Пространство и время глазами дилетанта [Сергей Сергеевич Сергеев] (fb2) читать онлайн

Сергей Сергеев Пространство и время глазами дилетанта

Вместо предисловия

1

Заглавие этой книги наверняка многих озадачит: зачем писать какие-то умозаключения по теме, в которой автор, по его же признанию, дилетант. Тем не менее, ничего странного здесь нет: сама по себе тема пространства и времени настолько специфична, что зачастую не понятно, чьи же рассуждения более аргументированы – профессионала или дилетанта. Странно? На первый взгляд, да, странно. Но дело в том, что в вопросах на эту тему до сих пор нет единого мнения даже среди самых маститых профессионалов. И в этом не было бы ничего странного, если бы не одно существенное но: здесь очень уж часто сами по себе разногласия кроются не в каких-то заумных нюансах, а в самых изначальных, исходных утверждениях.

И что с того? – спросит искушённый читатель, – мало ли всяких-разных тем, где спорно буквально всё, включая самые, казалось бы, бесспорные постулаты. Отвечаю: мало. По крайней мере, такого изобилия спорных утверждений, где маститые учёные высказывают противоположные мнения (причём, зачастую, весьма эмоционально) по поводу изначальных положений, вряд ли ещё где можно встретить. Да, в это трудно поверить, но в данной теме до сих пор нет бесспорных определений даже для базовых понятий, отправных точек, на которых всё строится.

И снова тот же вопрос: ну, а причём здесь, всё-таки, дилетантский взгляд на эти проблемы? Разве может дилетант – пусть даже самый продвинутый из всех дилетантов – как-то помочь решению возникающих споров? Как бы это ни показалось странным, но, похоже, именно здесь, именно в вопросах понятий и особенностей времени-пространства мнения дилетантов могут иметь весьма важное значение.

Только не торопитесь забрасывать меня тапками, это мнение возникло не на пустом месте. Поясняю.

После каждой статьи или видео в интернете, где маститый учёный или просто какой-нибудь «не дилетант» в популярной форме объясняет, что же такое пространство-время, а также суть постулатов теории относительности, всегда есть множество комментариев, где спрятанные за причудливыми никами дилетанты делятся впечатлениями и высказывают свои мнения по рассмотренным вопросам. И вот что интересно, – очень часто эти комментарии ценнее самой статьи или видеоролика. Да, именно так всё и обстоит, – в статьях-роликах «не дилетантов», практически всегда очень скупо говорится о сути понятия «время» или «пространство», но зато очень красочно и подробно описывается, как эти непонятные сущности могут ускоряться, замедляться, искривляться и т.д. И эти вот скупые объяснения базовых понятий вызывают массу вопросов, на которые ответов не даётся. А что дилетанты? А дилетанты в комментариях, как правило, заостряют внимание именно на этих вопросах, на которые авторы обсуждаемого материала ответа не дают, – а что вообще представляет собой время? А что такое пространство? Вернее, с пространством-то всё более-менее понятно, но вот время это самая загадочная загадка.

Конечно, было бы несправедливым утверждать, что маститые специалисты, которые совсем-совсем «не дилетанты», не рассматривают этот вопрос. Естественно, рассматривают. И даже дают на него ответ, но не единый. Пока что общепринятого определения понятия «время» нет.

И опять тот же вопрос – а причём здесь, всё же, дилетанты? Они что, могут ответить, дать чёткое определение, объяснить непонятное и т.д.? Разумеется, нет. И целью всего написанного здесь является вовсе не какое-то возвеличивание дилетантов и разоблачение «не дилетантов», а попытка обратить внимание на одно простое явление, до сих пор незаслуженно игнорируемое, – на то, что в комментариях дилетантов нередко встречаются очень любопытные мысли и вполне логичные рассуждения, на которые так скупы «не дилетанты». И очень жаль, что все эти идеи и мысли, фактически теряются на просторах интернета, не получая широкого обсуждения.

2

Всё, что далее написано, представляет собой не что иное, как своего рода обобщение и объединение различных идей и мыслей самых разных безвестных авторов комментариев, разбросанных на ресурсах интернета. Разумеется, они не бесспорны, и никоим образом не являются чем-то научным, но для кого-то могут представлять интерес. В конце концов, очень уж не хочется, чтобы эти мысли и идеи просто, как говорится, канули в Лету.

И ещё. Почему-то многие комментаторы, дающие очень разумные и интересные комментарии, совершенно не заботятся о правильности формулировок фраз, и даже допускают грубые орфографические ошибки. Ценность комментария от этого, конечно, не уменьшается, но процитировать его дословно как-то рука не поднимается: это же такой козырь в руки противников! Сразу шум поднимется, что вот какие безграмотные граждане взялись опровергать великую теорию. Поэтому здесь будет приведено мало дословных комментариев, здесь, в основном, будет выражена сама их суть. Причём, без ссылок. С этим тоже проблема: на кого ссылаться-то? На какой-то безликий ник, который, зачастую, выглядит абсолютно бессмысленно, например, «А0dZ»? Из каких соображений берутся такие ники, для меня загадка. Опять же, как узнать, кто прячется за этим ником, на кого ссылаться?

И, наконец, надо сделать важную оговорку. Лично я, пишущий эти строки, никоим образом не претендую на авторство высказанных здесь идей. Всё здесь написанное это просто вольный пересказ понравившихся мне мыслей, концепций и вообще всяких воззрений, которые хоть как-то, пусть даже, зачастую, уродливо, но всё же объясняют возникающие вопросы и дают пищу для размышлений.

Понятийное определение времени. В чём проблема?

1

Попытки дать определение понятию «время» делались буквально с самых первых шагов познания человеком мира. У Аристотеля есть целая философия по определению пространства и времени, но чёткой формулировки этих понятий нет. Можно процитировать такое его высказывание: «Среди неизвестного в окружающей нас природе самым неизвестным является время, ибо никто не знает, что такое время и как им управлять». Как это ни странно, до сих пор к такому определению добавить, по существу, нечего, сколько-нибудь вразумительного определения времени не существует.

Особенность понятия «время», прежде всего, в том, что оно интуитивно как бы понятно, мы все в повседневной жизни свободно пользуемся им, и оно не вызывает неясностей. И для его определения вроде бы нет никаких препятствий, надо просто немного подумать, немного поиграться с формулировками, и всё, вполне внятное определение готово. Но не тут-то было.

Когда-то, ещё в V веке до н.э., христианский теолог и церковный деятель Августин Блаженный рассуждал: «Что такое время? Если никто меня об этом не спрашивает, я знаю что такое время; если бы я захотел объяснить спрашивающему – нет, не знаю».

Это высказывание актуально и сейчас. У каждого из нас есть врождённые представления о том, что такое время. И даже кажется, что всё здесь просто. Но это длится лишь до того момента, пока не попытаешься дать точное определение.

В чём же тут проблема?

2

Если совсем просто, то проблем, как минимум, две. Первая – это неясность, существует ли время как самостоятельное природное явление или это просто порождение нашего воображения, как, например, понятия «линия горизонта», «небосвод» или пресловутая «дырка от бублика». Вторая – любая попытка определения времени упирается в то, что время получается определять только через само же время. Попробуем рассмотреть подробнее.

Возьмём определение из разных словарей. Например, такое определение: «Время – форма протекания физических и психических процессов, условие возможности изменения».

Или такое: «Время – это необратимое течение, протекающее лишь в одном направлении – из прошлого через настоящее в будущее».

Но, что это за «форма протекания … процессов, условие возможности изменения…»? Разве это определение времени? Сами эти понятия – «протекание», «процесс», «изменение», – они как бы содержат в себе понятие «время» и определяются через него. Действительно, никакую «форму протекания» чего бы то ни было, невозможно представить себе в статике, без течения времени. Точно так же понятие «процесс» просто подразумевает, что что-то изменяется, то есть, в какой-то момент времени было вот так, а в другой момент времени стало-по-другому. Как ни изощряйся, но когда мы говорим о любом изменении («процесс», «течение», «развитие», «смена этапов» и т.д.), то подразумеваем время. Все процессы, все изменения обязательно происходят во времени. О каком бы изменении мы ни говорили, всегда подразумевается то, о чём мы сказали чуть выше, – в какой-то момент времени было так-то, а в другой момент времени вот так-то. Без времени невозможно представить себе никакое изменение. Но и представить себе время без происходящих изменений невозможно. Получается, что время определяется через какие-либо изменения, а изменения через время. Масло масляное.

3

Тем не менее, если проанализировать попытки дилетантов дать определение времени, то хоть какое-то просветление в мозгах наступает. По крайней мере, появляется какая-то информация для размышления. Вернёмся к этому вопросу позже, а пока рассмотрим другую проблему.

Что не так с теорией относительности

1

Сразу же оговоримся, что выявлять всяческие «не так», содержащиеся непосредственно в самой теории относительности, мы не будем. Это дело учёных, а не дилетантов. Мы будем разбираться с базовыми понятиями, на которых строится эта теория. Точнее – о странностях в объяснении этих базовых понятий. Ещё точнее – о практически полном отсутствии сколько-нибудь внятных объяснений, но, при этом, использовании этих понятий как чего-то уже ясного, имеющего где-то готовые чёткие формулировки.

Вообще, надо заметить, очень многие учёные с мировым именем не признают теорию относительности. Не признавали с самого начала и сейчас не признают. (Не будем вдаваться в подробности, любой желающий может погуглить в интернете и увидеть весьма солидный список уважаемых учёных, не признающих эту теорию.) Как-то странно это: теория «шумная», каждый школьник о ней слышал, и что? Она ошибочна? Но тогда эти самые учёные должны бы, по идее, просто опубликовать опровержение, указать на имеющиеся нестыковки и противоречия, и всё. В чём же дело? Никто не решается опровергнуть великого Эйнштейна? Нет, так сказать нельзя. Публикации с опровержениями его теории есть, достаточно забить в поисковике соответствующий запрос и самых разных публикаций вывалится в огромном количестве. Тогда что, эти опровержения несостоятельны? А кто ж их знает! Состоятельны, не состоятельны, – об этом не нам судить, такие вещи могут обсуждать только специалисты. Мы в эту тему влезать не будем, ведь мы же условились, что будем рассматривать всё с точки зрения дилетанта. И даже не «всё», не саму эту теорию, а непонятные моменты в базовых понятиях, отправных точках, на которых она построена.

И вот в этом моменте мы сталкиваемся с главной странностью. Дело в том, что учёные, признающие истинность теории относительности, не могут не понимать базовых, основополагающих понятий. По логике вещей, даже самый заурядный учёный, не сделавший никакого сколько-нибудь заметного вклада в науку, это всё равно учёный. Трудно представить, что он, разбираясь в какой-то теории, признавая её логичность и обоснованность, не удосужился разобраться в её основополагающих положениях. А несогласие с какими-то выводами, если таковые имеются, должны быть где-то в высших сферах, недоступных пониманию дилетантов. Ну, а если учёный чётко представляет себе исходные понятия теории, то для него не должно быть проблематичным чётко объяснить эти понятия доступным всем языком.

Известный британский физик Эрнест Резерфорд когда-то сказал: «Если учёный не может объяснить уборщице, которая убирается у него в лаборатории, смысл своей работы, то он сам не понимает, что он делает». Да и сам Альберт Эйнштейн изрёк нечто подобное: «Если вы не можете объяснить это простыми словами, вы не до конца это понимаете». Надо полагать, что если объяснять не саму теорию, а лишь её базовые понятия, то дело многократно упрощается.

А что мы видим в реалиях? Где эти объяснения, понятные любой уборщице? Если они и есть, то наверняка глубоко засекречены. А в свободном доступе сплошь какая-то чушь. Да, именно так, это не преувеличение. Причём, зачастую, не просто чушь, а дикая чушь, больше похожая на издевательство, а не на объяснение. И именно это вызывает праведный гнев у комментаторов (их мы условно назвали дилетантами). О таких объяснениях и пойдёт речь дальше. Впрочем, почему, собственно, «о таких»? Других в свободном доступе попросту нет.

2

Сначала вспомним старый анекдот про учёных, которые объявили об открытии нового вида крокодила, длина которого от носа до хвоста три метра, а от хвоста до носа три метра двадцать сантиметров. На вопрос «Как такое может быть?», они бойко отвечают: «Сами удивляемся!».

С анекдотами всё ясно: все они намеренно составляются так, чтобы внешне нормальные диалоги или рассуждения были по своей сути абсурдными. Но почему именно так ведут себя «просветители», объясняющие азы теории относительности? Почему они, по сути, следуют той же логике, что и учёные из приведённого выше анекдота? Но это не самое странное. Самым странным и даже необъяснимым является тот интересный факт, что эти учёные, объясняя базовые понятия теории относительности в популярных статьях, книгах или видеороликах, постоянно «увиливают» от острых вопросов, а иногда просто «жульничают», подгоняя свои выкладки под нужные выводы. Полное впечатление того, что они сами не верят в то, что говорят, но по каким-то причинам хотят доказать, что верят и не видят здесь противоречий. Кто-то наверняка скажет, что это не так, это поклёп на доблестных учёных или, по крайней мере, грубая натяжка. Нет, это не поклёп и не натяжка, всё именно так и есть. Ниже, при анализе популярных роликов и книг мы будем заострять внимание на таких моментах. Да что там «заострять»! Такие «моменты» невозможно не заметить. Да и не «моменты» это вовсе, а практически «генеральная линия» подобных объяснений. В общем, ниже, когда будем анализировать статьи и видеоролики, увидим, какие изощрения применяют эти «просветители», чтобы как-то обойти положения, противоречащие здравому смыслу. И это, повторим, не единичный случай, не «заскок» какого-то нерадивого блогера, а общая черта всех «просветителей». Зачем им это надо? Нет ответа.

Давайте пока бегло рассмотрим некоторые постулаты, явно противоречащие здравому смыслу, а потом на некоторых из них остановимся подробнее.

Первое – это, конечно, скорость света. В вакууме она постоянна и составляет около 300000 километров в секунду. Это понятно. Но эта скорость ещё и абсолютна (!), то есть, она постоянна относительно любой инерциальной системы отсчёта и относится к фундаментальным физическим постоянным.

Как такое может быть? Со школьных лет мы знаем, что скорость это не какое-то свойство объекта, это изменение его положения в пространстве относительно чего-то условно неподвижного за единицу времени. Каждому известен классический пример про движущийся вагон, по которому идёт человек. Относительно вагона у него скорость такая-то, относительно земли такая-то… Но как можно представить, чтоб относительно любой системы отсчёта скорость была постоянной? А никак. Просто есть известный опыт Майкельсона – Морли (описывать его не будем, чтоб не загромождать изложение, этот опыт известен практически всем, при желании можно посмотреть его описание в интернете), и на основании его результатов пришли к такому выводу. Измерили длину крокодила от носа до хвоста, потом от хвоста до носа и зафиксировали результат. Но в анекдоте учёные хотя бы признались, что они удивляются полученным результатам, а вот сторонники теории относительности (так называемые релятивисты) не только не удивляются, но пошли ещё дальше. Оказывается, и масса, и время привязаны к скорости света. К скорости! То есть, к тому, что существует лишь в нашем воображении, а не в реалиях. (К этому вопросу мы ещё вернёмся.)

3

И что же получается? Вот летит мимо меня птичка с постоянной скоростью, но я вправе считать, что она неподвижна, а это я лечу мимо неё с такой же скоростью, только в противоположном направлении. Специальная теория относительности (СТО) это не запрещает, и даже заостряет внимание на подобных моментах. А вдруг эта птичка полетит мимо меня с околосветовой скоростью, тогда её масса должна увеличиться вплоть до бесконечности. Так утверждает теория относительности. А если я представлю, что это я лечу мимо неё, то что, масса должна увеличиться у меня? Ну да, птички не летают с такой скоростью, но вот где-то в просторах космоса наверняка найдётся объект, который в данный момент движется если не с околосветовой, то с очень-очень высокой скоростью, которая должна заметно повлиять на массу. То есть, на массу этого объекта или, если я буду считать себя движущимся, то на мою массу. А ещё где-то в другом месте космоса может быть другой объект, движущийся с ещё большей скоростью, и он повлияет на мою массу ещё сильнее. Интересно, конечно, но… Ерунда какая-то.

Но, пожалуй, самые интересные умозаключения теории относительности кроются в допущениях относительно такого понятия как «время».

Во-первых, сам Эйнштейн почему-то не озаботился вопросом определения понятия «время», а сразу стал использовать его для своих мысленных экспериментов и различных выводов. Отнёсся к этому как к чему-то понятному и общеизвестному. И его последователи тоже не особо заморачиваются вопросом определения этого важного понятия, а просто манипулируют им самым причудливым образом, не считая нужным объяснить множество возникающих противоречий и нестыковок.

Во-вторых, опять вылезает этот странный замер крокодила из анекдота, когда от носа до хвоста длина одна, а от хвоста до носа другая. Что такое быстрее-медленнее? Если автомобиль ехал со скоростью 50 км/час, а потом стал ехать со скоростью 100 км/час, то это, естественно, «быстрее», то есть за определённый промежуток времени он стал преодолевать большее расстояние, чем за тот же период времени при скорости 50 км/час. Это ускорение локального процесса. Но ведь понятия «быстрее» или «медленнее» имеют смысл только в сравнении с чем-то. Предполагается, что есть что-то равномерно текущее (движущееся, меняющееся), и относительно него рассматривается величина скорости того или иного объекта или процесса. И это «равномерно текущее» в нашем представлении и есть время, своеобразный эталон равномерности движения. Скорость 50 км/час, 100 км/час, – это количественное выражение изменений, произошедших за определённый «кусочек» этого равномерно протекающего, того, что мы обозначаем термином «время». А если предположить, что само время вдруг «потекло» быстрее, то это «быстрее» надо рассматривать относительно чего «равномерно текущего»? За один час пройдёт два часа? Даже сформулировать такое затруднительно.

Попробуем ещё раз. Ускорение или замедление это изменение чего бы то ни было во времени таким образом, что за один и тот же промежуток времени стало происходить больше или меньше изменений. Ускорение локального процесса это понятно: за один и тот же отрезок времени становится больше изменений. Ускорение времени это… За один и тот же отрезок времени стало проходить больше времени? Как вообще вразумительно сформулировать смысл такого вот странного ускорения? Ну, или замедления? Заострим внимание: не ускорение или замедление какого-то локального процесса, а ускорение-замедление времени вообще. Это что-то такое, над чем не следует ломать голову, а принимать всё как данность. По крайней мере, сторонники теории относительности именно так и поступают: просто приняли, что время может ускоряться и замедляться, а подробности им не интересны.

