Чтение онлайн

Примерно так толковал этот сдвиг один из самых настойчивых пропагандистов теории относительности астроном Артур Эддингтон: “Длина и продолжительность не являются вещами, присущими внешнему миру; они суть отношение вещей внешнего мира к некоторому определенному наблюдателю”. (Эддингтон, 1923, с. 35). Следовательно, продолжает он, меняются размеры в направлении движения приборов, а не внешних предметов. То есть сокращение длин есть факт процедуры измерений, а есть ли такое сокращение на самом деле (вспомним Канта) – неважно.

Так происходит в специальной теории относительности, для общей – абсолют еще более нагляден. Ее мы обсудим в главе 14.

Думая, что вводит более строгую систему рассуждений, требуя специального установления одновременности, Эйнштейн тем самым незаметно для себя требует установить точку абсолютного отсчета, просто перемещает абсолют и делает его более простым, чем у Ньютона. Абсолютна скорость света, которая ни от чего не зависит, когда она измеряется нами. Установление одновременности происходит не как-нибудь, а с помощью светового сигнала. В этом взаимодействии света и человека есть одна тонкость, на которой настаивает Эйнштейн и в чем его нужно всемерно поддерживать. Оно не просто взаимодействие, а измерение. Измерение скорости.

А скорость, в отличие например, от веса или абсолютной температуры, – понятие сложное, составное, она измеряется отношением пройденного пути к времени, затраченного на это преодоление. Следовательно, постоянство скорости света свидетельствует ни много ни мало, а о постоянстве по крайней мере одного масштаба измерения – времени, длительности. Поскольку пройденный путь согласно галилеевой модели измеряется только временем, масштаб взят для этого человеческий. Время связано только с жизнью человека и ни от каких безжизненных физических систем не зависит, о чем очень недвусмысленно и предупреждал (в отрицательном определении) Ньютон. И Кант тоже, когда говорил, что сами по себе (в себе) физические системы не обладают никаким временем, оно неопределенно. По Канту человек неустраним из реальности, это научный факт и теория относительности его подтвердила. От сложения двух скоростей двух физических систем скорость испускаемого ими света не измениться, потому что она измеряется в человеческом времени, с которым ничего не происходит, его темп остается всегда и везде постоянным. Потому и скорость света постоянна.

Что и было использовано в теориях Лоренца и Эйнштейна. Время и пространство будут растягиваться или сокращаться как угодно при наших попытках сравнить две двигающиеся относительно друг друга физические системы, если мы ничтоже сумняшеся примем одну из них за абсолютную, то есть относительно нее будем измерять скорость света. Скорость света можно измерять только относительно наблюдателя, где бы он ни находился и как бы ни передвигался. Она будет константной. А это означает, что время идет в том темпе, в каком оно идет для человека, не сокращаясь и не растягиваясь. Так теория относительности подтвердила ньютоновскую форму физики (но не обыденную классическую).

И как мы видели, столетнее накопление опытных данных в механике, в геологии, биологии и обобщение их двумя своеобразными мыслителями Кантом и Бергсоном, дали неожиданный вывод, что во всем круге нашей практики только человек как живое существо обладает этим счетчиком, который нельзя передать никуда, потому что он и есть абсолютная система отсчета. Алгоритм изменения действует только в отношении него, в то время как безжизненные физические системы изменяются по-другому, без участия времени и пространства как физических признаков.

Кажется издевательством над здравым смыслом, что в серьезные научные споры и размышления, ведущиеся солидными людьми, вдруг внедрился ненаучный фактор – сам человек и его психология как явление природы. Это кажется внесением какого-то волюнтаризма и произвола. К этому фактору и относились всегда, как к чувствам, то есть к отражению “физического времени” в нашей психике, которое конечно, может быть и разным и вовсе необязательным. “Если мы хотим понять само время, а не только психологические реакции на него, то нам следует обратиться к физике”, – указывает нам один из видных теоретиков нашего века Г. Рейхенбах. (24), превращая тем самым психику не в факт природы, а в ненадежное зеркало “объективных” процессов. Однако можно обойтись и вообще без зеркала и поставить в пример не человека с часами на руке, а другой, чисто физический факт: корова идет вверх по склону холма в поисках сочного корма. Он, этот факт, покажется еще более издевательским, и тем не менее от него нельзя отмахнуться. Без всякой психологии, не зная о том, что в теле у нее есть счетчик времени, который диктует ей чувство голода и заставляет делать усилия (прилагать к своему телу силу), корова свободно бредет против силы гравитации, чего никогда не произойдет ни с одним из камней, встречающихся ей на ее пути. Ее движение абсолютно, их – относительно. То есть согласно Ньютону, изменяется от приложения силы только положение этого коровьего тела.

