Причина времени - Аксенов Геннадий Петрович (читать хорошую книгу полностью txt) 📗
Иначе говоря, универсальность времени и пространства осталась, но с небольшой поправкой для тех случаев, когда мы не уверены в интуиции. Для масс и скоростей в окрестностях нашего тела и привычного мира со сравнимыми с нами телами нам ее достаточно, мы считаем все вокруг себя одновременным и систему координат единой. Для перехода от одной системы к другой достаточно галилеевской относительности, простого сложения или вычитания времени или расстояний. Но для тел с очень большими скоростями ее уже недостаточно и мы вводим сдвиг Лоренца, отсчитывая его от нашей системы, которая остается абсолютной. Этот сдвиг происходит не на самом деле, считал Лоренц, а как прием измерения. Иначе говоря, с телами ничего не происходит даже при больших скоростях, происходит с приборами для определения этих больших скоростей.
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.
