Пространство и время глазами дилетанта
Шрифт:
Правда, насчёт невозможности определения скорости ведущей шестерни может возникнуть подозрение, что мы специально хитрим: ведь по условию эксперимента предполагается, что мы не имеем представления о времени и только поэтому не можем судить об изменении скорости вращения, но на самом-то деле эта скорость может и увеличиваться и уменьшаться. Да, это так. Но никакой хитрости или подтасовки здесь нет: ведь мы сами-то в обычной жизни, по факту, тоже ориентируемся на какие-то циклы, какие-то своеобразные шестерни, только далеко не всегда осознаём это. А в данном эксперименте мы для наглядности просто «отгородились» от какого-то внешнего, глобального времени (от внешних «шестерён») и чётко определили изначальную, ведущую шестерню в качестве точки отсчёта. В реальной жизни это сделать весьма
Всё это понятно, но когда же появляется эта иллюзия под названием «время»?
4
Давайте усугубим ситуацию. Представим себе механизм, состоящий из сотен, тысяч, – да что там! – из миллиардов шестерён. (Мысленный эксперимент тем и хорош, что позволяет воплощать любые фантазии.) Добавим сюда червячные передачи, передачу крутящего момента через карданный вал, ремённую передачу, – в общем, усложним механизм до немыслимой запутанности. Можно даже добавить сюда устройство, аналогичное коробке передач в автомобиле, чтоб оно иногда «перецепляло» некоторые шестерни, и тогда их относительная скорость будет меняться. Конечно, предполагается, что всё соединено безошибочно и механизм работает, как и прежде, абсолютно правильно и устойчиво. Что же изменилось принципиально?
А принципиально изменилось то, что мы теперь больше не в состоянии видеть этот механизм весь полностью, а можем видеть только его часть. А ещё мы можем перемещаться вдоль (или вокруг) этого огромного механизма, но всегда будем способны увидеть только небольшую часть его. Мы по-прежнему можем наблюдать движение шестерён, колёс и валов, сравнивать скорости их вращения относительно друг друга, но мы не знаем, где находится ведущая шестерня, задающая всё это движение-вращение. Более того, мы не видим большую часть шестерён-колёс-валов, а наблюдаем движение лишь небольшой части этого огромного механизма. И если мы переместимся от одной части механизма к другой, то как мы сможем оценить относительную скорость вращения отдельных шестерён, разделённых большими расстояниями?
Вот тут-то и появляется потребность в таком понятии, как «время». Чисто визуально мы можем оценивать скорости вращения колёс-шестерёнок лишь субъективно: какие-то шестерни в нашем восприятии будут вращаться быстро, какие-то медленно, какие-то «средне». Но это всё на данном, локальном участке механизма. А вот переместились мы ещё куда-то, снова увидели что-то локальное, а как сравнить всё это с остальными частями механизма?
А здесь нам потребуются часы. То есть устройство, в котором происходят изменения с выбранной нами стандартной скоростью. Например, песочные часы. А за стандартную скорость можно принять, например, оборот какого-то колеса механизма, которое в нашем восприятии вращается равномерно, а все другие колёса могут вращаться быстрее или медленнее относительно него. (Хорошо бы, конечно, за эталон принимать скорость ведущей шестерни, но в огромном механизме далеко не всегда можно определить, где же она находится. Вот и приходится брать за эталон колесо, которое, по нашему мнению, вращается равномерно.) Песочные часы, конечно, не самый удобный инструмент. Гораздо удобнее механизм, генерирующий какие-либо ритмические циклы, например, механические часы. Но это не принципиально. Главное здесь в том, что теперь мы можем сравнивать скорость процессов, ориентируясь на часы, а не на взаимосвязь шестерён друг с другом. И, соответственно, можем судить о скорости протекания процессов в любом локальном месте механизма без необходимости непосредственно наблюдать, что же происходит в других его частях. Ход часов для нас, в данном случае, это что-то равномерное, эталонное,
Тут есть важный момент: часы сами по себе не имеют непосредственной связи с эталонным колесом, поэтому их показания через определённое количество циклов могут не совсем соответствовать истине, и их надо корректировать, то есть синхронизировать с оборотами эталонного колеса. Казалось бы, а что тут такого? Все контрольно-измерительные приборы периодически проходят проверку (калибровку), чтоб убедиться в правильности их работы. Но здесь есть нюанс. Исправный, проверенный прибор, например, вольтметр, можно подключать к измеряемому параметру – напряжению – только в тот момент, когда нам потребуется узнать напряжение в интересующих нас точках. А всё остальное время он может спокойно лежать без дела, ничего не измеряя. Но вот часы должны работать постоянно. Их нельзя подобно вольтметру подключить в нужный момент к измеряемой величине – времени – и посмотреть показания. Часы не измеряют какой-либо объективно существующий параметр. На их показание влияет не время (которого, вообще-то и не существует), а посторонние источники энергии, например, пружина или батарейка. И часы, по факту, не являются измерительным прибором, они являются генератором циклов, по количеству которых мы можем судить о длительности рассматриваемого процесса. Например, если нам надо узнать на каком этапе находится текущий процесс смены дня и ночи (текущие сутки), то мы часы ни к чему не подключаем, а смотрим, сколько циклов они сгенерировали с моменты начала суток (с полуночи). Правда генерируемые циклы для удобства переводятся в часы и минуты, но сути это не меняет.
5
Вернёмся к нашему механизму. Тут есть нюанс: может возникнуть впечатление, что посредством часов можно обнаружить ускорение или замедление времени: ведь если эталонное колесо по непонятным нам причинам вдруг начнёт вращаться быстрее, то наши часы всё равно будут идти в прежнем темпе (они же никак не связаны ни с какими шестернями), и мы по ним определим, что время в системе ускорилось. На самом же деле это не так. В самой этой системе нет понятия «время» и понятий «ускорение» или «замедление». Здесь есть только взаимное расположение шестерён и их относительная скорость друг относительно друга. Именно относительная скорость, именно относительно друг друга, а не относительно какого-то глобального времени. То есть, здесь как-то бессмысленно говорить о каком-то глобальном ускорении-замедлении. Условное понятие «время» – это относительная, локальная величина, а если быть точным – это соотношение длительности одного эталонного циклического процесса движения с другим (измеряемым) процессом движения.
Но здесь, в нашем мысленном эксперименте, всё же как-то очень уж легко представить, что все колёсики могут закрутиться быстрее или медленнее, а это, вроде бы, и есть ускорение или замедление времени. Это верно, для выдуманного нами механизма такая интерпретация вполне подходит. Но это только если ориентироваться на какое-то внешнее, глобальное время, относительно которого наш механизм может ускориться-замедлиться. (Интуитивно мы именно на него и ориентируемся.) А этого глобального времени, как мы договорились, в данной системе нет, весь отсчёт идёт от выбранной нами эталонной шестерни. Но мы как-то невольно, по привычке движение ведущей шестерни соотносим с каким-то «глобальным» временем, а не «внутренним», по которому «живёт» вымышленный нами механизм. В реальной жизни так не получится: нельзя создать часы, которые, скажем так, «не от мира сего», чтоб они никак не зависели от общих законов мироздания. Но главное не в этом. Главное в том, что в нашем мысленном эксперименте всё упрощено до предела, все колёсики слишком примитивно связаны друг с другом, а реальная картина мира отличается от данной схемы самым радикальным образом.
Конец ознакомительного фрагмента.