Ну, не применима к понятию «время» характеристика «скорость». Само это понятие придумано как что-то равномерное, относительно чего можно говорить об ускорении-замедлении-длительности процессов. Это как понятие «килограмм», которое само по себе не может быть тяжелее или легче килограмма. Меняться может вес, но не единица его измерения. Если килограммовую гирю отвезти на Луну, то она там будет весить в шесть раз меньше, чем на Земле, но это будет лишь изменение веса гири, но никак не изменение веса килограмма как единицы измерения. Не может быть никакого килограмма «потяжелее» или «полегче». То же самое и с временем. Не может быть, чтоб один час был подлиннее или покороче одного часа. Да и само понятие «время» относится к системе основных физических величин, то есть величин, условно выбранных в качестве независимых так, что никакая основная величина не может быть выражена через другие основные величины. Килограмм всегда килограмм. Час всегда час. Неужели учёные-релятивисты не слышали о таких «тонкостях»? Пока оставим эти вопросы, поговорим о них позже.

4

Ну, хорошо, допустим, что мы просто чего-то не понимаем, и время, всё-таки, может идти быстрее или медленнее. Но тогда возникает естественный вопрос: в каких единицах измеряется скорость течения времени? Ещё раз вспомним, что понятие «скорость» определяется, условно говоря, как количество каких-либо изменений за единицу времени. Например, скорость автомобиля измеряется количеством километров, пройденных им за час, – км/час. Скорость хода корабля измеряется в узлах, то есть, в количестве морских миль (1852 м) в час. Иногда даже при оценке работы предприятия используется термин «скорость». Например, предприятие выпускает такую-то продукцию со скоростью столько-то единиц (продукции) в год. Но в любом случае понятие «скорость» всегда подразумевает столько-то чего бы то ни было, произошедшего за единицу времени. А измерять скорость времени надо в каких единицах? Чего должно происходить за одну единицу времени? Столько-то часов за час? Или как?

Но, повторим, подобные вопросы релятивистам почему-то совершенно не интересны. Зато запросто можно встретить фразы типа: «Научно доказано, что время замедляется, когда мы начинаем двигаться. Чем быстрее движение, тем больше замедление». И далее красочно расписываются всякие эффекты от замедления. То есть, объяснение предельно ясное – «научно доказано». Всё, вопросы излишни.

Как мы уже упомянули, сам Эйнштейн даже не попытался дать определение понятию «время». Но это не всё. Он, как это ни странно, не озаботился дать определение и такому основополагающему понятию, как «пространство», ограничившись лишь общими, не очень внятными фразами. Но ведь словосочетание «пространство и время» известно всем со школьных лет. Кажется, что здесь всё должно быть «обсосано» до мельчайшей косточки. На деле всё обстоит с точностью до наоборот. Вернее, о пространстве и времени говорится много и охотно, но как-то зацикленно на одном и том же, – на том, что пространство и время представляют собой единое четырёхмерное пространство. И всё бы ничего, но и здесь почему-то никто из объясняющих не считает нужным ответить на очень важные вопросы.

Само по себе понятие четырёх-, как и вообще N-мерного пространства, не ново, оно известно из математики. Но там всё понятно: если к трём осям трёхмерного пространства приделать ещё одну ось, перпендикулярную ко всем остальным трём осям, то получится четырёхмерное пространство. Понятное дело, мы не можем представить себе такое пространство, оно является математической абстракцией. Мы можем воспринимать только проекции объектов этого четырёхмерного пространства на наш трёхмерный мир (и то только в случае, если четырёхмерное пространство реально существует). При всей необычности понятия «четырёхмерное пространство», в математике оно определяется чёткими логическими построениями, совершенно не противоречащими здравому смыслу.

А что в теории относительности? Там четырёхмерное пространство особенное: три оси, как и положено, имеют обычную, «пространственную» размерность, а четвёртая ось это время. И всё это «единое пространство»! Но ведь время не представляет собой такой же вектор, каким является любой вектор в пространстве, и уж никак не может быть перпендикулярным другим осям. В «обычном» пространстве события могут происходить в любой точке. Но никак не в любой точке оси времени. События могут происходить только в настоящее время, но никак не в прошлом и не в будущем. Да и как-то странно говорить о каком-то едином пространстве, если по осям откладываются разные единицы измерения. Как съехидничал участник одного из форумов, «три барана и восемь метров представляют собой единое пространство». А ведь это пространство-время, согласно теории относительности, может ещё и искривляться, под воздействием гравитации, которой, согласно той же теории относительности, не существует. Но об этом несколько позже.

5

Говоря о пространстве, которое, как и время, полностью понятно пока не пытаешься дать ему определение, невольно задаёшься вопросом: а существует ли оно как физическая сущность, или это плод нашего воображения? Вообще-то здесь, в отличие от понятия «время», неясностей меньше. Если совсем упрощённо, то пространство это пустота, заполненная материальными объектами. Модель пространства – комната заполненная мебелью, между которой нет ничего. Ну, в комнате-то есть воздух, а если взять космос, то там есть планеты, между которыми воздуха нет. Правда, никак нельзя сказать, что там нет вообще ничего. Учёные утверждают, что даже в глубоком вакууме ежесекундно возникают и сразу же исчезают бесчисленное множество каких-то частиц. А ещё везде есть различные поля и излучения. Тем не менее, если не вдаваться в подробности, пространство можно представить как «ничего», заполненное материальными объектами. Да и сами эти материальные объекты тоже представляют собой часть общего пространства, только это не пустота, а… В общем, с пространством ясно. В любом случае это пустота, которую заполняет наш трёхмерный мир своими материальными сущностями.

Давайте пока определим и пространство, и время аналогично определению понятия «погода». Самой этой сущности не существует, этим термином мы условно обозначаем совокупность различных атмосферных явлений – дождь, снег, ветер, температура воздуха, атмосферное давление и т.п. Если убрать всё это, то есть, все параметры, характеризующие погоду, то и разговор о самой погоде теряет всякий смысл. И уж совсем абсурдно утверждать, что погода может искривляться или замедляться. Ровно то же самое и с пространством: если убрать всё, что составляет пространство, то и само это понятие теряет смысл. С понятием «время» всё практически так же, но здесь есть некоторые нюансы, несколько ниже мы приведём другую аналогию. Сейчас пока просто запомним, что ни времени, ни пространства как материальных сущностей не существует, это просто иллюзия, порождаемая нашим воображением. Скорее, даже не иллюзия, а условность, очень удобная для ориентировки в нашем вполне реальном мире. Эта мысль не новая, но и не бесспорная. По крайней мере, единого мнения по этому поводу нет.

И всё бы ничего, но теория относительности и здесь без каких-либо внятных объяснений сущности пространства сразу переходит к объяснению его интересных свойств. Главное свойство пространства это, конечно, его искривление вблизи массивных тел. Не уплотнение-разряжение, а именно искривление. А что это вообще такое – искривление пространства? Искривление какого-то физического объекта в пространстве это понятно. Но как представить себе искривление самого пространства, искривление этого «ничего»? Должно же быть представление прямой линии в пространстве, относительно которой искривляется всё пространство, Но с искривлением пространства искривится и прямая линия, как в этом случае судить об искривлении? Относительно чего оно искривляется? И вообще, если что-то может искривляться, то оно существует как материальная сущность. А разве были какие-то опыты по обнаружению пространства и объяснению его материальной сущности? Нет ответа.

6

А что нам говорят многочисленные популярные ролики и статьи о самом пространстве и таком его свойстве, как искривление вблизи массивных объектов? О самом пространстве ничего не говорят и ничего не объясняют, но вот о его искривлении говорят много, и охотно дают наглядные объяснения. Самым стандартным (и почти единственным) наглядным объяснением является следующее. Показана какая-либо упругая поверхность (это может быть как мультипликация, так и реальный макет) с нанесённой на неё сеткой, и на эту поверхность кладётся какой-нибудь груз в виде шара. Поверхность, как и положено, прогибается под тяжестью груза, что очень хорошо видно по искривлению нанесённой на неё сетки. Нам объясняют, что таким образом массивное тело искривляет пространство.

Всё хорошо, но пространство это же не плоскость, это что-то трёхмерное. Да и само это массивное тело прогнуло поверхность под воздействием притяжения Земли, а как пространство-то прогибается? Извините, искривляется. Обычно такие подробности просто игнорируются. Но иногда в мультиках показывают что-то трёхмерное, в виде линий, точнее, в виде объёмной сетки, внутри которой, опять же, массивный шар, который искривляет линии сетки. Всё, конечно, очень наглядно, но что это за линии внутри пространства? Понятно, что это какая-то условность, но какая?

Вообще-то, условно изображать что-то линиями в пространстве, это, конечно, удобно и не ново. Например, для условного изображения электрического поля рисуют линии, в каждой точке которых касательная совпадает с вектором напряжённости поля. Но здесь есть чёткое определение таким линиям и чёткое понимание, что же они условно изображают. Причём, изображают очень наглядно и удобно для понимания сути явления. Точно так же, меридианы, параллели, геодезические линии хоть и не существуют в реалиях, но они условно привязаны к чему-то физически существующему, и очень сильно помогают определять местоположения в мире любого объекта, и вообще, ориентироваться на местности. Но что представляют собой линии, которыми условно изображают пространство? А ничего не представляют. Они нужны лишь для того, чтобы на картинке показать что-то искривлённое вблизи массивных тел. Но что это за сущность, которая искривляется массивными телами, и как она вообще может искривляться, почему-то не объясняется. Это просто пространство. Всё.

Но даже не это самое интересное. При показе плоскости, продавленной грузом, демонстрируют ещё маленький шарик, который запускают по этой продавленной поверхности, и – о, чудо! Он скатывается в ямку к массивному телу! Неискушённый зритель не поймёт, в чём здесь чудо: ну, эка невидаль – шарик в ямку скатился. Но нам объясняют глубинный смысл этого действа: оказывается, это шарик летел в пространстве (напомним, упругая прогнутая поверхность схематично изображает пространство, искривлённое массивным телом), летел прямолинейно, но так как вблизи массивного тела пространство искривлено, то он по этой кривизне прилетел к массивному телу. Вывод: гравитации не существует, просто все тела, пролетая вблизи массивного тела, следуют кривизне пространства, вносимой этим телом, и летят прямо к нему, как мотылёк к огню.

Объяснение, конечно, оригинальное. Но, как и всегда, здесь игнорируется несколько естественным образом возникающих вопросов.

Во-первых, как отмечалось выше, как-то не очень получается представить пространство в виде плоскости. Ну, разве что, представить, что массивное тело со всех сторон облеплено этими плоскостями, которые, в пределе, образуют пространство. Не получится: ведь массивное тело, делая одну поверхность вогнутой, другую поверхность, с противоположной стороны, сделает выпуклой. В пространстве можно представить только какие-то уплотнения-разряжения, а вот такие искривления как-то не представляются. Ну, да ладно.

Но ведь шарик-то катится в ямку под воздействием земного притяжения. Если бы не было гравитации, то он, по логике вещей, должен бы просто искривить свою траекторию, пролететь рядом с массивным телом и полететь дальше. Попробуем по-другому. Допустим, шарик катится по горизонтальному жёлобу (именно по горизонтальному, чтоб земное притяжение не влияло на траекторию его движения), но не прямому, а искривлённому в горизонтальной плоскости. Шарик, естественно, при движении будет повторять все искривления жёлоба. Но лишь при одном условии: если он движется. А если шарик просто положить на любом искривлении, даже самом крутом, то он будет лежать неподвижно, Искривления жёлоба сами по себе не будут никуда его притягивать. А почему же по искривлённому пространству шарик должен скатиться к массивному телу? Напомним, в данном объяснении предполагается, что гравитации не существует, и шарик летит к массивному телу только из-за кривизны пространства.

Теперь допустим, что я подбрасываю шарик и, следуя своим дремучим представлениям о гравитации, ожидаю, что он полетит сначала с замедлением вверх, потом, с ускорением вниз. Он так и летит. Всё логично. А если представить, что гравитации нет, то получается, что шарик ведёт себя нелогично. Действительно, зачем он замедляется? Ну, хорошо, допустим, что это я со своим прямолинейным трёхмерным воображением не могу воспринять кривизну пространства и мне только кажется, что он летит по прямой, а на самом деле по кривой, и его замедление мне лишь кажется из-за того, что я кривую траекторию проецирую в своём восприятии на прямую. Но зачем он назад-то возвращается? Какая сила на него действует, если гравитации нет? Вспомним шарик, катящийся по искривлённому жёлобу. Если в начале жёлоба его толкнуть, то он покатится, повторяя все изгибы жёлоба и когда-нибудь просто остановится. Он же не будет возвращаться назад из-за того, что жёлоб искривлённый, а не прямой. Правда, тут можно схитрить: жёлоб закольцевать и тогда шарик вернётся в исходную точку. Но, во-первых, он при возвращении не будет ускоряться, а во-вторых, предполагается, что массивное тело не закольцовывает на себя пространство, а просто искривляет его. Ну, просто пролегала в пространстве условная прямая линия, проходящая мимо массивного тела, и она при этом «прогнулась» в сторону этого тела, или, если близко, «воткнулась» в него. Если я подброшу шарик, то он должен полететь по этой искривлённой линии как по искривлённому жёлобу. Но какая сила заставляет его вернуться назад, если гравитации нет? А если я просто приподниму шарик и отпущу его, то почему он падает, а не остаётся на месте, как шарик на искривлённом жёлобе, когда его не толкают, а просто положат? Как тут кривизна пространства заставляет шарик двигаться, да ещё и с ускорением?

Интересно, а как искусственные спутники Земли летают в искривлённом Землёй пространстве? Если допустить наличие гравитации, то всё понятно: спутник находится в свободном падении, но при этом движется вперёд и не может упасть, потому что Земля круглая и ему постоянно приходится падать как бы заново. А как объяснить его траекторию искривлением пространства? Что, вокруг Земли как массивного тела пространство искривлено таким образом, что существуют замкнутые линии, по которым спутнику приходится двигаться? А если он попадёт на линию, которая «вонзается» в массивное тело (Землю), то он, как тот шарик, тоже должен притянуться к Земле? Тут возникает много вопросов, на которые релятивисты не дают ответа, Не будем на этом останавливаться.

7

Давайте лучше попробуем проанализировать рассуждения дилетантов, то есть, комментаторов на различных форумах. Вот они-то не игнорируют никакие вопросы, а напротив, заостряют внимание на самых разных нюансах. А самое главное – пытаются найти ответы. Ответы получаются не всегда убедительными, но нередко очень интересными.

Поговорим о времени.

Кое-что о времени

1

Давайте снова вернёмся к понятию «время». Что же это такое?

Сразу же оговоримся, что сейчас не будет никакой попытки дать чёткое и исчерпывающее определение этому загадочному понятию, просто будут высказаны некоторые размышления на данную тему, чтобы хоть как-то определиться, что же мы имеем в виду, употребляя означенный термин.

Нас окружает огромное множество процессов, привязанных к определённым циклам. Наиболее значимый цикл для жизни это, очевидно, годовой цикл. Один оборот Земли вокруг Солнца. Смена времён года. Ну, и, конечно, оборот Земли вокруг своей оси. Смена дня и ночи.

Обратим внимание на некоторые очевидные вещи. Зима наступает вовсе не оттого, что «настало время» и сработал какой-то механизм, а оттого, что Земля заняла определённую позицию по отношению к Солнцу. Процесс чисто физический, по сути, не имеющий привязки к времени как к какой-то материальной сущности. Просто сошлись определённые условия, порождённые различными процессами, – и началась зима. Точно так же с началом весны снег начинает таять вовсе не по причине, что какие-то часы показали время окончания зимы и начала весны, а потому что условия так сложились. И травка весной начинает зеленеть вовсе не потому, что у этой травки есть какие-то внутренние часы, показывающие, что «настало время» зеленеть. Если зима затянется, то и снег начнёт сходить позже, и травка зазеленеет позже.

Эти события привязаны не к времени, а к наступлению определённых условий. Здесь ничего не привязано к синхронизации с какими-то глобальными часами, здесь всё «привязано» к возникновению определённых условий, которые, в свою очередь, являются результатом протекания определённых процессов. Возникли условия – возник новый процесс или целая система процессов. В теплицах даже в разгар самой лютой зимы вполне себе благополучно произрастают теплолюбивые растения, несмотря на то, что их время «ещё не пришло». Всё здесь определяется не временем, а сложившимися обстоятельствами.

Тем не менее, понятие «время» употребляется буквально везде, даже там, где оно, вообще говоря, совершенно не причём. Употребляется потому, что это очень удобно для анализа различных явлений окружающего нас мира. А по отношению к живым организмам так и вообще используется (и даже принимается за какое-то объективное явление) такое понятие, как «внутренние часы». На самом же деле никаких часов в организме, разумеется, нет, все изменения происходят только в результате совокупности (можно сказать «столкновения») бесчисленного количества различных процессов, которым вовсе «нет дела» до какого-то там времени, а причиной «наступления времени» всегда является возникновение определённых условий.

Именно совокупность самых разных процессов, суть которых на сознательном уровне не понятна, но виден их конечный результат, порождает иллюзию действия какого-то непонятного, всепроникающего фактора, который мы называем «время». Если же процесс понятен, то о времени как-то не говорят, хотя сам этот процесс, как и все другие процессы, «протекает» во времени. Допустим, мы наблюдаем процесс движения поезда. Все вагоны, как и положено, движутся с одинаковой скоростью, а если локомотив замедляет или ускоряет движение, то все вагоны тоже ускоряют или замедляют движение точно на такую же величину. Но ведь никому не приходит в голову сказать, что у вагонов есть свои внутренние часы, благодаря которым каждый вагон точно «знает», в какой момент ему надо ускорить или замедлить ход. Но если рассматривается множество процессов, которые в своей совокупности воспринимаются сознанием как один процесс (например, процесс созревания, процесс старения, и т.п.), то здесь удобно вводить понятие времени. Удобно выражать свои мысли через такие, например, выражения, как «время пришло» (для таких-то событий), или, напротив, «ещё не время».

Другими словами, напрашивается мысль, что время это иллюзия, возникающая в сознании при наблюдении различных процессов.

