды қайта есептеу жолымен алынған және ежелгі ойшылдардың осындай кішігірім аралықтарды тікелей қабылдай алғанын білдірмейді. Бұл уақытты кеңістік немесе сан бөлінетіндей бөлу қажеттілігінен туындаған теориялық конструкциялар туралы.

Кванттық дүниедегі сәт

Субатомдық деңгейде «мезет» ұғымының өзі мүлде жаңа мағынаға ие болады. Кванттық механика бөлшектер кеңістікте дәл орынды алмайтын және дәл уақыт мезетінде өмір сүрмейтін дүниені сипаттайды — олар координаттар мен уақыт шкаласы бойынша бір мезгілде «жайылған» ықтималдылық бұлттарымен сипатталады.

Гейзенбергтің анықталмаушылық принципінің уақыттық аналогы бар — кванттық жүйенің энергиясы неғұрлым дәл анықталса, ол берілген күйде болатын мезет соғұрлым аз анықталады. Бұл кванттық дүниеде «мезет» қатаң мағынада жай жоқ екенін білдіреді. Элементар бөлшектер деңгейіндегі уақыт үздіксіз өзен емес, одан да түйіршікті және анықталмаған нәрсе.

«Сәт» ұғымы таңғажайып көпқабатты болып шығады — поэтикалық метафорадан қатаң физикалық санатқа дейін, қабақтың жыпылықтауынан планк уақытына дейін, субъективті «қазірден» кванттық анықталмаушылыққа дейін. Адам бұл масштабтардың барлығында бір мезгілде өмір сүреді, алайда олардың тек кішкентай бөлігін ғана сезінеді — жүйке жүйесіне қолжетімді бөлігін. Мүмкін, дәл осы шектеулілік өмір сүрілген әрбір мезетті сонша бағалы ете түседі: біз шексіз физикалық уақытта емес, адам санасы қамти алатын мезеттердің тар белдеуінде өмір сүреміз.