Квантовый ум. Грань между физикой и психологией
Шрифт:
Рис. 23.1. Движение во времени, но не в пространстве
Движение по прямой линии, идущей вверх на рис. 23.1, представляет собой графическое объяснение того, что мы имеем в виду, говоря «время идет» или «время летит». В то время как движение в пространстве требует кинестетической способности, мы не замечаем движения во времени, если только не обладаем осознанием меняющейся атмосферы внутри нас, осознанием
Если днем, сидя неподвижно, вы закрываете глаза, то вам может казаться, как будто ваше тело движется. Это переживание движения не в обычном, а в воображаемом пространстве. Тем не менее, вы переживаете это как движение. Такого рода движение больше похоже на движение во времени. Движение во времени связано с осознанием характеристик НОР – по контрасту с движением в пространстве, чтобы замечать которое требуются только зрительные или кинестетические способности.
Движение во времени не полностью отделено от нашего кинестетического чувства. Когда вы пробуждаетесь от сна или выходите из фантазии, в отношении того, где вы были, невозможно прийти к согласию, но, судя по имеющимся у всех часам, вы двигались во времени. Время проходит. Движение во времени происходит и в ОР, и в НОР; более того, время обладает пространственными характеристиками. Иными словами, в нашем переживании процесса смешиваются такие измерения общепринятой реальности, как пространство и время, которые мы считаем отдельными. Мы можем сказать, что представления ОР о времени и пространстве интересны, но не совершенны. С ними связаны всевозможные несообразности.
Эксперимент Майкельсона-Морли
Хотя Эйнштейн жил в повседневном мире пространства и времени, он тоже интуитивно догадывался, что пространство и время не абсолютны. Они его не слишком интересовали. Вероятно, поэтому он решил назвать свою первоначальную статью «Принцип инвариантности света», а не «Относительность пространства и времени». Очевидно, относительность времен и пространств его не так впечатляла, как инвариантность, то есть постоянная природа скорости света.
Принцип инвариантности Эйнштейна утверждает, что, даже если пространство и время меняются при увеличении скорости движения, скорость света остается постоянной и не зависит от системы отсчета, в которой вы находитесь. Он пришел к этой идее, обдумывая эксперимент, который провели в 1887 г. Майкельсон и Морли.
Суть этого эксперимента можно понять, думая о двух людях, движущихся относительно друг друга. Представьте себе, что мужчина стоит на мосту, измеряя скорость света от фонаря женщины, которая идет по крыше мчащегося поезда. Мужчина на мосту – это одна система отсчета, а поезд, по крыше которого идет женщина, – вторая. Если женщина с фонарем не нагнется, проезжая под мостом, то разобьет себе голову.
Рис. 23.2 Фонарь женщины движется по направлению к мужчине на мосту
С точки зрения ОР, чем быстрее идет поезд, тем сильнее она разобьет голову, если ударится о мост. Если она идет по крыше поезда со скоростью v, а поезд движется относительно земли со скоростью V, то ее скорость относительно земли
Рис. 23.3. Женщина и ее фонарь движутся относительно мужчины со скоростью V + v
Скорость поезда и скорость женщины, идущей по крыше поезда, складываются, давая полную скорость, с которой голова женщины ударится о мост. Если бы она шла назад в то время, как поезд идет вперед, мы бы ожидали, что она меньше разобьет голову, поскольку ее скорость вычиталась бы из скорости поезда (давая в результате V– v).
Теперь подумаем о мужчине, стоящем на мосту. Он собирается измерять скорость света, идущего от ее фонаря. В данный момент, она согласилась включить свой фонарь, чтобы он мог начать измерять время, которое нужно свету, чтобы дойти до него. Представим себе, что у него есть отличные измерительные приборы, позволяющие ему измерить время от того момента, когда она должна включить фонарь, до момента, когда он увидит свет. Допустим, что она включает фонарь, когда поезд проходит мимо определенного столба. Он видит, как поезд это делает, и начинает свои измерения, а она включает свой фонарь.
Допустим, что он очень педантичен и решает сделать пару измерений. Он измеряет время и скорость света, когда она неподвижно стоит на крыше поезда, движущегося со скоростью V. И предположим, что он снова измеряет скорость света, когда она идет по крыше поезда по направлению к нему, так что ее полная скорость относительно него равна V + v. Он даже измеряет время, нужное свету, чтобы дойти до него в третий раз, когда она идет назад по крыше поезда, идущего вперед. В этот третий раз ее скорость относительно него равна V – v.
Аналогичные эксперименты, проводившиеся гораздо более тщательно Майкельсоном и Морли (которые использовали не поезд и мост, а интерферометр), показали, что, с точки зрения мужчины на мосту, измеряемая скорость света остается одной и той же, независимо от того, идет ли женщина по крыше поезда или стоит на месте.
В действительности, независимо от того, идет ли женщина по крыше поезда вперед или назад, стоит ли она на месте или прыгает, независимо от скорости поезда или скорости, с которой она идет по его крыше, мужчина на мосту всегда измеряет одну и ту же скорость света.
Мы уже видели, что скорость – это расстояние D, проходимое чем-либо за количество времени T. Если мы называем скорость света с, то с равно D, деленному на T (то есть с = D/T). Таким образом, каждый раз, когда мужчина на мосту измерял расстояние, на котором находилась от него женщина, судя по положению поезда на рельсах, и делил его на время, которое требовалось свету ее фонаря, чтобы дойти до него, он всегда получал одну и ту же скорость света. Но как скорость могла бы быть одной и той же, если бы иногда женщина и ее фонарь двигались по крыше поезда вперед, а иногда назад?