Заострим внимание, что различных иллюзий в повседневной жизни много. Например, широко используемое понятие «линия горизонта» является не чем иным, как самой настоящей иллюзией. В реальности никакой линии горизонта нет, но мы используем это понятие, потому что так удобно. Точно так же мы, не задумываясь, используем выражение «солнце взошло», хотя знаем, что это иллюзия, но если попытаться отрешиться от иллюзий и выражать мысли без искажения реалий, то сразу возникнут неудобства.

2

А что мешает нам признать время иллюзией и объяснить причины её возникновения? Ответ: мешает интересная специфика этой иллюзии. Когда мы говорим, например, о той же линии горизонта, то мы можем чётко объяснить, каким образом возникает эта иллюзия, и как обстоят дела на самом деле. А что с понятием «время»?

Время это процесс изменения… это смена фаз… распространение… цикл…

Как ни крути, а время нельзя определить иначе, как через какое-то изменение, процесс или ещё что-то такое, что в самом этом определении уже подразумевает понятие времени. Никакое «изменение», никакую «смену фаз», никакое «распространение» невозможно представить без того, чтоб в такой-то момент времени было вот так, а потом, в другой момент времени, стало вот эдак. Везде «вылезает» время. Без ссылки на понятие «время» нельзя определить никакое движение или изменение. Выходит, что время определяется через время, по-другому как-то не получается.

3

А давайте проведём мысленный эксперимент. Представим себе, что мы находимся в изолированной комнате, где нет ничего кроме громоздкого механизма, состоящего из множества шестерён разного диаметра, сцепленных между собой так, что поворот любого колеса (шестерни) влечёт за собой поворот других колёс. Допустим, есть какое-то ведущее колесо, которое может двигаться с разной скоростью и, естественно, передавать это движение другим колёсам. Эти другие колёса будут поворачиваться с разной угловой скоростью (диаметр-то у них разный), но всегда их скорость вращения будет определяться скоростью вращения ведущего колеса. (Очень похоже на механизм механических часов.)

Вопрос: сможем ли мы заметить ускорение или замедление вращения шестерён? Конечно сможем, если эти приращения ускорения-замедления оборотов будут не микроскопическими, а весьма существенными. Даже если у нас при себе нет часов, мы всё равно чувствуем течение времени: у нас есть пульс, дыхание, да и вообще какие-то изменения в организме, которые хотя и не являются сколько-нибудь точным хронометром, но представление о течении времени дают. Если колесо делало один оборот в секунду, а потом разогналось до десяти оборотов в секунду, то такое изменение мы заметим без всяких часов.

Всё это понятно. Мы сможем замечать и ускорение, и замедление, потомучто, как мы отметили, наш организм сам по себе является своеобразными часами, пусть и не точными. И мы вполне можем использовать эти «часы» для фиксации резкого изменения протекания процессов, в данном случае вращения шестерён.

Но представим себе, что мы каким-то образом утратили способность чувствовать пульс, дыхание и всё то, что делает наш организм своеобразными часами. Что тогда?

Вообще-то, вопрос несколько странный: как-то сложно представить себе такое состояние. Тем не менее, можно. Вот смотрим мы на ведущую шестерню, и что? Как она вращается, – с постоянной скоростью или ускоряется-замедляется? И вообще, быстро она вращается или медленно? Определить это мы никак не сможем. Нет никакого критерия для таких оценок. И что, понятие «время» для нас исчезнет?

Да, исчезнет. Более того, если допустить, что мы не способны что-либо запоминать, то получится, что и понятие «движение» для нас исчезнет. Мы будем способны воспринять только то, что видим в данный момент, а что было моментом ранее для нас не существует. То есть, не будет существовать прошлое. А где оно будет существовать? Нигде. Прошлое существует только в нашей памяти, а в реалиях есть только настоящее.

Но давайте не будем заходить так далеко, память оставим. А при наличии памяти мы будем знать, что шестерни занимают вот такое положение только в данный момент, а немного ранее было другое положение. А ещё немного ранее положение было «ещё более другое». То есть, движение воспринимать мы будем. А ещё будем воспринимать взаимосвязь положения шестерён друг относительно друга. А если подключим воображение и логическое мышление, то сможем рассчитать положение шестерён в последующие моменты времени. То есть, в нашем воображении появится будущее.

Но вот чего мы точно не сможем, так это определять, равномерно вращаются все шестерни механизма, или иногда ускоряются-замедляются. Мы в данном случае можем воспринимать лишь скорость вращения шестерён относительно друг друга. Скорость именно относительно друг друга, а не скорость вообще: ведь мы же условились, что собственные, внутренние часы мы не воспринимаем. Мы можем воспринимать только, что если на каждый оборот какого-то колеса другое колесо, сцепленное с ним, делает, например, два оборота, то при любой скорости вращения останется именно такая пропорция. При любом ускорении или замедлении вращения всего механизма мы можем воспринимать только скорость колёс относительно друг друга. А она в нашем восприятии будет всегда одинаковой. Для нас в этой ситуации нет чего-то равномерно происходящего, относительно чего можно судить об ускорении-замедлении всего механизма.

Хорошо, а относительно чего мы сможем оценить скорость ведущей шестерни? Тоже ни от чего. Просто, если мы знаем, что это колесо ведущее, задающее работу всего механизма, то можем принять его вращение за равномерное, и относительно этого его «равномерного» вращения оценивать скорость любой другой шестерни. Ведущая шестерня может крутиться медленнее или быстрее, но для нас её скорость будет постоянной: у нас нет часов, даже «внутренних», время мы не воспринимаем и, как следствие, судить объективно о скорости не можем.

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 непросто, но сама суть та же: если бы нам удалось увидеть изначальную шестерню (разумеется, это образное сравнение, а не буквально колесо с зубьями), задающую скорость вращения всего сущего, то мы так же не могли бы судить о её скорости, для нас эта скорость всегда была бы постоянной. Собственно, мы и воспринимаем некоторые циклические процессы как что-то равномерное и постоянное. Мы ориентируемся на естественные циклы, – год и сутки, и на искусственно выделенные и «подстроенные» под них циклы – часы, минуты, секунды, а также недели и месяцы.

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 бо́льшую 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, и в сравнении с этим равномерно протекающим процессом мы можем судить как о скорости протекания всех других процессов, так и об их ускорении-замедлении, если таковые имеются. А имея представление о чём-то равномерно протекающем, эталонном (о ходе часов), удобно пользоваться понятием «течение времени».

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.

Главное отличие нашего механизма от реалий в том, что здесь, в нашем механизме, понятия «ускорение времени» и «ускорение процесса» идентичны: закрутилось ведущее колесо быстрее, и всё закрутилось быстрее, а если медленнее, то и всё медленнее. В реальной же жизни ускорение процесса это не есть ускорение времени. Если две одинаковые кастрюли с водой поставить на газовую горелку, но под одной из них сделать слабый огонь, а под другой сильный, то вода во второй кастрюле закипит, естественно, быстрее. Но никак нельзя сказать, что у второй кастрюли время ускорилось. Ускорился локальный процесс, а не течение времени. А чтобы была полная аналогия с предыдущим примером, где все колёсики закрутились быстрее, надо сделать так, чтоб абсолютно все процессы одновременно ускорились в одинаковых пропорциях. Это невозможно в принципе, потому что в нашем мире всё слишком взаимосвязано.

Представим себе обычный маятник, то есть, груз на верёвочке. Частота его колебаний определяется длиной верёвочки и ускорением свободного падения, то есть, земным притяжением. Изменение периода его колебаний без изменения длины верёвочки потребует изменения земного притяжения. А это потребует ещё массу всяких других изменений, препятствующих нормальному, «пропорциональному» и взаимосвязанному протеканию бесчисленного множества прочих процессов.

Если представить, что автомобиль стал двигаться быстрее, но так, чтоб при этом не изменились длина его разгона и тормозной путь, а ещё и сила инерции (чтоб на поворотах он вёл себя так же, как и при обычной скорости), то это потребует самых радикальных изменений существующих законов природы (существующих взаимосвязей процессов, и взаимодействия сил). Можно хотя бы вспомнить из школьного курса физики, что кинетическая энергия равна половине произведения массы тела на квадрат его скорости, и становится ясно, что прямолинейного ускорения всех взаимодействующих величин не получится.

Опять же, из школьного курса физики нам известно о существовании различных физических постоянных, – гравитационная постоянная, магнитная постоянная, электрическая постоянная, постоянная Планка, постоянная Авогадро, постоянная Больцмана и т.д. Изменение любой постоянной ведёт к полному разрушению гармонии мира. Это как если бы в выдуманном нами механизме изменить размеры одного колёсика: тогда для сохранения работоспособности механизма потребовалось бы изменение других колёсиков, а их изменение, в свою очередь, потребует изменение ещё большего количества колёсиков, и так до полного изменения всего механизма.

Как утверждают физики, если бы гравитация была сильнее текущего состояния, то звёзды были бы меньше в размерах, а срок их жизни сокращался в разы. Так, например, Солнце просуществовало бы не 10 миллиардов лет, а всего 10 тысяч. А если гравитация будет не больше, а меньше, то звезды станут холодными, а взрывов сверхновых не будет происходить.

Вообще, физические константы нашей Вселенной настроены так тонко, что некоторые учёные даже высказывают мысль, будто это не могло быть случайным, а всё дело в Высшем Разуме. Не будем развивать эту мысль, просто отметим, что сделать ускорение одновременно всех процессов так, чтобы это было тождественно ускорению времени, невозможно в принципе. Невозможно, чтоб в реалиях всё происходило как на экране при ускоренной или замедленной съёмке.

Ещё раз заострим внимание на том, что часы в данном примере нам нужны не для измерения выдуманного нами времени, а для того, чтобы иметь эталон равномерно протекающего процесса, относительно которого можно было бы судить о скорости протекания других процессов. (Ну, и об их ускорении-замедлении, если таковые имеются.) А ещё, что не менее важно, чтобы находясь в любом месте огромного механизма и непосредственно наблюдая положение лишь видимых нами шестерён, можно было определить положение других шестерён, которые мы не видим в силу их удалённости от нас. Если сказать проще, то используя иллюзорное понятие «время» мы можем, наблюдая одни процессы, знать о других процессах, которые недоступны для непосредственного наблюдения. Даже о тех процессах, которые ещё не начались, но начнутся, когда непосредственно наблюдаемый нами процесс перейдёт в определённую стадию (когда наблюдаемые нами шестерни расположатся определённым образом).

Объяснение получилось несколько замысловатое, но давайте рассмотрим, как мы с помощью времени осуществляем наблюдение за процессами в повседневной жизни.

А в повседневной жизни все эти «наблюдения» и «анализы» происходящих процессов выглядят просто и буднично. Основные процессы для нашего сознания разбиты на циклы, и к этим циклам «привязаны» различные события. Главный для нас цикл это год. Один оборот Земли вокруг Солнца. Этот цикл естественным образом поделен на другие циклы – сутки. Ну, а час, минута, секунда – это всё чисто условные единицы, выдуманные для удобства, чтоб легче ориентироваться, на каком этапе находится наблюдаемый суточный цикл. И в этих единицах, как известно, нам показывает время известный всем прибор под названием часы. Посредством часов мы можем как бы видеть условные метки, на которые мы разбили наблюдаемый нами цикл – сутки. И по этим меткам мы можем судить о других процессах, которые не доступны нам для непосредственного наблюдения.

«А в тюрьме сейчас макароны дают», – сказал персонаж известного фильма, хотя находился за многие километры от того места, о котором говорил и, естественно, не мог непосредственно наблюдать происходящих там процессов (наблюдать расположение «шестерён» в том месте). Но ему известно понятие «время», и пользуясь им, он легко определил стадию того процесса, которого не видел.

Не менее важным является и тот факт, что через понятие «время» мы можем определять момент начала некоторых процессов, которые в данный момент не существуют и, естественно, никак себя не проявляют. Например, знаем, что когда стрелки часов покажут такое-то время (определённую метку происходящего сейчас процесса) то по телевизору начнётся такая-то передача (с вокзала отправится электричка, с такого-то аэродрома полетит самолёт, наступит рассвет и т.д.).

6

И всё-таки один очень важный момент мы не затронули. Что такое равномерно протекающий эталонный процесс? Или, применительно к нашему механизму, скорость вращения какой шестерни можно принять за эталон? Из наших рассуждений получилось, что это можно сделать просто «на глазок». Но чисто интуитивно возникает ощущение, что это не так: равномерное движение, равномерное колебание, должны обладать каким-то свойством, чем-то таким, что однозначно отличает его от неравномерного движения (колебания).

Вообще-то, с равномерным движением всё ясно: если все силы, действующие на движущееся тело, уравновешивают друг друга, тогда движение равномерное. В принципе, это вполне объективная оценка равномерности. А что с колебательным процессом? Напрашивается мысль, что и здесь что-то должно уравновешивать друг друга.

Давайте рассмотрим колебания маятника, то есть, движение какого-то грузика, подвешенного на верёвочке. Предположим, что всё идеально, то есть, нет никакого трения и сопротивления воздуха. Тогда колебания будут иметь постоянную амплитуду и период. Ну, постоянство амплитуды мы можем зафиксировать визуально, а как мы можем утверждать, что период колебаний тоже постоянен? Сравнить с каким-то эталоном? А эталон с чем сравнить?

А может, здесь можно найти аналогию с равномерным прямолинейным движением, где «гарантом» равномерности является равновесие действующих на движущее тело сил? Да, по сути, так оно и есть, только со своими особенностями.

В момент, когда грузик маятника находится в крайней боковой точке, то он обладает максимальной потенциальной энергией. Затем, как и положено, под действием гравитации он начинает падать вниз, но верёвочка искривляет траекторию его движения, то есть на грузик действуют несколько сил, причём, их величина и направление меняются. Долетел грузик до самой нижней точки, и под действием разных (по величине и направлению) сил начал подниматься вверх, растрачивая накопленную кинетическую энергию. Где же здесь постоянство?

Дело в том, что силы, действующие на грузик, хоть и не уравновешены в каждый отдельно взятый момент, но под их воздействием кинетическая энергия грузика перетекает в потенциальную и наоборот. То есть силы, воздействующие на грузик, «консервируются» в энергии грузика, а затем снова «возрождаются» в прежнем виде. И так при каждом колебании. То есть, здесь существует своеобразное динамическое равновесие сил. В этом сходство колебательного процесса с равномерным движением тела. Только при равномерном движении действующие силы компенсируют друг друга статически, а при колебательном процессе динамически (с некоторой «отсрочкой»).

А теперь представим себе, что рядом с рассматриваемым нами маятником качается точно такой же маятник, но не равномерно, а с ускорениями-замедлениями. Такое возможно? Возможно, но только если на этот маятник будут воздействовать внешние силы. Это будет уже не маятник.

Итак, если маятник находится в состоянии свободных колебаний, то мы смело можем считать его своеобразным генератором колебаний постоянной частоты. Это постоянство частоты (то есть, динамического понятия) обусловлено постоянством чисто физических воздействий, – постоянством силы притяжения Земли и постоянством длины верёвочки маятника.

Получается, что равномерность изменений (колебаний) маятника мы оцениваем вовсе не «на глазок», а по вполне объективным критериям.

Естественно, маятник это не единственная система, вырабатывающая какое-то равномерное изменение. Земля вращается вокруг Солнца тоже равномерно (естественно, с некоторыми допущениями, вызванными не идеальностью мироздания). И Луна вокруг Земли вращается с постоянным периодом. Здесь о равномерности периодов вращения мы тоже можем судить вполне объективно, основываясь на постоянной величине параметров, вызывающих вращение.

Вообще, всяких колебательных процессов в мире больше, чем достаточно. Например, есть известное практически всем устройство, называемое «колебательный контур». На маятник совсем не похоже, но принцип колебательного процесса, по сути, тот же. Та же замкнутая система с «динамическим равновесием» действующих в ней сил, и с постоянной величиной статических параметров (ёмкости и индуктивности), порождающих эти силы.

Так что, объективно выбрать эталон равномерного изменения не такая уж проблема. А имея такой эталон, можно вполне объективно судить и о скоростях-ускорениях-замедлениях всех прочих изменений. Эталон в виде колебаний удобен тем, что о «количестве» изменений легко судить по количеству полных периодов колебаний.

А вот в нашем выдуманном механизме мы не могли объективно выбрать эталон равномерного изменения. Уклончиво сформулировали, что за такой эталон можно принять шестерню по своей субъективной оценке. Но теперь-то мы знаем, что о равномерности изменений некоторых систем мы можем судить вполне объективно. Просто как-то не смогли в нашем мысленном эксперименте найти место маятнику или ещё каким-то равномерным колебаниям. Да и бессмысленно было их туда «встраивать»: ведь мы к тому моменту ещё не обосновали, каким образом можно судить о равномерности колебаний.

7

Так что же мы имеем? Давайте снова вернёмся к началу нашего мысленного эксперимента с механизмом из шестерён.

Первое, что надо отметить, это тот факт, что если бы мы не имели память, то не смогли бы определить, крутится шестерня или стоит на месте. То есть, прошлое существует не в реалиях, а лишь в нашей памяти. То же самое и с понятием «будущее»: его в реалиях нет, оно есть лишь в нашем воображении. В реальном мире всегда есть только настоящее. Ощущение времени, то есть, ощущение чего-то постоянно текущего порождается наличием у нас памяти и воображения.

Второе. Движение объекта это само по себе вовсе не какая-то объективная характеристика объекта (как, скажем, его физические размеры, цвет, химический состав и т.д.), а пространственная характеристика этого объекта относительно окружающей его среды. Если окружающая объект среда меняет своё положение так, что объект относительно неё не меняет своих пространственных характеристик, то он воспринимается неподвижным. (Собственно мы это наблюдаем постоянно: любой дом, столб, мост и т.д. воспринимается неподвижным, хотя всё движется вместе с Землёй.)

Третье. Так как в окружающей нас среде различные объекты движутся относительно друг друга по-разному (на один оборот какой-либо шестерни может приходиться несколько оборотов другой шестерни), то возникает понятие «быстрее» – «медленнее». То есть, понятие скорости.

Четвёртое. Скорость движения объекта (скорость оборота шестерни) можно определить только относительно скорости движения другого объекта (через количество оборотов другой шестерни).

