Причина времени

Аксенов Геннадий Петрович

Так произошло, когда за дело взялся изобретательный математик Эйлер и превратил ньютоновские движущиеся тела в геометрические точки. Не имея никаких собственных качеств, те движутся в абсолютном времени и пространстве, за которые принималось безграничное и бесконечное мировое вместилище, которое, правда, постепенно, по мере изучения оказалось трудно идентифицировать с покоем, и тогда физика абсолютной неподвижностью наделила среду, мировой эфир.

Опыт Майкельсона-Морли покончил с представлением о мировом эфире. Но выплеснув эту идеальную жидкость, автор теории относительности, а за нею и все мировое сообщество ученых с нею вместе выплеснули и ребенка, то есть ньютоновское представление об абсолютном, не зависимом от физических систем времени. Его предупреждение, что во внешнем мире нет времени и пространства, столь же непонятное в начале

нашего века, как и в конце семнадцатого, зачеркнули. Раз нет эфира, значит, нет выделенной системы, есть только время и пространство данной, отдельно взятой, системы. Время идет в каждой такой системе независимо от времени других систем. Но чисто логически из того, что эфира действительно нет, что его нельзя никакими опытами обнаружить, вовсе не вытекает, что и выделенной системы нет. И измерение скорости света тут же это доказало, опровергло всех ниспровергателей ньютоновской физики (хотелось бы еще раз предупредить, что в истолковании времени ее нельзя отождествлять с классической).

Установление того кардинального факта, что течение времени и свойства длин не зависят от источника света, от его собственного движения, поэтому как бы мы ни складывали скорости двух светящихся систем, скорость света остается константной, это установление означает что? Константной относительно чего? – Приходится признать: не чего, а кого – относительно наблюдателя. Константна скорость света только относительно человека с часами, измерителя времени. Вот тут Эйнштейн прав: всегда нужен кто-то, кто измеряет. Нужна процедура установления одновременности. И с какой бы собственной скоростью наблюдатель ни передвигался, скорость света относительно него всегда будет одна и та же ( в вакууме, разумеется, потому что в средах начинаются всяческие взаимодействия света с веществом). Таким образом, принцип относительности следует уточнить (чуть-чуть, но эта тонкость решающая): в реальности двух систем не бывает, это идеализация, которую не следует принимать за действительность. Законы движения тел не меняются от переноса их из одной системы в другую, если эти системы – безжизненные. Две физические системы всегда связаны между собой третьей – наблюдающим человеком, который обладает теми познавательными рычагами, которых ни в одной из этих систем нет – временем и пространством.

На этом моменте следует еще задержаться, потому что он важен для всего дальнейшего. Еще раз возьмем самый простой случай относительности: возле нас стоит человек и вдали за полкилометра стоит человек, который кажется маленьким в перспективе. Как нам решить: одного и того же он роста с нами?

Мы решаем это интуитивно, по здравому смыслу: да, того же, несмотря на то, что кажется меньше. Что означает эта интуитивность? Мы предполагаем, не обсуждая этого специально, что у нас с тем далеко стоящим человеком одна и та же абсолютная система отсчета для измерения. А это означает без всяких специальных процедур, что у нас есть общая универсальная база для измерений – абсолютное время и абсолютное пространство, с помощью которой мы оцениваем на глаз соотношения расстояний и даже пропорции тела (чтобы понять, что стоящий далеко – не стоящий вблизи ребенок, нам нужно сообразить относительные размеры его головы и туловища, ведь у ребенка голова больше относительно тела).

Но наука – враг интуитивности в таких вещах как измерения. Чувства могут обманывать, это знают все. И тогда оценка заменяется процедурой точных измерений, которую применил Гендрик Лоренц. Предполагаем, что у нас не одна, а две системы отсчета, и чтобы учесть смещение, мы пользуемся переходом от одной к другой не с бесконечной мгновенной скоростью нашей интуиции, а вполне с определенной конечной – скоростью света. Одновременность исчезла, мы увидели, что расстояние между нами – не пустяк, на его преодоление свету требуется некоторое, пусть и небольшое, время. Появилась поправка на переход, на сдвиг во времени в направлении движения, но ее можно определить только с помощью абсолюта – появившейся твердой константы, временная составляющая которой синхронизирована с нами. Если заменить в процедуре скорость света на скорость звука, например, сдвиг во времени увеличится, что все знают по опыту.

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.