Физика времени - Чернин Артур Давидович (читать книги полные txt) 📗
Теория должна быть логически непротиворечива. Но одной логики еще недостаточно. Нужно, чтобы теория получала дальнейшее подтверждение на опыте. Выводы теории должны находиться в согласии со всеми известными конкретными фактами, опытными данными, сведениями, почерпнутыми из наблюдений.
Теория может предлагать на проверку не один, а несколько возможных, логически мыслимых вариантов. Выбор между ними и осуществляется сопоставлением с опытом, который отсеивает все варианты, кроме одного — верного.
Античные мыслители не очень заботились о дальнейшем соотнесении выдвигаемых ими идей и теорий с реальными данными. Правда, очень непросто проверить, какой из вариантов — окружность, прямая или спираль — служит образом времени. Это настолько трудно, что правильный выбор не удается, по существу, сделать и до сих пор. Обсуждения различных мыслимых вариантов такого рода, в принципе допускаемых общими законами физики, продолжаются и сейчас. И до окончательного решения очень далеко.
А спираль, придуманная Архимедом, служит еще и образом совсем иного рода. Это наглядный символ развития знания: на каждом новом витке, на все более высоком уровне поступательное движение науки возвращается — с усилением и углублением — к тому, что было найдено, понято и изучено ранее.
В античности впервые были высказаны столь важные, основополагающие суждения о мире, что мы даже не в состоянии точно оценить сейчас их значение. Сам подход к миру, простейшие, элементарные идеи и понятия о нем, кажущиеся нам самоочевидными, были в действительности известны не всегда. То, с чего мы начинаем как с уже готового, было создано для нас в прошлом усилиями разума, воображения и воли многих людей.
Мыслители античного мира сделали первый шаг к современному научному мышлению. Они первые в своем познании мира стали пользоваться логическими рассуждениями, выводами, доказательствами. Они подарили нам геометрию — ясную и точную науку о пространстве. Они передали нам здравые и проницательные суждения о времени, особенно о его связи с движением, которые служат нам до сих пор. Они начали поиски сущности времени.
Но не могли ли в древности создать и точную науку о времени по образцу науки о пространстве? Почему бы было не взять в качестве исходных представлений простейшие, очевидные свойства времени и принять их в качестве аксиом? А дальше выводить и доказывать следствия, как геометрические теоремы...
Но это предстояло сделать много позже Галилею и Ньютону.
ГЛАВА 3
ИСТОРИЯ ЧАСОВ
В физике давно известно: чтобы что-то изучать, нужно прежде всего научиться это измерять. Точная наука начинается с точного измерения.
История измерения и счета времени, история часов, уходит своими истоками в далекое прошлое. Естественные часы природы — Солнце днем и Луна ночью; простейшие устройства, придуманные и изготовленные специально для отсчета времени, все более сложные, надежные и точные часы, которые стали появляться в Европе с XIII —XIV веков; и, наконец, совершенные приборы для измерения времени, создаваемые с середины нашего века и вобравшие в себя все достижения новейшей науки и техники, — вот основные вехи истории часов.
Переломным этапом в развитии знаний стала эпоха Возрождения, величайший переворот из всех, пережитых до того человечеством, как говорил о ней Ф. Энгельс. С этой эпохой начинается новая история, в ней берут начало науки нового времени и лежат корни дальнейшего научно-технического и промышленного развития. Историки склонны утверждать, что у истоков этого развития стоят часы — рядом с паровой машиной.
Солнечное время
Для наших далеких предков тени, отбрасываемой предметами, было достаточно, чтобы судить о времени дня. Это и были первые часы — солнечные часы. Первое сделанное человеком устройство, которое специально предназначалось для того, чтобы узнавать время, представляло собой просто вертикально поставленный брусок.
Солнечные часы, изображенные на рисунке, имеют несколько более сложное устройство. Это часы из Древнего Египта.
Их ставили утром поперечной перекладиной на восток, а после полудня — на запад. Тень перекладины падала на основание, где были нанесены черточки, отмечающие часы дня.
Солнечными часами — точнее, их указателями, стрелками — служили, собственно, и знаменитые обелиски Древнего Египта. Они отбрасывали длинные, четкие тени, по которым можно было указать время с точностью до нескольких минут или еще точнее. Нужно было только тщательно разметить, проградуировать «циферблат» — площадь вокруг обелиска.
Один из египетских обелисков, вывезенный в качестве военного трофея, был установлен императором Августом на Марсовом поле в Риме и тоже использовался как указатель солнечных часов.
В 1430 году в Самарканде великий астроном Улугбек построил грандиозные солнечные часы с указателем высотой до 50 метров.
Бывало, что делали и разные причудливые и забавные солнечные часы. Например, известны солнечные часы с линзой и пушкой: увеличительное стекло собирало солнечные лучи в точку и в определенный момент — например, в полдень — поджигало запал пушки. Пушка стреляла, возвещая время всем в округе.
Выстрел «полуденной пушки» можно и сейчас слышать в Ленинграде. Он раздается со стен Петропавловской крепости по сигналу точного времени, передаваемому из Института метрологии им. Д. И. Менделеева.
Солнечные часы сослужили службу ленинградцам во время блокады города в минувшей войне. Когда почти все городские часы вышли из строя, на углу Большого проспекта и 9-й линии Васильевского острова поставили деревянные солнечные часы. А самые новые солнечные часы появились в Ленинграде в 1971 году. Они украшают установленный у Синего моста водомерный обелиск, указывающий уровень воды в Неве и других реках города.
Пользуясь солнечными часами, нужно учитывать, что они показывают астрономическое, солнечное время. Принятое у нас «декретное» время опережает солнечное на час. А летом, когда действует «летнее время», нужно прибавлять еще один час.
«Время истекло»
У солнечных часов имеется очевидное неудобство — они плохо служат в пасмурный день и совсем не годятся ночью. На этот случай у древних были еще и водяные часы. Их находят на раскопках в долине Нила, на территории древних государств Месопотамии и Иудеи, в Китае, Греции. Возраст некоторых находок исчисляется тремя тысячами лет.
У греков водяные часы назывались клепсидрами. Клепсидра, что буквально означает похитительница воды, — это сосуд обычно в виде усеченного конуса, из которого вода медленно вытекала сквозь узкую трубку. Уровень воды в этом сосуде или в другом сосуде, куда вода выливалась из клепсидры, указывал время и днем, и ночью.
В III веке до нашей эры врачи в Александрии научились считать пульс при помощи клепсидры. Тем самым удалось сделать доступными измерению промежутки времени, равные примерно 1 секунде.
Выражения «ваше время истекло», «напрасно лить воду» и т. п., пришедшие к нам из жизни Древнего Рима, постоянно употреблялись в те времена в суде или на общественных собраниях, где за соблюдением регламента следили по водяным часам.