Теперь мы подошли к самому главному. Скорость чего бы то ни было это количественная характеристика изменения относительно какого-то другого, эталонного изменения. То есть, не просто количественная характеристика, а именно относительная количественная характеристика. Если шестерня сделала 10 оборотов, то это просто количественная характеристика её движения. Если же шестерня делает 10 оборотов на каждые 5 оборотов другой шестерни, принятой нами за эталон вращения, то это будет относительная характеристика её движения.

Эта «относительная характеристика» и воспринимается нами как время. Да, всё именно так. Время это количество изменений чего-то эталонного, относительно которого оценивается изменение всего сущего.

Единица измерения времени, как известно, это секунда. Сейчас за секунду принимают интервал времени, равный  9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного (квантового) состояния атома цезия-133 в покое при 0 К при отсутствии возмущения внешними полями. Обратим внимание: секунда определена как количество определённых периодов циклического процесса. (Количество изменений, условно принятых за эталон.) То есть, не секундой измерили процесс и определили его длительность, а ровно наоборот, – взяли определённое количество периодов циклического процесса и назвали это секундой. (Назвали секундой столько-то оборотов выбранной нами «шестерни».) Точно также и другие известные понятия единиц времени – «год» и «сутки» – это тоже привязка к природным циклам, а не к загадочному феномену, именуемому нами как «ход времени». Нет в природе какой-то самостоятельной субстанции, именуемой словом «время», это понятие условное, существующее лишь в нашем воображении. А если так, то и замедление-ускорение времени объективно не существует. Время может идти быстрее или медленнее только в нашем субъективном восприятии окружающих нас изменений.

А ещё напомним, что год это не совсем 365 суток, а ещё и 6 часов (и сколько-то минут, и секунд), поэтому вводятся ещё так называемые високосные годы для компенсации расхождения между календарным числом и реальной стадией процесса (года). Всё подстраивается под жизненно важные циклы – год и сутки, а не под какое-то отвлечённое понятие «время».

Итак, время это иллюзия, порождаемая восприятием нашим сознанием различных внешних изменений. Это нечто вроде дырки от бублика: есть материальная сущность – бублик, и есть иллюзия – дырка, которая вовсе не является материальной сущностью, но воспринимается сознанием, как нечто существующее в реалиях. Если бублик сломать (или съесть), то дырка бесследно исчезнет, хотя её никто не трогал. То же самое и с понятием «время». Если представить, что все процессы замрут, и ничего не будет изменяться, то и время исчезнет. А в нашем реальном мире, где всё меняется, время воспринимается нашим сознанием как что-то равномерно текущее, относительно чего мы судим о скорости всех других процессов.

Важным моментом является то, что мы, говоря о времени, по факту подразумеваем определённый этап взаимосвязанных процессов, наподобие шестерён в выше приведённом примере. Вот только нам неизвестна ведущая шестерня, задающая цикл всем явлениям природы. Да и есть ли она?

Прошлое, настоящее, будущее

1

И всё же как-то сложно отделаться от ощущения, что время существует. Пусть и непонятно как, но существует в виде какого-то незримого потока, обладающего своеобразным свойством изменять всё сущее и, опять же, как-то своеобразно перемещать всё мироздание из прошлого через настоящее в будущее.

А что такое вообще эти «прошлое», «настоящее», «будущее»? Со времён Аристотеля на все лады муссируется парадокс времени, состоящий в том, что если прошлого уже нет, а будущее ещё не наступило, то что же такое настоящее? А может, и нет его, настоящего-то?

Вообще-то, если времени как материальной сущности нет, если это просто иллюзия, то и «прошлое», «настоящее», «будущее» тоже иллюзия. Но как эти иллюзии порождаются?

Нам привычно воспринимать любой процесс, любое движение или изменение как что-то, происходящее во времени. Действительно, вот наблюдаем движение автомобиля. В какой-то момент времени – назовём его условно T1 – он находится вот в этом месте, потом, в момент времени T2 стал находиться в несколько другом месте, потом в третьем месте и т.д. То есть, прошлое-то, всё-таки есть: сейчас автомобиль вот в этом месте, а некоторое время назад, в момент T2, был вон там, в момент T1 вон там. Время существует, мы же сами только что наблюдали прошлое, а теперь вот наблюдаем настоящее.

Но здесь резонно возникает вопрос: а где оно, это T1 (ну, или T2) находится? В каком месте Вселенной? Ответ: оно находится только в нашей памяти, больше нигде. Ни в каком закуточке всего мироздания нет ни T1, ни T2 о которых мы говорим, нет того события, которое мы совсем недавно наблюдали. Это наше воображение, наша иллюзия. Во Вселенной объективно не существует ни прошлого, ни будущего, всегда есть только настоящее; прошлое находится в нашей памяти, будущее в нашем воображении.

А что для нас означает это загадочное «настоящее»? Это миг, мгновение, которое сразу же, только появившись, улетает в нашу память и больше нигде никак не проявляется? Если так, то существует ли вообще настоящее, или это тоже иллюзия?

Но подобные рассуждения это обычная игра ума. Если просто понаблюдать за нашей деятельностью на бытовом уровне, то нетрудно заметить, что настоящее, как мы его воспринимаем, это совсем не мгновение. Под настоящим мы всегда подразумеваем какую-то часть происходящих (и, зачастую, взаимосвязанных) процессов, которые каким-то образом влияют на нашу жизнь, и на которые мы пытаемся как-то повлиять с целью улучшения своего положения.

Если вы когда-то, в далёком детстве получили двойку, то это прошлое, оно никак не влияет на вашу текущую жизнь, и повлиять на это событие вы не пытаетесь. Но если вы готовитесь к экзамену, который будет через 1-2 дня, то это для вас настоящее: происходящие процессы влияют на ваше благополучие, и вы сами, по мере возможностей, пытаетесь направить процессы в нужном вам направлении. Эти 1-2 дня для вас настоящее. И прошедшие несколько дней для вас в данный момент тоже настоящее: они напрямую влияют на то, что происходит сейчас. И вы постоянно мысленно анализируете эти прошедшие моменты, выявляете, что вы уже освоили, а что нет. После успешной сдачи экзамена все эти ваши действия, все беспокойства и волнения переходят в категорию «прошлое». Но если вы, сдавая экзамен, получите неудовлетворительную оценку, то это событие, как и всё предшествующее ему, для вас ещё не прошлое: вы, учитывая и анализируя всё, что было до этого момента, будете готовиться к пересдаче экзамена, чтобы, тем самым, исправить сложившееся положение.

А если рассмотреть спортивные игры, например, игру в теннис, то здесь никак не получится выделить какое-то мгновенное настоящее, какой-то миг, который моментально переходит в прошлое. Здесь настоящим временем является не мгновение, а довольно заметный промежуток времени: всегда надо видеть, куда летит мяч, учитывать, где он был несколько мгновений назад, чтобы предугадывать, куда он полетит, а так же видеть и предугадывать «метания» соперника. А эти «предугадывания» невозможны без постоянного анализа манеры игры соперника, различных его телодвижений, которые формально уже в прошлом. Все эти прошедшие, настоящие и будущие мгновения каким-то естественным образом воспринимаются как одно «настоящее время», которое определяет ваши действия в настоящий момент. А «прошлое» образуется потом, после игры.

А если мы просто слушаем музыку, то «прошлое», то есть, услышанное несколько мгновений назад, самым радикальным образом влияет на воспринимаемое непосредственно в данный момент. Если вдруг взята фальшивая нота, то эта её фальшь является таковой только с учётом «прошлого», то есть того, что было услышано несколько ранее текущего момента, и к чему «не пристыковывается» взятая нота. С другим «прошлым» эта нота могла бы звучать вполне уместно. И «будущее», то есть, последующая музыка, определяется уже услышанным и воспринятым к данному моменту.

При просмотре кинофильма, мы в каждый отдельно взятый момент видим статическую картинку. На экране вообще нет ничего движущегося, есть только последовательность статических картинок. Но мы видим движение. Вернее, у нас в сознании создаётся иллюзия движения. Если бы у нас не было памяти, то никакой иллюзии движения не получилось бы. Но за счёт того, что каждый увиденный кадр какое-то время хранится в нашей памяти, он для нашего восприятия является составной частью настоящего. Движение на экране мы видим в настоящем, хотя формально часть увиденного нами уже «ушло» в прошлое. Но если просматриваемые статические изображения показывать в другой последовательности, то и наблюдаемое нами движение будет другим. Или вообще будет что-то беспорядочное. Наблюдаем одни и те же статические изображения всегда «в настоящем», но в зависимости от «прошлого», будем видеть разное «настоящее». Прошлое хранится в нашей памяти, но сама память со всем «содержимым» всегда находится в настоящем. Не очень-то получается воспринимать настоящее лишь как мгновение.

Прошлое, настоящее, будущее, почти всегда представляют собой какой-то «единый пакет», который нельзя разделить на составные части. Даже если вы просто ведёте разговор (а тем более – деловые переговоры), то никак не получается отделить прошлое от настоящего: настоящее определяется прошлым, и даже будущим. Вы всегда можете что-то уточнить, а иногда даже отказаться от ранее сказанных слов и сформировать «будущее» для дальнейшего разговора. В вашем сознании весь этот разговор сплошное настоящее, без выделения текущего мгновения как водораздела между прошлым и будущим.

Получается, что настоящее это не только «здесь и сейчас», это и вчера, и позавчера (а иногда и год, и два, и даже много лет тому назад), и вообще, определённый период, в котором вы «купаетесь», пытаясь «выгрести» в желательную для вас точку. И даже будущее, то есть то, что физически ещё не наступило, далеко не всегда является будущим, иногда оно является вполне себе настоящим. Например, удалось вам устроить дела нужным образом, вас ожидают приятные моменты, но уже сейчас, когда эти моменты ещё не наступили, вы получаете вполне реальное удовольствие от восприятия этого ещё не наступившего будущего.

2

И всё-таки как-то не убедительно звучит, что никакого течения времени нет, это всего лишь иллюзия, и что существует только настоящее, а прошлое это лишь то, что в нашей памяти.

Оно, возможно, и не убедительно, но мы забываем главное, – то, что у нас есть мозг и, как следствие, есть память и способность к логическому мышлению. А это принципиально меняет ситуацию. Хранимое в памяти прошлое самым непосредственным образом участвует в настоящем и не является «по-настоящему» прошлым. Конечно, сама память у нас всегда существует в настоящем, и мы пользуемся ею всегда в настоящем. Но её никак нельзя уподоблять какому-то техническому устройству, которое чисто механически записывает вводимую информацию и хранит, чтобы в нужный момент можно было её считать. Посредством памяти и творческого мышления мы постоянно анализируем, осмысливаем происходящие события, устанавливаем логические взаимосвязи и выявляем различные закономерности в окружающих нас реалиях. Без этого вообще невозможно хоть как-то ориентироваться в объективно существующем мире. Настоящее это всегда продолжение прошлого, которое, образно говоря, непосредственно определяет наши действия в настоящем. Память и логическое мышление не дают нам чётко разделить воспринимаемое нами время на прошлое, настоящее и будущее.

Каждый из нас как бы «встроен» в определённую структуру процессов, структуру обстоятельств. И пока приходится считаться с обстоятельствами, сформированными прошедшими событиями, никак нельзя сказать, что эти события являются для нас прошлым. Это, фактически, составная часть настоящего. Как сказал Фридрих Ницше, «Человек навсегда прикован к прошлому: как бы далеко и быстро он ни бежал – цепь бежит вместе с ним».

Простой пример: прошёл ливень, рассеялись тучи, засверкало солнце. Ливень в прошлом, в настоящем его нет, но следы-то от его «деятельности» остались. Хорошо если это просто лужи, а то ведь, например, вполне хорошая грунтовая дорога может превратиться во что-то непроходимое. Или, того хуже, урожай может быть побит градом, или ещё что-то нехорошее останется для настоящего (да и будущего тоже). И все эти «следы прошлого» существуют в настоящем, и определяют наши действия в настоящем. Прошлое это не есть что-то бесследно исчезнувшее, оно своими «следами» присутствует в настоящем, и непосредственно формирует настоящее и даже будущее.

Не будем углубляться в подобные премудрости, просто процитируем известного британского писателя Джоржа Оруэлла: «Кто контролирует прошлое – контролирует будущее, кто контролирует настоящее – контролирует прошлое». Эта формула сегодня известна всему миру и часто цитируется. Нельзя настоящее рассматривать только как мгновение между прошлым и будущим. Точно так же нельзя прошлое и будущее рассматривать как что-то не существующее для данного момента.

Итак, прошлое это то, что в нашей памяти, будущее это то, что в нашем воображении, а настоящее это текущий момент плюс часть прошлого и будущего, влияющие на наши текущие действия. Может, это немного странное определение, но в любом случае за «настоящее» никак нельзя принимать одно мгновение. Да и вообще, если время это иллюзия, то и прошлое-настоящее-будущее тоже иллюзия, а используем мы эти понятия чисто условно, только для удобства анализа происходящего. Если же, несмотря ни на что, всё происходящее в окружающих нас реалиях рассматривать совсем уж «механически», то, конечно, существует только настоящее, но, согласитесь, это какая-то уродливая интерпретация вопроса. В любом случае, то, что происходит в данное мгновение, определяется тем, что происходило до него, а то, что будет происходить далее, определяется тем, что происходит сейчас, в данный момент. Всё в этом мире взаимосвязано.

Но даже если мы находимся в ситуации, когда в свершившихся событиях не наблюдается какой-то взаимосвязи, а «в настоящем» всё происходит безотносительно к происходящему ранее, разве нам надо отказываться от представлений о прошлом или будущем? Издревле существует понятие о созвездиях на небосводе. Все мы знаем, что это иллюзия, что нет никакого небосвода, и звёзды расположены в пространстве, а не на воображаемой сфере-небосводе, и что? Разве кому-то приходит в голову отказаться от этой иллюзии и говорить только о реальном расположении звёзд в пространстве? То же самое и с понятием «время», с его прошлым-настоящим-будущим. Если это и иллюзия, то очень полезная иллюзия для анализа бытия.

Хорошо, а что же представляет собой «течение времени»? Вернее, что мы имеем в виду, когда произносим это словосочетание? Ведь как-то привычно подразумевать, что время это что-то такое, что «течёт», то есть движется. И при субъективном восприятии очень часто кажется, что время то «тянется», то «летит». А может, эта субъективность не совсем кажущаяся, может, время действительно имеет свойство менять свою скорость? Тем более что и в приведённом выше мысленном эксперименте легко представить, что ведущая шестерня может вращаться то медленнее, то быстрее.

Но, во-первых, напомним, что понятия «быстрее-медленнее» для данной ведущей шестерни не применимо, о скорости вращения мы можем судить лишь относительно вращения других шестерён. А во-вторых, для объективности надо бы иметь прибор, измеряющий эту величину – скорость течения времени. Нет такого прибора. Часы, как мы знаем, таким прибором не являются. Давайте поговорим на эту тему немного подробнее.

Можно ли измерить время?

Для измерения чего бы то ни было нужен соответствующий измерительный прибор. Например, для измерения величины тока существует амперметр. Чтобы измерить ток в цепи, амперметр включают последовательно в электрическую цепь и считывают его показания. А чтобы измерить напряжение, берут вольтметр, подключают к точкам, между которыми надо измерить напряжение и, опять же, считывают показания этого прибора.

А каким прибором мы измеряем время? Многие скажут, что время мы измеряем часами. Нет, это распространённое заблуждение. К чему мы подключаем часы, чтобы измерить время? Ни к чему не подключаем, и время часами мы, строго говоря, не измеряем. Нет такого прибора, который измеряет время. И это вполне естественно: если времени не существует в природе, то и измерить его нельзя. И всё же, такие утверждения для многих покажутся странными: слишком уж прочно в нашем сознании понятие «время» ассоциируется с часами, и как-то странно слышать, что часы не измеряют время. Поэтому давайте чуть-чуть подробнее поговорим о часах.

Да, часы не измеряют время, часы просто генерируют циклические колебания, «подстроенные» под длительность природного процесса, принимаемого за эталон, то есть, под длительность суток. И здесь нет аналогии с рассмотренными выше измерительными приборами – амперметром или вольтметром. Стрелка амперметра отклоняется под действием силы, порождаемой измеряемой величиной – током. Но часы любой конструкции приводятся в движение не какой-то силой, порождаемой течением времени, а посторонними источниками энергии. В механических часах это сила пружины, в электронных это заряд батарейки, в ходиках и песочных часах это сила притяжения Земли. Если ходики или песочные часы поместить в невесомость, то они перестанут работать, но это же не значит, что время в невесомости остановилось.

Итак, часы не являются прибором, измеряющим время, так как их показания определяются не временем, а посторонними, не связанным свременем силами. Но тут можно возразить, что вот, например, рулеткой мы прекрасно измеряем размеры какого-либо объекта, скажем, деревянного бруса, но в самой рулетке нет никаких сил, порождаемых длиной бруса. Тогда, может, можно утверждать, что часами мы всё-таки измеряем время, хотя само время и не порождает сил, определяющих показания часов? Нет, это не так. Здесь просто игра слов, вводящая в заблуждение, и с этим надо разобраться подробнее.

Когда мы измеряем брус, то берём рулетку и прикладываем к брусу. То есть, прикладываем к тому, что существует в реальности, и чью длину мы измеряем. А к чему мы прикладываем часы, «измеряя» время? Ни к чему не прикладываем, потому что это невозможно: нет такой сущности, под названием «время», это иллюзия, существующая лишь в нашем воображении.

Хорошо, а если нам не требуется измерить длину бруса, а надо сделать нечто другое – отмерить его часть, тогда как? Ну, например, потребовался нам кусок бруса длиной 80 сантиметров, то что мы делаем? Тогда мы не измеряем длину бруса, а отмеряем его часть. Даже не обязательно от начала (например, когда начало бруса по какой-то причине бракованное), просто берём какую-то точку на брусе и отсчитываем от неё 80 сантиметров, Потом отпиливаем и радуемся. Согласитесь, измерить длину бруса и отсчитать определённую длину от одной точки до другой это разные действия. Измеряя брус, мы получаем информацию о каком-то параметре бруса (в данном случае о его длине), а отсчитывая на брусе нужное количество сантиметров, мы никакой информации о брусе не получаем. Да и не интересна она нам в данной ситуации.

А что с временем? А с временем в данном случае абсолютно то же самое. Часами мы можем измерять длительность процесса, то есть производить отсчёт от момента начала процесса до момента его окончания. Точно так же, как на брусе мы отсчитываем нужную длину от одной точки до другой, так и часами мы отсчитываем длительность измеряемого процесса в соответствующих единицах. То есть, отсчитываем длительность количеством циклов, принятых за эталон. Только эти циклы мы переводим в часы, минуты, секунды, но это не принципиально. Измеряем длительность процесса длительностью другого процесса, эталонного. Но измерение длительности процесса, это вовсе не измерение времени.