Перед Эйнштейном стоит та же проблема установления одновременности. И вместо ньютоновской процедуры приложения силы для различия принципиально качественно разных видов движения, которая, конечно, не так уж строга и подходит даже примеру с коровой, он предлагает посылать световой сигнал вдоль измеряемого движущегося стержня с одного конца на другой и принимать там его другим наблюдателем, часы которого синхронизированы с тем, который посылает сигнал, или, обойдясь без второго, установить на его месте зеркало, которое будет отражать сигнал назад и наблюдатель будет фиксировать его приход по своим часам. По обычной формуле скорости получается, что в пути “туда” скорость света складывается со скоростью всей системы (V + v), а в пути “обратно” скорость системы из скорости света вычитается (V - v). С точки зрения каждого наблюдателя у него с часами все в порядке, но первому кажется, что часы второго спешат, потому что к скорости света что-то прибавилось, а второму представляется, что часы первого отстают, поскольку убавилось. Но и прибавление и убывание есть иллюзия, так как скорость света не менялась, она универсальна и не зависит ни от направления, ни от скорости движения системы (все рассуждения сохранились бы, если бы поезд стоял). И если мы примем, что нет главных часов, нет никакой выделенной, привилегированной системы, они все равноценны, тогда при измерении время чисто относительно к местным условиям, к местному движению. Принцип № 1 верен. Относительны и все остальные связанные с ним базовые понятия: движение, покой, пространство. “Итак, мы видим, что не следует придавать абсолютного значения понятию одновременности. Два события, одновременные при наблюдении из одной координатной системы, уже не воспринимаются как одновременные при рассмотрении из системы, движущейся относительно данной системы”. (Эйнштейн, 1965, с. 13).

Фактически Эйнштейн сильно и последовательно уточнил галилеевский принцип относительности, элиминировав абсолютное время, потому что его объект – движение совсем неизвестных семнадцатому веку микротел, двигающихся со световыми скоростями. Он, как и Галилей, ввел местное время для каждой такой безжизненной системы. И тем самым он совершил новый прорыв в изучаемую реальность, расширил познанную область действительности. Уже в следующей статье на основе своей теории Эйнштейн делает свое главное открытие: устанавливает эквивалентность массы и энергии. (Эйнштейн, 1967, с. 36 - 38). И большая часть физики двадцатого века пошла по новому пути, хлынув в открытую область больших скоростей и ничтожных масс, которую оказалось возможным свести к процедуре измерения скоростей и масс. На самом деле можно сказать и так: теория относительности нашла форму приспособления новых фактов к тому же принципу относительности, который выражен теперь более отчетливо.

Теория относительности в огромной степени улучшила теорию движения Ньютона, вернее сказать, сделала ее частным случаем движения, отнеся ее только к движению макротел с низкими скоростями. Она провела в мире границу, что исключительно важно для познания. За годы и годы работы сравнение абсолютного и относительного отброшено для простоты, они объединены и называются просто время, просто движение, просто пространство, просто покой, принимая их принадлежностью всеобщего вместилища, где мы все находимся. И пока скорости, с которыми мы все работали, были небольшими, различие между абсолютным и относительным никого не волновало. Но оно существует и обнаружилось в опытах Майкельсона и Морли, а в теории Лоренца и в теории относительности эти противоречия нашли обобщения и объяснения. “Нельзя сказать, – предупреждает нас автор теории относительности, – что время имеет абсолютный, т. е. независимый от состояния движения системы отсчета смысл. Это и есть произвол, который содержался в нашей кинематике”. (Эйнштейн, 1967, с. 182).

Еще раз хотелось бы уточнить, чтобы все дальнейшее было понято: у Ньютона никакого произвола не содержалось, произвол введен расхожей практикой отождествления абсолюта и относительности. Ньютоновский Абсолют имеет нематериальный смысл, его Эйнштейн естественно, что обычно для строгой науки, не рассматривает, как и сам Ньютон, но из этого вовсе не следует, что абсолют из духовной сферы переместился в материальную область и вот тут уже автор теории движения и автор теории относительности заодно и неумолимы: в сфере материи движения могут быть только относительные. Иначе говоря, автор своей теорией относительности (не заявляя о том явно) говорит то же, что и Ньютон своей геометрической схемой: в области движения материальных предметов времени и пространства нет. Ньютон о том говорит прямо, Эйнштейн более уклончиво. Он не обсуждает абсолют, отбрасывает его и сосредоточивается на относительности физических, то есть тех же внешних вещей, для которых отрицал абсолют и Ньютон. Но если для классики абсолют интуитивен, то для теории относительности более строг: у нее получилось невольно, что он четко отнесен к наблюдателю, обладающему константой скорости света относительно только него самого. Что столь же четко доказывает правоту Ньютона.

В теории относительности утверждается, что нельзя абсолютизировать ни время, ни движение данной физической системы, оно имеет смысл только относительно другой системы, с которой мы сравниваем ее. Если есть (строго!) только две системы, то законы движения ни одной из них нельзя абсолютизировать, они только относительны друг к другу. Принцип относительности, который можно формулировать разнообразно, например, так как Эйнштейн сделал это в докладе 1911 г.: “Согласно принципу относительности законы природы не зависят от движения системы отсчета” (Эйнштейн, 1967, с. 175), не может не быть справедлив. Он был уже справедлив и у Галилея с его кораблем и у Эйлера, и если бы теория относительности ограничивалась бы указанием, что ни одну из двух движущихся систем нельзя превращать в абсолют, она была бы набором банальностей. На таком положении особенно настаивал, помнится, Ньютон в “Началах”, но тогда оно было ново и необходимо. Теория относительности усиливает рассуждения об относительности, но продолжает суждения и прорывается в область около- и световых скоростей, чем осваивает новую реальность. И только второй принцип – постоянства скорости света -- делает ее вовсе небанальной, потому что введен тот самый необходимый и достаточный абсолют, на котором настаивал и Ньютон. Только вместо ньютоновского Бога в качестве источника абсолюта у Эйнштейна есть наблюдатель, неопределенно-малое подобие Его. Абсолют не только сохранился, он стал строже, элегантнее, если можно так сказать.