А вот тут-то и кроется главный нюанс, порождающий путаницу в восприятии такого измерения. Этот нюанс кроется в том простом факте, что из-за многочисленных устоявшихся словосочетаний происходит банальная путаница в смысловых значениях. Скажем, измерили время поездки из пункта А в пункт Б, и у нас в сознании отложилось, что мы измерили время. А на самом деле мы измерили длительность процесса поездки. Время, как таковое, мы не измеряли, – ни его скорость, ни объём, ни длину, ни ширину, ни какие-либо другие его параметры. Мы измерили длительность процесса определённым количеством эталонных циклов, названных для удобства часами, минутами, секундами. Часы это хронометр, генерирующий циклические колебания. С помощью хронометра можно измерить длительность отрезка времени, но никак не скорость хода времени.

Давайте немного конкретизируем. Основное назначение часов это ориентация в природном цикле – сутках. Подчеркнём – это не измерение, а ориентация. То есть получение информации, на каком этапе находится текущий суточный цикл. Часы, как и подобает хронометру, отсчитывает стандартные циклы от начала суток, и эти циклы для удобства восприятия отображаются на циферблате в виде придуманных нами единиц времени – часов, минут и секунд. Это для нас своеобразные метки на суточном цикле, и по ним мы ориентируемся, на каком этапе этот цикл находится.

И второе назначение часов это измерение длительности процесса. Здесь часы используются в чистом виде как хронометр, генерирующий эталонные циклические колебания, позволяющие измерять длительность отрезка времени (но, естественно, не само время как таковое). Для этой цели лучше, конечно, пользоваться не часами, а именно хронометром, например, секундомером, но он далеко не всегда под рукой, а часы всегда. Но если нужна точность, например, замер пробега спортсменом стометровки, то часы здесь малопригодны, нужен секундомер. Но это детали.

Итак, часы это прибор, служащий, во-первых, для ориентации в природном цикле – сутках, а во-вторых, для измерения длительности процессов (то есть, используются в качестве хронометра). Но вот чего невозможно делать часами, так это измерять время.

Но, как мы упомянули выше, слишком много путаницы здесь возникает из-за игры слов. Нередко употребляется слово «время» вместо слова «длительность» или «продолжительность». «Время загрузки», «время отклика», «время скачивания», «время выключения», «время полёта», «время воздействия», «время обработки», – таких словосочетаний бесчисленное множество. И эти выражения вполне корректны, если их смысловое значение воспринимать правильно. То есть, если слово «время» здесь воспринимать в смысле «длительность», «продолжительность». Но ведь далеко не всегда так бывает. И из-за этих постоянно повторяющихся «неправильностей» сложилось распространённое мнение, что часами мы измеряем время.

И даже, вроде бы, совсем уж «количественный» вопрос «сколько времени?» означает не количество времени, а своего рода этап, на котором находится суточный цикл, информация о котором нужна, чтоб ориентироваться в происходящих процессах. (Об этом мы уже говорили выше.) Показали часы такое-то время, – значит, по телевизору началась такая-то передача. Или магазин открылся. Или на работу идти надо. Или где-то что-то происходит («в тюрьме макароны дают»). Но всё это вовсе не измерение времени. Это ориентация в процессах, происходящих в реальном мире.

В любом случае, чтобы что-то измерить, надо чтобы само это «что-то» определяло результат измерения (или непосредственно, или через порождаемые этим «что-то» силой). Часы мы ни к чему не подключаем, ни к чему не прикладываем, а соответственно, время, как таковое, мы часами не измеряем. Мы по ним ориентируемся. Это что-то наподобие компаса, которым мы тоже ничего не измеряем, а ориентируемся по нему на местности. Посредством часов мы ориентируемся в природном цикле – сутках.

Правда, придирчивый товарищ может возразить, что вот дырка от бублика тоже нематериальная сущность, она тоже иллюзия, однако мы можем измерить её диаметр. Это верно. Но здесь тоже игра слов: мы измеряем не дырку, а расстояние между внутренними кромками бублика, вполне себе материального объекта. Как ни крути, а измерить то, чего не существует, невозможно в принципе.

Но никак нельзя делать вывод, что если времени не существует, то надо отказаться от этого термина и как-то изменить свою речь так, чтоб она соответствовала реалиям. Ни в коем случае! Ведь существуют же другие виртуальные, выдуманные понятия, например, широта, долгота, градус, которые в реалиях не существуют, но как без них обойтись? Точно так же и без понятия «время» обойтись невозможно, просто не надо путать реальность с виртуальностью, и всё.

Немного о мысленных экспериментах по замедлению и ускорению времени

Можно ли представить себе ускорение или замедление времени? К сожалению, наше воображение очень легко рисует нам такую картину. Скажем сразу – ложную картину. Все мы множество раз видели ускоренную съёмку, замедленную съёмку, и как-то очень уж наглядно представляется картина ускоренного или замедленного времени. Вон на экране люди забегали как-то ненормально быстро, – это значит, они в данный момент живут в каком-то ускоренном времени. И наоборот, если все двигаются плавно, замедленно, и даже в прыжке некоторое время парят, – значит, для них время замедлилось.

На самом же деле здесь всё совершенно не так. Ускоряться или замедляться могут локальные процессы, но не время. Если реактивы подогреть, то реакция пойдёт быстрее. То есть, ускорится процесс, но никак не время.

Можно сказать, что время это нечто, позволяющее измерять длительность какого-либо процесса другим процессом, принятым за эталон. Но это ни в коем случае не какая-то самостоятельно существующая субстанция со своими свойствами и особенностями. Это своеобразный эталон для измерения. А эталон, как известно, не может изменяться. Не может метр быть «подлиннее» или «покороче». Может изменяться длина физических объектов, но не метр как единица измерения. Ровно то же самое и с временем. Время не может идти быстрее или медленнее. Не может час длиться больше часа или меньше часа. Сама такая формулировка абсурдна. Час всегда час, метр всегда метр, а килограмм всегда килограмм.

Но, как это ни странно, нередко можно встретить рассуждения об ускорении-замедлении времени, его возникновении, исчезновении, искривлении и даже о путешествиях во времени.

Не будем углубляться в дебри таких рассуждений, это занятие неблагодарное. Заметим только, что в науке главным аргументом является опыт. Но что-то не слышно, чтоб кто-то ставил эксперименты, доказывающие существование времени в природе. Тем не менее, несмотря на то, что это всего лишь иллюзия, необходимо признать, что эта иллюзия очень нужная и даже жизненно необходимая, чтобы осмысливать изменения, происходящие в объективном мире.

Популярная литература о времени, пространстве и скорости

1

Популярная литература это замечательная штука. Каждому, наверное, известно то приятное чувство, когда без особых усилий и затрат времени вдруг познаёшь что-то серьёзное и начинаешь понимать суть сложных явлений мироздания. Не является исключением и теория относительности. В частности, одна из самых известных книг на эту тему, это неоднократно переиздававшаяся книга Мартина Гарднера «Теория относительности для миллионов». О ней мы поговорим чуть ниже. А пока поговорим о видеороликах на эту тему. Тем более, сейчас, в эпоху интернета и немыслимых возможностей компьютерной графики можно очень наглядно показать даже сложнейшие вещи.

Надо сразу же отметить, что и раньше тоже были замечательные короткометражные фильмы на эту тему, хоть и не в таком количестве. Лично я впервые увидел такой фильм ещё в детстве, когда об интернете и компьютерной графике не могло быть и речи. А фильм замечательный. Снят он в далёком 1964 году, называется просто: «Что такое теория относительности». В этом фильме снялись замечательные актёры – Алла Демидова, Георгий Вицин, Алексей Грибов, Алексей Полевой, Георгий Тусузов. Смотрится легко и приятно, особенно для людей, которые помнят 60-е. Тем более что фильм имеет незамысловатый, но увлекательный сюжет, который «разбавлен» очень наглядными мультипликационными вставками и, в нужных местах, лёгким юмором. Даже создаётся впечатление, что это фильм не научно-популярный, а художественный. В интернете он находится свободном доступе, можно набрать в поисковике «Что такое теория относительности фильм 1964», и появится много ссылок на разные ресурсы с этим фильмом.

В общем, по сюжету в купе поезда, идущего в Новосибирск, одна из героинь фильма – молодая женщина-физик объясняет своим попутчикам-актёрам, едущим на съёмки фильма, что такое теория относительности.

Как это ни прискорбно, но если обратить внимание не на художественные достоинства фильма, а на суть объяснений женщины-физика, то впечатление заметно омрачается. Единственное утешение (вернее, оправдание для фильма) здесь лишь в том, что современные ролики на эту тему, при всей их красочности и компьютерных изощрениях, практически повторяют те же самые объяснения и ничем не отличаются в лучшую сторону.

В фильме практически сразу же появляются эпизоды, как бы случайно наводящие нас на размышления об относительности разных явлений нашей жизни: то два пассажира заспорили, какая спичка левая, а какая правая (относительно каждого из них «левое» и «правое» находится с разных сторон), то одному из пассажиров показалось, что их поезд тронулся, хотя тронулся соседний поезд. Потом разговор плавно перешёл на теорию относительности Эйнштейна, и тут выяснилось, что женщина-физик прекрасно разбирается в этой теории, а все остальные в этом вопросе полные профаны, но очень хотят разобраться, что же это такое.

И тут сразу же происходит диалог, вроде бы, ничего не значащий, но на нём следует заострить особое внимание. Герой Вицина говорит о теории относительности: «А кто её знает? Пять с половиной человек во всём мире». А на замечание женщины-физика, что не пять с половиной человек, а пять с половиной миллионов, он отвечает: «Пять с половиной миллионов притворяются, что понимают, боятся прослыть дураками».

Обратим внимание на очень важную деталь. Герой Вицина просто повторил распространённый миф о том, что эта теория немыслимо сложна для понимания обычного человека, и что понять её могут лишь избранные. Но он не заострил внимания на самом главном, – а в чём же именно эта сложность?

Сложность-то не в самой теории, а в алогичных, противоречащих здравому смыслу изначальных утверждениях, базовых постулатах, на которых она строится. Если бы кто-то вразумительно объяснил весь этот (извините за резкость) идиотизм именно изначальных утверждений, показал бы их внутреннюю логику, то в остальном какие тут сложности?

Вообще-то, нередко попадаются утверждения, что сначала надо глубоко изучить теорию относительности, и потом всё прояснится. Но такой подход абсурден в принципе: нельзя же, например, сначала «глубоко изучить» математику, а уж потом начать разбираться с базовыми понятиями – сложением, вычитанием, умножением, делением.

О странности базовых постулатов мы уже говорили выше, – это, прежде всего, постулат о постоянстве скорости света относительно любой системы отсчёта и способность времени ускоряться-замедляться. Если просто тупо принять эти постулаты за истину, не обращая внимания на всю их абсурдность, то дальнейшие выкладки просты и понятны, никаких сложностей в теории относительности нет. А если, всё же, не «тупо принять», а пытаться найти в этих постулатах здравый смысл, то все сложности начинаются именно здесь, а не в самой теории.

Кстати, после видеороликов или статей объясняющих постулаты теории относительности, иногда бывают интересные комментарии типа: «Все камни мягкие, просто когда к ним прикасаются, они напрягаются». Или «Все люди имеют одинаковый вес, просто сила гравитации под ними разная». Это, конечно, сарказм, но, заметим, что даже эти «постулаты», придуманные специально абсурдными, и даже изощрённо абсурдными, тем не менее, имеют какую-то логику. А у постулатов теории относительности даже такой логики нет. Они явно более алогичны и абсурдны.

Возможно, всё сказанное здесь о постулатах теории относительности, что называется, режет слух от бесцеремонности и грубости. Но уж очень нервирует многих (и меня в том числе) устоявшаяся манера объяснения теории относительности, когда самые главные понятия, на которых всё базируется, практически совсем не объясняются, а вот на разглагольствования об удивительных явлениях, возникающих благодаря этим, прямо скажем, абсурдным и противоречивым постулатам, времени не жалеют.

К сожалению, такое положение дел это уже какая-то традиция. Возьмём что-нибудь современное, например, замечательный канал Дмитрия Побединского. Как он красочно, понятно и чётко объясняет буквально все вопросы физики и других наук! Какие уместные шутки, какие наглядные мультипликации, – просто заслушаешься и засмотришься. Но вот как только дело коснулось объяснения теории относительности, – всё, начались стандартно-скупые объяснения базовых постулатов и красочное, многословное описание всего того, что из них следует. Прямо заговор какой-то! А ведь так не хватает хотя бы одного ролика, посвящённого, например, только понятию «время», причём, чтоб не общие отговорки в стиле, что это четвёртая координата в едином пространстве-времени, а чтоб было что-то внятное, с объяснениями, как оно в принципе может ускоряться или замедляться. Ну, или ролик о скорости света, которая, оказывается, каким-то загадочным образом не зависит от системы отсчёта.

2

Но вернёмся к нашим героям. Тут придётся немного позанудствовать, без этого не получится: ведь женщина-физик постоянно выдаёт перлы, вызывающие массу вопросов, которые она, почему-то, не затрагивает.

В общем, приводится классический пример, иллюстрируемый наглядной мультипликацией, в котором пассажир идёт по вагону со скоростью пять километров в час, вагон едет со скоростью шестьдесят километров в час, и, соответственно, этот пассажир относительно платформы движется со скоростью шестьдесят пять километров в час. Здесь всё понятно, всё логично. И подчёркивается, что все эти скорости «на самом деле». Тоже логично, но, как окажется далее, здесь есть небольшая хитринка, которую мы рассмотрим чуть позже.

Далее женщина-физик подводит итог всему сказанному до этого момента: «Итак, движение относительно, скорость тоже». (Давайте обратим внимание эти её слова.) Потом она переходит к главному: «А теория относительности начинается с удивительной загадки света». Отмечает, что скорость света огромна, 300000 километров в секунду, и далее: «…но ещё удивительнее, что это предельная скорость, она не может быть не больше, не меньше…».

Гениально! Да, эта простая формулировка по-своему гениальна: сказано вроде бы правильно и ёмко, но так расплывчато и уклончиво, что просто вообще ни о чём. Переведём эту фразу на человеческий язык.

В этом моменте женщина-физик должна, по идее, просто объяснить, что скорость света не только постоянна, в смысле неизменности её величины, а ещё и абсолютна, то есть имеет удивительную особенность быть постоянной относительно любой инерциальной системы отсчёта. (Вообще-то, именно в этом и кроется эта «удивительная загадка света», но от объяснения именно этого нюанса женщина-физик как-то уклонилась.) А ещё эта скорость предельна и её нельзя превысить. А масса движущегося тела при приближении к скорости света будет стремиться к бесконечности. Всё. Что-нибудь в самих этих формулировках не ясно? В самих формулировках всё ясно, теперь требуются разъяснения, как такое вообще возможно. Но, похоже, именно разъяснений женщине-физику и не хотелось.

Действительно, представим, что она после своего резюме («Итак, движение относительно, скорость тоже») вот так прямо заявила, что скорость света вовсе не относительна, а абсолютна, то сразу появится множество недоумённых вопросов. Естественный вопрос: а к чему тогда все эти предыдущие словеса об относительности движения и скорости? Как они связаны с независимостью скорости света от системы отсчёта? И как вообще представить себе именно абсолютную скорость, то есть, чтоб что-то двигалось с постоянной скоростью относительно чего угодно? Ерунда какая-то, нестыковка и противоречие здравому смыслу.

Но женщина-физик все эти вопросы обошла хитро сформулированной фразой. А в чём, собственно, смысл этой фразы, есть здесь что-то внятное? Хорошо, вот услышали мы, что скорость света «это предельная скорость, она не может быть не больше, не меньше». И как это понимать? Предельная скорость это уже по самому определению максимальная скорость, то есть такая скорость, которую нельзя превысить. И это, естественно, какая-то конкретная величина, которая, само собой, «не может быть не больше, не меньше». «Не больше», потому что она максимальная, а «не меньше», потому что если скорость меньше максимальной, то она уже не максимальная. Пять не может быть больше или меньше пяти, а триста тысяч не может быть больше или меньше трёхсот тысяч.

А почему она не уточнила, что эта скорость предельна для любых движущихся объектов? Такое уточнение было бы логично для нормального объяснения. А то ведь можно понять так, что эта скорость предельна только для самого света. Ну, да ладно.

Вообще, если уж разговор идёт в таком ключе, то очень логично было бы вернуться к примеру про идущего по движущемуся вагону пассажира. Только заменить пассажира лучом света. Принципиальная разница здесь не в том, что скорости пассажира и света не соизмеримы, а в том, что скорость света будет одинакова как относительно движущегося вагона, так и относительно земли, а также относительно вообще чего угодно. И вообще, надо бы делать упор не на постоянстве скорости света, а о её абсолютности, именно это положение является ключевым моментом. По идее, надо бы немного «помурыжить» этот момент, делая дополнительные объяснения и давая возможность осмыслить всё это, ведь для человека, ничего не знающего о теории относительности, такие утверждения выглядит очень странно.

И что, учёная женщина как-то объяснила эти странности? Объяснила, что не надо путать постоянство скорости и абсолютность скорости? Нет, конечно. Кроме упомянутой мутной фразы никаких объяснений на эту тему не прозвучало. Проще говоря, она замяла эту тему, «проскользнула» мимо неё, пресекая возникновение неудобных вопросов. Но! Но в дальнейших своих разглагольствованиях она ведёт себя так, как будто всё это уже было объяснено, и вопросов здесь не осталось. А действительно, ведь говорилось же про постоянство скорости света, пусть и не упоминалось про его постоянство относительно любой системы отсчёта, но ведь говорилось! Скорость света постоянна. Всё правильно, просто она «забыла» уточнить некоторые нюансы.

А как же насчёт классического примера про пассажира, идущего по движущемуся вагону и имеющего разную скорость относительно разных систем отсчёта? Для чего вообще всё это было рассмотрено, если к теории относительности здесь ничего не имеет отношения? Всё просто: это обычные манипуляции фокусника для отвлечения внимания от главного действа. Дело в том, что во всех этих объяснениях часто применяется слово «относительно», да ещё применительно к событиям в вагоне, которые рассматриваются и «изнутри», и «снаружи». А в дальнейшем, по сюжету, когда будут рассматриваться особенности именно теории относительности, тоже будут рассматриваться события, связанные с вагоном. К этому моменту мозги слушателей уже будут заморочены и понятием «относительность», и постоянством скорости света, и вагоном, в котором с точки зрения пассажиров происходит одно, а с точки зрения дачников на платформе совсем другое. В общем, различные хитрости в этих объяснениях продуманы как у хорошего фокусника.

Но и это ещё не всё. Здесь, если объяснять нормально, без фокусов, имея целью действительно что-то объяснить, а не запудрить мозги для дальнейших манипуляций, надо бы обратить внимание и ещё на один нюанс. На то, что скорость распространения любых волн постоянна относительно среды, в которой эти волны распространяются, и не зависит от движения источника волн. Простой пример: когда мы садимся в лодку в тихий летний вечер, то от лодки по зеркальной глади воды начинают распространяться волны, и их скорость постоянна. Когда мы начинаем грести, то волны не ускоряют своё распространение, их скорость не суммируется со скоростью лодки. А если рассмотреть движение катера, скорость которого выше скорости волн, то волны не распространяются впереди него, он не может «подтолкнуть» их, чтоб они распространялись быстрее. Точно такое же положение и с распространением других волн, например, звуковых: их скорость не зависят от скорости источника звука. Сверхзвуковой истребитель может лететь быстрее звука, но заставить звуковые волны распространяться быстрее, чем «положено» невозможно. Это знает каждый школьник старших классов. Но женщина-физик этого не знает. Или хитрит? Скорее, последнее.

3

Один из пассажиров, услышав, что скорость света «не может быть не больше, не меньше», говорит: «Непонятно. Если лампа приближается ко мне [берёт со стола лампу и подносит её к себе], то к скорости света прибавится скорость лампы и свет дойдёт до меня быстрее». На что женщина-физик отвечает: «Увы, многочисленные и тончайшие опыты доказали, что это не так. Скорость света всегда одинакова, и не зависит от того, движется источник света или нет. Если даже вообразить, что наш вагон мчится почти со световой скоростью, то и тогда свет от него побежит не быстрее, чем от неподвижного прожектора, на платформе». Все эти её слова сопровождаются очень наглядным мультиком с мчащимся поездом и стоящим на земле прожектором, зажёгшимся аккурат в тот момент, когда с ним поравнялся мчавшийся локомотив со своим светофором, зажёгшимся также именно в этот момент. И оба луча одновременно достигли семафора. Ну да, из мультика наглядно видно, что свет от прожектора локомотива «побежит не быстрее». Но разве здесь есть что-то удивительное или загадочное? И причём здесь упомянутые «многочисленные и тончайшие опыты»? Для выяснения этого вопроса достаточно сесть в лодку, покататься и понаблюдать за поведением волн. (Опять женщина-физик хитрит: вместо щекотливой темы о постоянстве скорости света относительно любой системы отсчёта, она объясняет независимость скорости света от скорости движения источника. А чуть позже в своих дальнейших объяснениях она будет вести себя так, как будто объясняла именно независимость скорости света от системы отсчёта.)

Пассажир уточняет: «Значит, один фонарь стоит на платформе. А другой мчится вместе с вагоном. И оба луча пойдут с одинаковой скоростью? И оба придут одновременно?» Услышав утвердительные ответы, он подытоживает: «Это действительно странно».

По логике вещей, женщина-физик в этот момент должна бы объяснить, что ничего странного пока нет, что ни о какой «удивительной загадке света» речи пока не идёт. И, очевидно, ей следовало бы просто рассказать примерно то, о чём мы написали чуть выше – что скорость распространяющихся волн в любой среде постоянна и не зависит от движения источника волн. (Вообще-то, пассажиры и сами должны бы знать это из школьного курса физики.) Можно было бы для наглядности показать аналогичный мультик, только вместо светофоров поставить, например, источники звука, и тогда картина была бы точно такой же (за исключением величины скорости, конечно). Пока всё просто, всё вписывается в классическую ньютоновскую физику.

Но женщина-физик ничего этого не объясняет. Напротив, она подтверждает, что пассажир всё правильно понял про «удивительную загадку света». И ни словом, ни полусловом не обмолвилась о том, что это свойство является общим для всех волн, а не только световых. Но! Но много раз прозвучавшее упоминание о постоянстве скорости света, сделало своё дело: теперь слушатели усвоили этот постулат железно. И уже не важно, что только для света это постоянство имеет странное (вернее, абсурдное) свойство быть таковым относительно любой системы отсчёта, и именно эта подробность отличает распространение световых волн от всех прочих. От этого нюанса внимание слушателей было умело отвлечено словесными манипуляциями женщины-фокусника. Извините, женщины-физика.

А давайте, всё-таки, заострим внимание на этой недосказанности. Согласно Эйнштейну, особенность света в том, что его скорость не просто всегда одинакова и не зависит от скорости движения источника; главное – она постоянна относительно любой системы отсчёта.

Как такое представить? Хороший вопрос. Возвращаясь к примеру с наглядным мультиком, где свет от мчащегося локомотива и неподвижного светофора движутся с одинаковой скоростью, эта самая скорость одинакова относительно земли. А если в этом мультике обратить внимание на скорость света относительно локомотива, то ясно видно, что эта скорость будет равна скорости света минус скорость локомотива.

И что делать? Признать, что теория относительности ошибочна? Да боже упаси! Напомним, что наше дело дилетантское, – разбираться с азами, остальное нас не касается. Тем более, не надо забывать, что критика теории относительности запрещена во многих странах. В нашей стране она запрещалась аж трижды. Последний такой запрет это постановление Академии наук СССР от 1964 года. И он до сих пор не снят. Так что ни о какой критике здесь не идёт и речи, сейчас мы всего лишь пытаемся разобраться со странностями объяснения азов теории относительности.

Итак, на данный момент из уст женщины-физика мы пока не услышали ничего, что имеет хоть какое-то отношение к теории относительности. Приведённые ею мысленные эксперименты полностью объясняются положениями классической физики Ньютона. Но! Но впечатление осталось! Осталось впечатление того, что все эти словеса уже объяснили какие-то премудрости теории относительности, причём, все объяснения вполне логичны. Тут и многократно приводимые примеры «относительности» (относительность понятий «право-лево», относительность движения поездов по отношению друг к другу, относительность движения поезда и станции и, конечно, классический школьный пример про идущего по вагону пассажира, скорость которого относительно вагона и относительно земли разная), и «откровение», что «движение абсолютно, скорость относительна», и даже упоминание об «удивительной особенности света». И ещё была мутная, маловразумительная фраза о постоянстве скорости света. Всё.

Но, подчеркнём, до этого момента абсолютно ничего относящегося к теории относительности в объяснениях женщины-физика нет. И хотя многократно, на все лады произносилось слово «относительность», это, прошу прощения за тавтологию, не та относительность, про которую говорит Эйнштейн. Здесь есть принципиальная разница. В приведённых до этого момента примерах все наблюдатели какого-либо события видят одну и ту же картину. Например, когда пассажир идёт по вагону, то другие пассажиры видят, что он идёт относительно вагона со скоростью пять километров в час, а относительно земли шестьдесят пять километров в час. Наблюдатели на платформе видят абсолютно то же самое. А в теории Эйнштейна относительность «другая»: разные наблюдатели, наблюдая одно и то же событие, видят совершенно разное. Именно в этом ключевое отличие понятия «относительность» ньютоновской физики, от этого же понятия в теории относительности. Всё, что женщина-физик до этого момента говорила про относительность, абсолютно правильно, но к теории относительности это никак не «пристёгивается».

И ещё один нюанс, о котором женщина-физик скромно умолчала. Волны, как известно, не существуют как что-то самостоятельное, они распространяются в какой-то среде, и являются, по сути, одной из динамических характеристик данной среды. А в какой среде распространяются световые волны? Это вопрос интересный. Согласно специальной теории относительности (СТО) Эйнштейна, свет распространяется не в какой-то среде, а сам по себе. А ведь волна это колебания (продольные или поперечные) какой-либо среды. Колебания сами по себе не существуют. Есть маятник и есть его колебания, а если маятник убрать, то о каких-то колебаниях говорить бессмысленно. Точно так же волны на воде могут быть только при наличии воды, а если убрать воду, то ни о каких волнах не может быть и речи. А вот световые волны, согласно теории относительности, существуют и распространяются без всякой среды, сами по себе. Вот по этому поводу и надо бы вышеозначенному пассажиру сказать: «Это действительно странно».

4

Ну ладно, смотрим фильм дальше. А дальше речь заходит об относительности одновременности. Тут вообще какое-то умопомрачение.

По ходу действия эта ужасно умная женщина задаёт вопрос: «Кстати, а что это значит, – “одновременно”?». Пассажиры, как и положено, говорят в том духе, то одновременно это одновременно, всё здесь просто. Но женщина-физик приводит им мысленный эксперимент, суть которого следующая. Двери в вагоне открываются автоматически по световому сигналу. Свет зажигается точно посередине вагона. Какая дверь откроется первой?

Все попутчики, естественно, отвечают, что двери откроются одновременно, так как для света оба пути (к передней двери и к задней) одинаковы, а скорость света постоянна, значит, он пройдёт их за одинаковые промежутки времени. Естественно, они оказались не правы. Вернее, правы, но только относительно пассажиров вагона, в котором распространяется свет. (Кстати, все их аргументы тоже очень наглядно иллюстрируются мультипликацией.) А вот для дачников на платформе или для начальника станции всё будет выглядеть по-другому. Для них скорость света тоже не зависит от скорости поезда, поэтому с их точки зрения лучи света пойдут от середины поезда с одинаковой скоростью к разным дверям. Но задняя дверь идёт навстречу сигналу, поэтому свет достигнет её раньше, а передняя дверь уходит от сигнала, и, соответственно, свет достигнет её позже. Получается, что задняя дверь откроется раньше, а передняя позже.

«Не уловил, ещё раз, пожалуйста», – говорит один из пассажиров. Женщина-физик ещё раз объясняет то же самое (и снова мы видим тот же мультик). Пассажир удивляется, говоря «Черт-те что. Действительно так. Выходит, события, одновременные для одних людей, могут быть не одновременными для других». Затем он для верности показывает всё это на спичечном коробке и приходит к выводу, что всё логично: с точки зрения пассажиров вагона свет прошёл один путь, а с позиции начальника станции другой.

И ведь, вроде, действительно всё логично! Но это если судить совсем поверхностно и не задавать лишних вопросов. А вопросы возникают, и никуда от них не деться. Первый вопрос – почему начальник станции видит, что передняя дверь уходит от луча света (а задняя, соответственно, движется навстречу ему), а пассажиры не видят этого? Ведь в вагоне, как и положено, есть окна, а это значит, что пассажиры, как и начальник станции, видят, что их вагон движется, и что передняя дверь уходит от луча света. Ну, хорошо, допустим, окна наглухо закрыты и пассажиры считают, что вагон стоит на месте. И что? Свет должен распространяться по-другому только потому, что он теперь тоже «не знает», что вагон движется? А если для всех окна закрыты, а у некоторых в окнах есть щель и они могут видеть, что вагон движется, то как будут распространяться лучи света в этом случае? Да и вообще, почему, собственно, распространение света должно зависеть от того, знает ли кто-то о движении вагона или не знает?

Вообще-то, здесь, очевидно, положено учитывать «удивительную загадку света», о которой женщина-физик так скомкано и невнятно упомянула. А именно, – тот факт, что свет распространяется с одинаковой скоростью относительно любой системы отсчёта. Пассажиры сидят в вагоне, видят, что свет зажёгся в вагоне, значит, для них именно вагон является системой отсчёта, относительно которой распространяется свет. А начальник станции стоит на платформе, и для него платформа является той системой отсчёта, относительно которой распространяется свет. И относительно всех свет распространяется с одинаковой скоростью. Вроде так. Но, опять же, если пассажиры не знают, что вагон движется, если… Всё равно ерунда какая-то.

Прошу прощения за занудство, но давайте заострим внимание и ещё на одном нюансе, которого мы уже немного касались. Пассажиры в вагоне видят, что человек движется по вагону со скоростью пять километров в час, а начальник станции видит, что он движется со скоростью шестьдесят пять километров в час. Но это так «положено» видеть. А на самом деле начальник станции видит эти скорости одновременно. То есть, видит, что пассажир, идущий по вагону, движется относительно этого вагона со скоростью пять километров в час, а относительно платформы шестьдесят пять километров в час. Он воспринимает не отдельно скорость пассажира относительно вагона или его скорость относительно платформы, а то и другое одновременно. Поясняем. Допустим, вы едете на автомобиле, а впереди вас едет такой же автомобиль с такой же скоростью. Относительно вас он неподвижен, но вы не воспринимаете его неподвижным, вы воспринимаете его движущимся с такой же скоростью, как и вы. И обязательно соблюдаете дистанцию, иначе может случиться очень большая неприятность. А вот когда этот автомобиль остановится перед светофором, то вы смело подъедете к нему вплотную. Он по-прежнему неподвижен относительно вас, но вы видите принципиальную разницу с той, прежней «неподвижностью». А если вы идёте на обгон, то и тогда вы учитываете (проще говоря, просто видите), что автомобиль движется не только относительно вас, но и относительно дороги, и не будете обгонять, если впереди поворот, или ваша скорость не сильно больше скорости обгоняемого автомобиля. Если бы вы воспринимали свою скорость только относительно обгоняемого автомобиля, не учитывая, что он тоже мчится (если считали бы, что он неподвижен), вас бы не очень волновало, что ваша скорость слишком мала. Другими словами, вы всегда «видите» обе скорости одновременно, по-другому попросту не получается.

Теперь насчёт начальника станции. Когда он наблюдает распространение светового луча в вагоне, он будет одновременно видеть и его скорость относительно вагона, и его скорость относительно платформы. И, по логике вещей, он должен бы заметить, что обе эти скорости одинаковы. Как такое представить? А никак. Лучше условиться, что он будет воспринимать скорость луча только относительно платформы, а пассажиры вагона только относительно вагона. Тогда всё логично и мы легко выруливаем к нужным выводам.

Можно, конечно, возразить, что все эти ёрничанья неуместны: речь идёт вовсе не о том, как свет будет распространяться в реалиях, а о том, что разные люди могут воспринимать это распространение по-разному. Но, во-первых, как было указано выше, непонятно, почему же начальник станции и пассажиры (которые, напомним, тоже воспринимают вагон движущимся) видят распространение света по-разному. А во-вторых, нельзя путать реально происходящие события с их субъективным восприятием разными людьми. В данном видео (как, впрочем, и во всех других материалах на эту тему) делается упор именно на то, что разные люди одно и то же событие субъективно воспринимают по-разному. А разве это свидетельствует об относительности одновременности?

Допустим, в точках А и Б, находящихся в десяти километрах друг от друга, прогремел гром. А я нахожусь в доме, расположенном ровно посередине между этими точками. Звук грома дойдёт до меня одновременно от обеих точек. А мой товарищ, допустим, находится в другом доме, расположенном на продолжении линии АБ в пяти километрах от точки Б. Он услышит звук сначала от точки Б, а потом от точки А. Я услышал звуки одновременно, мой товарищ эти же звуки услышал не одновременно, и что? Одновременность относительна? Нет, конечно. Просто существует объективная реальность, а ещё существует субъективное восприятие объективной реальности, и их нельзя путать. В данном случае надо просто учитывать, что момент свершения события и момент получения информации о событии это разные вещи и их нельзя отождествлять. Одно событие может произойти раньше другого события, но информация о нём может дойти до наблюдателя позже, чем от более позднего события.

5

Ладно, давайте проследим, что было дальше. Вернее, вернёмся к моменту, когда женщина-физик дважды объяснила любопытному пассажиру, что передняя дверь уходит от света и поэтому свету приходится преодолевать большее расстояние. И он с недоумением произносит: «Выходит, события, одновременные для одних людей, могут быть не одновременными для других». Женщина физик подтверждает: «Вы всё правильно поняли». Но пассажир не успокаивается, говорит: «Нет, подождите, подождите, это надо осмыслить». А дальше авторы сценария сделали очень ловкий ход, уводящий сознание зрителя в сторону от неудобного вопроса. Чуть ниже рассмотрим суть этого фокуса, а сейчас пока проследим, как же любопытный пассажир стал «осмысливать» услышанное.

Он берёт спичечный коробок, условно изображающий вагон, и говорит: «Допустим, свет зажёгся здесь, в конце вагона [показывает спичкой край коробка]. Для того чтобы достигнуть передней стенки луч должен пройти путь, равный длине вагона [спичкой показывает путь луча от начала коробка до конца коробка]. С нашей точки зрения. А с точки зрения начальника станции передняя стенка уходит от света [немного выдвигает внутренний корпус коробка], и чтобы достичь её, луч должен проделать больший путь». Ну, и далее уточнения, подтверждения, и главный вывод в том, что если свет за одинаковое время и с одинаковой скоростью проходит не одинаковое расстояние (с точки зрения пассажиров и начальника станции), то приходится признать, что время в поезде и на платформе течёт по-разному.

Не будем рассматривать правомерность такого утверждения, поговорим про упомянутый выше «ловкий ход» авторов сценария. Дело в том, что в данном примере сначала рассматривался вариант, когда фонарь был ровно посередине вагона, и свет от него распространялся к передней и задней стенам вагона. А когда пассажир взял коробок, изображающий вагон, то он, увлёкшись, «забыл» об этом, и стал рассматривать вариант, когда свет распространяется из конца вагона (от задней стенки). И логика получилась более удобоваримой. В чём принципиальная разница? В том, что если свет распространяется из середины вагона, то в одном направлении он проходит больший путь (по ходу поезда, потому что «передняя стенка уходит от света»), а в другом меньший (против хода поезда: тут задняя стенка приближается к свету). За одинаковое время. И тогда с точки зрения начальника станции (если следовать логике женщины-физика) в передней половине вагона время замедлится, а в задней ускорится. Это уже как-то неубедительно, и даже комично. Поэтому, очевидно, «случайно» забыли первоначальные условия и, опять же, «случайно» рассмотрели несколько другой вариант, при котором какая-никакая, а логика просматривается.

Кстати, а если фонарь поместить у передней стенки и луч будет распространяться к задней стенке, то по этой же логике для начальника станции время в вагоне не замедлится, а ускорится. (Правда, опять же, только с точки зрения начальника станции, а пассажиры, как нам объясняют умные люди, ничего не заметят.) Почему не рассмотрен этот вариант? Надо бы рассмотреть и вариант, когда в вагоне два фонаря, – один у передней стенки, а другой у задней, – они что, компенсируют ускорение времени его замедлением? Надо бы исследовать такие нюансы, а то ведь получается какая-то недосказанность, какая-то натяжка в объяснениях.

А для отвлечения внимания от этой натяжки далее используется хитрая психологическая уловка. Пассажир, после некоторого раздумья, произносит: «А вы знаете, я это, кажется, понял». «Конечно, – со снисходительной улыбкой отвечает ему женщина-физик, – каждый культурный человек должен это понять». Вот как! После такого заявления как-то неудобно признаваться о своём несогласии с приводимыми аргументами: это же равносильно признанию своейнекультурности.

Вообще-то, заметим, что здесь женщина-физик проявила своё собственное бескультурье и бестактность: разве можно вот так, походя, незнакомым взрослым людям говорить такие вещи? Да и артисты это же деятели культуры, и если сравнивать их «культурность» с «культурностью» женщины-физика, то ещё вопрос, кто же окажется на высоте.

Ладно, смотрим дальше. А дальше тоже фокусы. Женщина-физик поясняет, что начальник станции заметил бы и ещё одну особенность, – то, что с нарастанием скорости длина поезда стала бы уменьшаться (разумеется, с точки зрения начальника станции, а не пассажиров поезда). Но постойте, а почему буквально минутой ранее утверждалось, что якобы «свет в одинаковое время и с одинаковой скоростью проходит не одинаковое расстояние», и поэтому мы вынуждены признать, что время замедлилось? Это «не одинаковое расстояние», напомним, обусловлено тем, что свету приходится пройти длину вагона плюс ещё некоторое расстояние, потому что стенка уходит от него. А тут выясняется, что вагон-то короче стал! Конечно, может, и не настолько короче, чтоб расстояние осталось прежним, но надо бы прокомментировать это. А то ведь обман получается: при предыдущем объяснении об увеличении расстояния для света вагон-то считался постоянной длины. Кстати, а может быть такой вариант, что вагон настолько сжался, что луч проходит не большее расстояние, а меньшее? Ладно, будем считать это шуткой.

Но женщине-физику не до того, она продолжает запудривать мозги попутчикам. А как иначе? Пассажирам стало интересно, а что на самом-то деле? Поезд сократился или это просто померещилось начальнику станции? Действительно, ведь в объяснении про изменение хода времени и сокращение длины поезда всегда подчёркивается, что это всё происходит с точки зрения начальника станции (ну, или просто человека, стоящего на неподвижной платформе), а для пассажиров вагона ничего этого не происходит. Так как же всё на самом деле?

Ну и женщина-физик поясняет, что и то и другое на самом деле. (Тут снова вспоминается анекдот про крокодила, у которого длина от носа до хвоста и от хвоста до носа разная. Там, очевидно, обе длины тоже «на самом деле».) И как же она это объясняет? По сути, никак. Да именно никак, хотя слов довольно много, но все они не по теме. Давайте послушаем. Итак, диалог женщины-физика (ЖФ) и пассажиров (П).

ЖФ: Что сейчас на самом деле, утро или вечер?

П: Вечер.

ЖФ: А у кубинцев утро.

П: Ну и что?

ЖФ: У нас зима, а в Новой Зеландии лето. От вас товарищ находится слева, а от меня справа. С нашей точки зрения длина поезда одна, а с точки зрения стрелочника другая. И всё это на самом деле.

П: Да, и всё-таки всё это трудно охватить умом.

ЖФ: Дедушкам наших прадедушек тоже было ужасно трудно. Они, например, тоже не могли охватить умом, что Земля это шар. Ведь с точки зрения северян в южном полушарии все ходят вот так, вверх ногами. А с точки зрения австралийцев мы ходим вниз головой. Так, где же на самом деле верх?.. Очевидно, в каждой точке пространства есть собственный верх. Верно?

П: Пожалуйста.

ЖФ: Ну, вот. А в каждой физической системе есть собственные размеры и своё время.

Феерично! Смешались в кучу кони, люди. И вообще, крокодил более зелёный, чем длинный.

Прямо скажем, все эти объяснения отвлечённо-ненужно-многословные. А если совсем прямо, – это не что иное, как самое настоящее словоблудие. В приведённых словесах нет никаких аналогий с рассматриваемой ситуацией. Напомним, что пассажиров заинтересовал вопрос, – если начальник станции видит в вагоне одно, а пассажиры, находящиеся в этом вагоне, видят другое, то как всё обстоит на самом деле? И получают ответ, что всё, что видит каждый, это и есть «на самом деле». Просто это «на самом деле» относительно, оно зависит от того, в каких условиях находится наблюдатель, поэтому каждый видит своё. До этого момента какая-то логика есть, хотя и с натяжкой, но вот приведённые далее аналогии просто шокируют. Где в них разное восприятие разными наблюдателями?

Вот разговариваю я по Скайпу со своим приятелем, живущим на Камчатке, у меня вечер, у него утро, и что? Я вижу, что у него утро, и он видит, что у него утро, я вижу, что у меня вечер, и он видит, что у меня вечер, – никакой разницы в восприятии нет. Точно так же разговариваю я с другим приятелем, уехавшим отдыхать в Тайланд, – вижу, что у него там лето, и он видит, что у него лето. А у меня зима, и мы оба видим именно это. Где тут относительность? Где аналогия с наблюдениями начальника станции и пассажиров?

И даже относительность понятий «справа-слева» в реальной жизни, по факту, не является таковой: я вижу, что вон у того человека справа находится то-то, а слева то-то, – и он видит то же самое. Да, если мы стоим лицом друг к другу, то наши «лево» и «право» разные, но мы оба видим именно это, никакой разницы в восприятии нет. А каждый раз, когда употребляем эти понятия, то при необходимости делаем уточнения. Например, «Справа от нас находится здание такое-то, а слева такое-то». А иногда и уточнять не надо, например, объясняя, как пройти куда-то, говорят фразу типа: «Сначала идёте прямо, а на перекрёстке повернёте направо». Всегда по смыслу ясно, относительно чего «право» или «лево», все воспринимают это одинаково. И вообще, если где-то что-то относительно, то это никак не свидетельствует о правильности суждений ни о сокращении длины поезда, ни о замедлении времени. Относительно моего соседа сверху я внизу, относительно соседа снизу я вверху, и что? Может ли это как-то свидетельствовать, что длина поезда относительна для каждого из нас?

Тут мы снова вернулись к вопросу, что понятие «относительность» для теории относительности и для физики Ньютона это разные понятия. Принципиальное отличие в том, что в ньютоновской физике вся эта относительность воспринимается всеми одинаково, а в теории относительности разные наблюдатели воспринимают одни и те же события по-разному. И это понятие – «относительность» – надо употреблять корректно. Нельзя путать кислое с мягким.

И вот ещё перл «А с точки зрения австралийцев мы ходим вниз головой. Так, где же на самом деле верх?.. Очевидно, в каждой точке пространства есть собственный верх. Верно?». Нет, не верно. Собственный верх есть не «в каждой точке пространства», а в каждой точке земной поверхности. А вот в космосе нет ни верха, ни низа. Может, это просто невинная оговорка? Вряд ли. Оговорка могла иметь место при реальном разговоре, а тут, в фильме, всё идёт по продуманному сценарию. И эта «оговорка» нужна для подготовки сознания слушателей к последовавшему за ней утверждению: «Ну, вот. А в каждой физической системе есть собственные размеры и своё время». Складно звучит. В каждой точке пространства свой верх, а в каждой физической системе (которые, кстати, могут находиться в любой точке именно пространства) есть собственные размеры и своё время. А если бы не было «оговорки», то звучало бы не так складно. И труднее внедрялось бы в сознание.

И про дедушек наших прадедушек тоже наверняка не случайно сказано: ведь любое сомнение в правоте суждений учёной женщины как бы свидетельствует о твоей дремучести, а в наш просвещённый век как-то стыдно быть похожим на неграмотных и дремучих «дедушек наших прадедушек», лучше уж просто признать, что с этими ускорениями-замедлениями-сокращениями всё логично, современнее выглядеть будешь.

Кстати, а хоть кто-то разговаривал с дедушкой своего прадедушки? Как там у них было с трудностью признания Земли шаром? Вообще-то, в школе нам рассказывали, что в те времена за такие взгляды могли и на костре сжечь. А такой аргумент трудно назвать малоубедительным, любой признает, что Земля плоская. А ещё в те времена абсолютному большинству населения было попросту глубоко безразличны умозаключения каких-то там чудаков-учёных. Так зачем же сравнивать современность со средневековьем? Нам требуются просто чёткое определение и внятное объяснение провозглашённых постулатов, а не психологические уловки. Но с этим у релятивистов, мягко говоря, туго. Вот и приходится использовать уловки типа «Каждый культурный человек (!) должен понимать это». Или как вот сейчас – не принимаешь все эти словесные выкрутасы, значит, ты тёмный человек сродни дедушкам наших прадедушек. Не костёр, конечно, но как-то мотивирует отказаться от «дремучих» представлений о ньютоновской физике.

Кстати, насчёт дедушек наших прадедушек и даже более ранние времена нельзя сказать, что тогда все поголовно были тёмными, и что кругом вообще царила сплошная дремучесть. Так, уже в III веке до н.э. древнегреческий учёный Эратосфен Киренский (ок. 276-194 до н.э.) не только твёрдо знал, что Земля – шар, но и сумел измерить радиус Земли, получив величину 6311 км – с ошибкой не более 1 процента! Но это уже совсем другая тема.

И главное. Насчёт того, что дедушкам наших прадедушек было «ужасно трудно […] охватить умом, что Земля это шар». Разве? Здесь есть аналогия с «трудностью охвата умом» постулатов теории относительности? Нет, здесь «трудности» принципиально другого характера. Ну, узнали наши дедушки, что Земля шар, и что? Непривычно, конечно, но ведь это не отменяет и не изменяет привычного хода событий, просто объяснение другое. Солнце как вставало, так и встаёт, только объясняется это по-другому. И звёзды не падают на Землю по-прежнему, просто объяснение другое. Но вот теория относительности вводит ускорение-замедление времени, абсолютную скорость, относительность одновременности. И ладно бы было что-то новое, но ведь абсурдное. Скорость по определению величина относительная, как представить её абсолютной? Время по определению что-то постоянно и равномерно текущее, как представить ускорение-замедление? Не ускорение процесса, а ускорение времени. Ладно, оставим это.

6

Вернёмся к нашим героям. Женщина-физик по просьбе любопытного пассажира объясняет, что будет, если их поезд помчится с «невероятной скоростью», и даже конкретизировала – 280000 километров в секунду. Тогда сами пассажиры ничего не заметят, для них всё останется по-прежнему. Но представим себе, что у людей в Москве (откуда ушёл поезд) есть фантастический телевизор, который «показывает мир в соответствии с формулами Эйнштейна». С точки зрения телезрителей в Москве пассажиры и всё, что их окружает, сократились бы в три раза, и время у них замедлилось бы в три раза. Один день жизни пассажиров зрители в Москве наблюдали бы три дня, один год три года и т.д. В общем, с точки зрения зрителей в Москве время у пассажиров текло бы в три раза медленнее, и сами они в направлении движения сократились бы в три раза.

Но это не всё. Женщина-физик продолжает удивлять слушателей. Оказывается, что сами пассажиры, если бы они тоже имели волшебный телевизор и через него наблюдали бы жизнь в Москве, увидели бы, что с москвичами творится то же самое: время у них замедлилось бы в три раза, а размеры в направлении движения тоже уменьшились бы в три раза. Насчёт «размеров в направлении движения» это не опечатка: Москва тоже движется относительно поезда, потому что прямолинейное и равномерное движение относительно.

В общем, «В вагоне ваши часы отстали от московских. Верно? Ну, вот. А в Москве они точно так же отстанут от наших, вагонных часов». Хорошее объяснение. И здесь уже не делается никаких попыток привести какие-то аналогии, просто, сказано, что всё это «в соответствии с формулами Эйнштейна». То есть, время у москвичей стало идти медленнее, чем время у пассажиров, а время у пассажиров, в свою очередь, стало идти медленнее, чем время у москвичей, потому что так положено по формулам Эйнштейна.

Кстати, тут женщина-физик сплоховала: не привела никаких аналогий для лучшего понимания. А то ведь абсурдно звучит, что у меня часы отстали относительно его часов, а его часы отстали относительно моих часов. И всё это, надо полагать, «на самом деле». Такая мысль напрашивается из всего предыдущего повествования. Но вот другой «просветитель», Мартин Гарднер, написавший книгу «Теория относительности для миллионов» (её мы коснёмся ниже), привёл хорошую аналогию. Цитируем: «Если два человека станут по разные стороны огромной двояковогнутой линзы, то каждый из них увидит другого меньше себя, но это не то же самое, что сказать, будто каждый из них меньше другого». Всё чётко. Вот только сакральное «на самом деле» сюда не вписывается. Правда, и женщина-физик ничего про эту подробность здесь не сказала. И, похоже, это не случайно: как-то сложно объяснить, что можно «на самом деле» наблюдать, как его часы отстают от моих, а мои от его.

Кстати, а вот насчёт скорости в 280000 км/сек, с которой мчится поезд, тоже надо бы сделать пояснения. Поезд-то теперь стал существовать в другом времени, которое в три раза медленнее. Но тогда и его скорость должна быть в три раза быстрее, то есть 840000 км/сек, в 2,8 раза быстрее скорости света. Нет, это вовсе не намёк на какую-то нестыковку в теории относительности, там наверняка есть какие-то изощрённо-извращённые объяснения со ссылками на относительность чего-то относительно ещё чего-то, связанное с абсолютностью скорости света. Просто хотелось бы услышать комментарии к данной ситуации. Ладно, не будем углубляться в эту тему.

Далее любопытный пассажир задаёт вопрос: «Позвольте, но как же тогда говорят, что будущий космонавт вернётся на Землю молодым, а встречать его будут бородатые внуки?». Здесь, оказывается, тоже всё просто. Цитируем: «Дело в том, что он не будет всё время лететь равномерно и прямолинейно, ему придётся набирать и гасить скорость, испытывать ускорение, менять направление полёта. А ускорение не относительно, оно абсолютно, поэтому молодым останется тот, кто его испытает».

Снова перл! Да ещё какой! А любопытный пассажир почему-то удовлетворился таким ответом. Почему он вдруг забыл, что речь идёт, вообще-то, о теории относительности? И женщина-физик забыла. Действительно, из её слов однозначно следует, что эффект околосветовой скорости здесь не причём, это всё действие ускорения. Было бы вполне естественным, если бы любопытный пассажир задал уточняющий вопрос типа: «Так что же, выходит, замедление времени при движении здесь не причём?». Да и сама женщина-физик, по идее, начав отвечать на вопрос, должна бы начать именно с этого уточнения, сказав, что здесь другое, это вовсе не парадоксы теории относительности. Но любопытный пассажир не стал ничего уточнять, а женщина-физик не стала заострять внимание на этом нюансе.

А может, её слова можно понять как-то иначе, то есть, в какой-то связке с постулатами теории относительности? Нет. Можно много раз пересмотреть видеоролик и прослушать это объяснение со всеми её интонациями, – не получается понять как-то иначе. Более того, если допустить, что эти слова женщина-физик произнесла вполне осознанно (а как иначе-то?), а не просто легкомысленно «сболтнула» (такого, вообще-то, не может быть), то какая-то ерунда получается. Давайте заострим внимание на этих её словах «…ускорение не относительно, оно абсолютно, [внимание!] поэтому молодым останется тот, кто его испытает». Вон оно как! Молодым останется тот, кто испытал ускорение, потому что ускорение не относительно, а абсолютно. Получается, что тот, кто испытает воздействие не относительное, а абсолютное, тот останется молодым (вернее, у того замедлятся процессы старения, но не суть важно). Вообще-то, это уже что-то из области медицины, а не теории относительности. Но вот Раскольников шарахнул старушку топором по голове, это воздействие для неё было вовсе не относительным, а абсолютным, но она нисколько не омолодилась. Сарказм, конечно, и, прямо скажем, не остроумный сарказм, но как-то раздражают уже эти вот подтасовки и передёргивания в разъяснениях. Но даже если отбросить все ёрничанья и сарказм, то в любом случае заявление странное. Когда лётчик-истребитель поднимается в воздух, то попадает именно в такие условия, которые нам описала эта милая дама: «…ему придётся набирать и гасить скорость, испытывать ускорение, менять направление полёта». Но что-то не слышно, утверждений, что всё это омолаживает организм лётчика. В конце концов, зачем тут вообще говорить о каких-то околосветовые скоростях? Можно же просто засунуть человека в центрифугу и крутить, – пусть испытывает нагрузки и омолаживается. Бред? Очевидно, да, бред. По крайней мере, с точки зрения дилетанта.

.И напоследок хотелось бы заострить внимание, что фильм сам по себе замечательный, смотрится на одном дыхании, а самое интересное в том, что его не смогли испортить даже многочисленные дебильства в объяснениях теории относительности. Поневоле возникают подозрения, что заказчики фильма специально попросили съёмочную группу сделать фильм как можно более высокохудожественным, чтоб как-то завуалировать бросающиеся в глаза нестыковки объяснений означенной теории. Надо сказать, что это им удалось просто блестяще.

7

Давайте немного поговорим о персонаже, сыгранным Георгием Вициным. Он в этом фильме играет самого себя, хотя об этом говорится как-то косвенно. Просто в начале фильма, когда женщина-физик вместе с проводницей заходит в пустое на тот момент купе, то проводница объясняет, что здесь едут артисты, и она их сразу узнала. И далее: «Вот здесь… ну, как его… “Пёс Барбос”. Вот… А вот здесь тоже какой-то смешной-смешной». Ну, если «Пёс Барбос», то речь идёт однозначно о Вицине, другие пассажиры-артисты в упомянутой короткометражке не снимались. Остальные, возможно, тоже играют себя (кроме Аллы Демидовой), но это не очень ясно. Да и не важно.

А если Вицин играл самого себя, то, наверное, логично предположить, что он и свои реплики для сценария придумывал сам, или, по крайней мере, корректировал их, ведь странно было бы, изображая себя, тупо повторять написанный кем-то текст, несмотря на то, что сам не хочешь выглядеть таким, как в сценарии.

В этом фильме Георгий Вицин интересен тем, что сначала он похож на этакого простачка, который даже не скрывает своей некомпетентности. Он открыто говорит, что многие люди просто притворяются, что понимают теорию относительности, потому что «боятся прослыть дураками». И далее сказал: «А я прямо говорю: “Я не знаю”». Вроде бы простое и естественное признание, и ничего особенного здесь нет. Но вот последующие его такие же «невинные» реплики уже наводят на размышления. Невольно закрадывается подозрение, что он уже интересовался теорией относительности, разговаривал с её сторонниками и, зная их нравы, просто не хочет ввязываться в очередные замысловатые, насквозь противоречивые рассуждения. В его словах слышится глубоко скрытая ирония, насмешка над всеми этими умничаньями.

Например, когда женщина-физик описывает мысленный эксперимент, где двери открываются по световому сигналу, она спрашивает: «А что сказали бы дачники, стоящие на платформе?». Вицин якобы наивно уточняет: «А какие, умные дачники?». Согласимся, не очень стандартное уточнение: не каждому придёт в голову уточнять такую деталь, ведь в подобных задачах всегда предполагается, что речь идёт о нормальных людях, а не о дураках. Но Вицин уточнил. И к этому утонению очень уж хорошо подходит скрытый контекст, что-то вроде «умные, адекватные люди увидят то, что происходит на самом деле, а не то, что положено видеть согласно каким-то отвлечённым умствованиям». И, кстати, потом, в конце фильма, он дипломатично, без всякого сарказма, резюмировал: «Ну, в общем, всё это красивая теория, не имеющая никакого практического значения». Другими словами, не впечатлили его мудрствования учёной женщины, а спорить с ней и что-то доказывать ему не хочется.

А ведь Вицин, судя по этому фильму, очень ответственно относится к своим словам, это видно по другому его уточнению. Например, когда женщина-физик сказала ему: «Ну, вы же сами сказали, что это глупый вопрос» (про скорость пассажира в вагоне), то Вицин уточнил: «Я сказал: “Нелепый”». Разница действительно есть: этот вопрос сам по себе вовсе не глупый, если его задавать школьникам, но он был задан взрослым людям, а это нелепо и даже оскорбительно. И, характеризуя этот вопрос как «нелепый», Вицин завуалированно намекает, что не стоит считать их, артистов, совсем уж дураками.

И далее, на вопрос «Очевидно, в каждой точке пространства есть собственный верх. Верно?», он отвечает не «Да», не «Нет», а «Пожалуйста». Уклончивый ответ, и даже немного странный: что «пожалуйста»? Похоже, здесь примерно такой подтекст: «Я не согласен, но если тебе хочется говорить именно так, – пожалуйста, а я в это встревать не хочу». (Действительно, не в каждой точке пространства, а каждой точке земной поверхности, но если начать уточнять, то можно «нарваться» на очередной поток слов.) И далее, когда женщина-физик после очередного объяснения, задаёт вопрос: «Вы не согласны?», Вицин с какой-то усталой покорностью отвечает: «Я на всё согласен. Валяйте. Скоро выяснится, что мы вообще едем в другую сторону». По-моему здесь слышится что-то вроде: «Отстала бы ты от меня, надоело уже всю эту твою галиматью слушать».

И потом, при рассмотрении следующего мысленного эксперимента, где предполагалось, что поезд мчится с околосветовой скоростью, был задан вопрос, что увидят дачники на платформе, то Вицин, прикидываясь простачком, вставил: «А они ничего не успеют рассмотреть». А ведь это самый настоящий стёб, ведь в предыдущих примерах уже допускалось предположение, что наблюдатели вполне успевают всё рассмотреть и проанализировать. И Вицин всё понимал и принимал. А тут вдруг почему-то не понимает. Да понял он всё, просто ему надоело выслушивать какую-то нелепую фантастику, а сказать об этом прямо деликатность не позволяет. И эти его слова про «ничего не успеют рассмотреть» следует, очевидно, понимать как банальное ёрничанье над рассмотренными мысленными экспериментами: они же все явно нереальны, не поддающиеся проверке, и на их основе нельзя строить теорий. Всё в них чисто умозрительно. Но женщина-физик говорит об этих экспериментах так, как будто сама их проводила и теперь делится впечатлениями.

И, наконец, когда женщина-физик показывает снимок в журнале, Вицин сразу же воскликнул: «О! Синхрофазотрон!». Получается, что эта установка ему знакома. Именно ему, а не его любопытному коллеге, который живо интересовался рассказом учёной женщины и постоянно всё спрашивал и уточнял. Выходит, Вицин уже интересовался вопросами физики, худо-бедно знаком с основными её положениями и направлениями, и уже имел определённое мнение о теории относительности, очевидно, скептическое мнение. Отсюда его ирония, скрываемая внешней деликатностью. Просто ему, очевидно, очень уж не хотелось активно ввязываться в эти дебаты, которые он, вероятно, считает обыкновенным словоблудием.

Да, все диалоги были постановочными, но ведь Вицин играл себя и, очевидно, он свои ответы «примерял» к ситуации, как если бы вёл диалог с реальной женщиной-физиком.

И ещё не могу не отметить один из комментариев к фильму: «Только Вицин в этой ситуации не идиот». Автор скрылся под ником Zvag Rus. Не уверен, что это на сто процентов правильно (другие актёры тоже играли замечательно, и нельзя сказать, что они выглядели идиотами), но Вицин действительно вёл себя не совсем стандартно, но при этом очень органично вписался в сюжет.

Впрочем, всё, что здесь сказазано про Вицина это лишь домыслы, которые ни в коем случае нельзя принимать за чистую монету. Просто не хочется оставлять без внимания все эти его, вроде бы, невинные замечания и комментарии, которые, похоже, имеют скрытый смысл, и которые, вполне возможно, он в сценарии прописал сам.

Ещё немного о популярном объяснении теории относительности

1

Выше мы уже упоминали книгу выдающегося американского математика и популяризатора науки Мартина Гарднера «Теория относительности для миллионов». Книга замечательная. Написана увлекательно, лёгким и доступным языком, и содержит изобилие наглядных иллюстраций, придающих ей дополнительную привлекательность и, если можно так выразиться, определённый налёт профессионализма. Эта книга переведена на множество самых разных языков, в том числе и на русский. Возможно, это вообще самая известная книга из всех популярных книг по теории относительности.

Но вот в чём беда: она страдает теми же болезнями, что и все материалы популяризующие теорию относительности. И она явно рассчитана на то, чтоб читатель не очень задумывался над деталями. Тогда чтение становится интересным, ясным и – что тоже очень важно – как-то незаметно повышающим самооценку: я ведь теперь тоже принадлежу к числу избранных, тех. кто разбирается в сложнейшей из теорий. Но вот если читать вдумчиво, пытаясь понять саму суть, то постоянно невольно возникает вопрос типа: «Что за ерунда? Это автор на самом деле так думает, или он пытается просто разыграть меня?».

Кстати, книга есть в свободном доступе в интернете, можно забить в поисковике её название и затем скачать.

Заметим, что к видеоролику, рассмотренному выше, эта книга не имеет (да и не может иметь) никакого отношения, но сколько же одинаковых приёмчиков в объяснении ключевых моментов! Даже начало, по сути, одинаковое, хотя формально ничего общего нет. Сходство в том, что в начале книги, как и в начале видеоролика, приводится много-много понятий, к которым применимо слово «относительно». Уже знакомый нам приём для подготовки наших мозгов к восприятию положений теории относительности, чтоб не слишком остро замечались многочисленные нестыковки и просто абсурды. Не будем на этом останавливаться, подобные уловки мы разбирали при анализе видеоролика.

Всю книгу анализировать мы не будем, это слишком долго (да и не имеет смысла), просто разберём один из характерных примеров, где видна специфика логики автора и сам стиль повествования

Сначала просто процитируем описание мысленного эксперимента, доказывающего справедливость одного из выводов, вытекающих из основных постулатов теории относительности, – это относительность одновременности. (Ох уж эти мысленные эксперименты! Вообще-то, только реальные эксперименты дают гарантию истинности, да и то не всегда, а мысленный эксперимент, это, строго говоря, не эксперимент вовсе, а всего лишь версия, или даже просто предположение.)

Итак, цитируем.

Чтобы наглядно объяснить специальную теорию, Эйнштейн предложил свой знаменитый мысленный эксперимент. Представим себе, сказал он, наблюдателя М, который стоит около железнодорожного полотна. На некотором расстоянии по направлению движения имеется точка Б. На таком же расстоянии против направления движения имеется точка А. Пусть оказалось, что одновременно в точках А и Б вспыхивает молния. Наблюдатель считает, что эти события одновременны, так как он видит обе вспышки в одно и то же мгновение. Поскольку он находится посередине между ними и поскольку свет распространяется с постоянной скоростью, то он заключает, что молния ударила одновременно в этих двух точках.

Теперь предположим, что, когда ударяет молния, вдоль полотна в направлении от А к Б с большой скоростью движется поезд. В тот момент, когда происходят обе вспышки, наблюдатель внутри поезда – назовем его М' – находится как раз напротив наблюдателя М, стоящего около полотна. Поскольку М' движется в направлении к одной вспышке и удаляется от другой, он увидит вспышку в Б раньше, чем в А. Зная, что он находится в движении, он примет в расчет конечность скорости света и также сделает вывод, что вспышки произошли одновременно.

Все очень хорошо. Но согласно двум основным постулатам специальной теории (подтвержденным опытом Майкельсона – Морли) мы можем с таким же правом предположить, что поезд покоится, тогда как Земля быстро бежит назад под его колесами.

С этой точки зрения М', наблюдатель в поезде, придет к заключению, что вспышка в Б действительно произошла раньше, чем в А, – в той последовательности, в какой он их наблюдал. Он знает, что находится посередине между этими вспышками и, поскольку считает себя покоящимся, вынужден заключить, что вспышка, которую он видел первой, произошла раньше, чем та, которую он видел второй.

М, наблюдатель на Земле, вынужден согласиться.

Правда, он видит вспышки как одновременные, но теперь он предполагается движущимся. Когда он примет в расчет скорость света и тот факт, что он движется навстречу вспышке в А и от вспышки в Б, он сделает вывод, что вспышка в Б должна была произойти раньше.

Следовательно, мы вынуждены заключить, что на вопрос, были ли вспышки одновременными, нельзя ответить каким-то абсолютным образом. Ответ зависит от выбора системы отсчета. Конечно, если два события происходят одновременно в одной и той же точке, то можно абсолютно уверенно сказать, что они одновременны. Когда два самолета сталкиваются в воздухе, нет такой системы отсчета, в которой эти самолеты развалились бы неодновременно. Но чем больше расстояние между событиями, тем труднее решить вопрос об их одновременности. Дело не в том, что мы просто не способны узнать истинное положение дела. Не существует реального истинного положения дела. Нет абсолютного времени для Вселенной, которым можно было бы измерить абсолютную одновременность. Абсолютная одновременность событий, происходящих в разных точках пространства, является лишенным смысла понятием.

Согласитесь, изложено красиво, понятно, наглядно. Начинаешь верить в один из главных постулатов теории относительности – постулат об относительности одновременности. (Кстати, там ещё и картинками всё проиллюстрировано, но они сами по себе ничего дополнительно не поясняют, просто изображены наблюдатель, пассажир и молнии. Очевидно, это просто для более комфортного чтения.) С другой стороны, возникает то тревожное чувство, когда начинаешь подозревать, что тебя пытаются обмануть. Давайте сейчас, когда мы знаем суть изложенного выше мысленного эксперимента, ещё раз прочтём и внимательно проанализируем все высказанные утверждения.

2

Прежде всего, при повторном чтении становится непонятным следующая формулировка: «Пусть оказалось, что одновременно в точках А и Б вспыхивает молния. Наблюдатель считает, что эти события одновременны, так как он видит обе вспышки в одно и то же мгновение». При первом чтении всё понятно – вспыхнули две молнии одновременно, таковы первоначально заданные условия задачи. Именно заданные условия. То есть, мы априори достоверно знаем, что вспышки произошли одновременно, это как бы объективная реальность. А дальше?

А дальше рассматриваем, как эти одновременные события воспринимаются разными людьми в разных условиях. Оказывается, по-разному. И что? Кто-то воспринял как одновременность, кто-то как неодновременность… Это понятно и совсем не удивительно. Но у автора конечный вывод таков, что сама по себе одновременность относительна, что если два события разделены пространством, то нельзя утверждать, одновременно они произошли или нет. Понятно было бы, если бы речь шла лишь о том, что наблюдатель может ошибиться, может субъективно воспринять события не так, как они произошли в действительности. Но автор делает другой вывод: «…Следовательно, мы вынуждены заключить, что на вопрос, были ли вспышки одновременными, нельзя ответить каким-то абсолютным образом».

Но ведь если мы не можем «каким-то абсолютным образом» утверждать, что вспышки произошли одновременно, то и задавать такое условие в задаче нельзя.

Ладно, в конце концов, автор мог просто не очень корректно сформулировать свою мысль, попробуем уточнить, переформулировать, чтоб всё было корректно.

А «корректно» это, примерно, так. На платформе возле железнодорожного полотна стоит наблюдатель М. На некотором расстоянии по направлению движения имеется точка Б. На таком же расстоянии против направления движения имеется точка А. Наблюдателю известно, что он находится ровно посередине между этими двумя точками. В какой-то момент времени он видит, что аккурат в точку А и в точку Б одновременно ударили две молнии. То есть, он субъективно воспринял, что вспышки произошли одновременно. Теперь ему надо определить, так ли это на самом деле. Он знает, что свет распространяется с постоянной скоростью, а так как до точек А и Б расстояние одинаково, то и свет от молний прошёл эти расстояния за одинаковое время. И наблюдатель делает однозначный вывод: молнии вспыхнули одновременно, просто чуть раньше того момента, как он их увидел. Вопрос: он прав или нет?

На первый взгляд может показаться, что данная формулировка принципиально не отличается от формулировки автора. Но это в корне не так. Здесь мы не задаём условия, что вспышки произошли одновременно, здесь мы утверждаем только, что наблюдатель субъективно воспринял эти явления как одновременно произошедшие, но была ли эта одновременность на самом деле, мы не знаем. Мы только приводим субъективное восприятие событий наблюдателем и его логику, по которой он пришёл к выводу, что вспышки произошли одновременно. А если потом окажется, что эта одновременность относительна, то никакого противоречия в таком изложении не будет.

Точно такие же рассуждения можно провести и в отношении пассажира поезда. То есть, не задавать заранее условие, что вспышки произошли одновременно, а привести его логику, по которой он пришёл к выводу об их одновременности. А логика здесь тоже проста, хоть несколько длиннее и зануднее, чем в случае с неподвижным наблюдателем.

В общем, сначала он увидел свет от точки Б. Но он знает, что скорость света конечна, и посчитал, сколько времени потребовалось свету, чтоб дойти до него. А ещё он знает, с какой скоростью он сам движется, и посчитал, какое расстояние он проехал с момента вспышки, до момента, когда он увидел её. Оказалось, что он в момент вспышки был ровно посередине между точками А и Б. Потом он увидел вспышку от точки А, и тоже посчитал, сколько времени потребовалось свету, чтобы преодолеть расстояние от точки А до него. Но, опять же, он знает, что он движется, посчитал, какой путь он проделал за время распространения света, и определил, что он в это время был ровно посередине между А и Б. Вывод: обе вспышки вспыхнули именно в тот момент, когда он был ровно посередине между точками А и Б, то есть вспыхнули они одновременно.

Итак, изначально нам известно только, каким образом это событие было воспринято наблюдателями и их логика, по которой они пришли к выводу об одновременности вспышек. Все условия заданы вполне корректно.

Кто-то скажет, что это занудство, и в принципе не так уж важно, как всё сформулировано, главное, сам сюжет понятен. Нет, это не занудство просто такая формулировка, которую мы сейчас сделали, при дальнейших разъяснениях резко затруднила бы «логическое жульничество», о котором мы будем говорить ниже. По крайней мере, мы обратили внимание, что пассажир в тот момент, когда увидел вспышку от точки Б, был к этой точке ближе, чем к точке А, но никак не посередине между ними. А это, как мы увидим далее, очень важно.

Итак, автора мы подправили, некорректность формулировки убрали, а что изменилось? В первой части рассуждений (когда мы считаем поезд движущимся, а станцию неподвижной) ничего. Всё привычно для нашего восприятия – поезд движется, а станция неподвижна. И если бы не было дальнейших рассуждений, то всё было бы в порядке, и даже эти наши приведённые выше придирки к формулировке условий были бы неуместны. Но дальнейшие рассуждения у автора есть, и здесь никак нельзя не обратить внимания на одну очень важную деталь, которую можно не заметить при первом чтении, но вот при втором чтении, когда мы уже знаем сюжет описанного действа, эта деталь бросается в глаза. А если вспомнить, что там дальше написано, то вообще возникает ощущение, что автор сознательно жульничает.

Давайте проанализируем один абзац.

Теперь предположим, что, когда ударяет молния, вдоль полотна в направлении от А к Б с большой скоростью движется поезд. В тот момент, когда происходят обе вспышки, наблюдатель внутри поезда – назовем его М' – находится как раз напротив наблюдателя М, стоящего около полотна. Поскольку М' движется в направлении к одной вспышке и удаляется от другой, он увидит вспышку в Б раньше, чем в А. Зная, что он находится в движении, он примет в расчет конечность скорости света и также сделает вывод, что вспышки произошли одновременно.

Эту самую деталь, про которую мы сказали выше, не заметили? А она сейчас как-то и не важна, поэтому и не бросается в глаза. Но вот во второй части объяснений эта деталь очень важна, но автор «не замечает» её, просто потому, что она мешает делать нужные выводы. Короче, цитируем.

«В тот момент, когда происходят обе вспышки, наблюдатель внутри поезда – назовем его М' – находится как раз напротив наблюдателя М, стоящего около полотна».

Заметим: не в тот момент, когда наблюдатель на Земле увидел вспышки, то есть, когда свет уже дошёл до него, а в тот момент, когда вспышки только что произошли, то есть, когда свет только начал распространяться. Оба наблюдателя пока не видят этих вспышек, потому что свет ещё не дошёл до них, они увидят их несколько позже. Но наблюдатель в поезде движется навстречу распространяющемуся из точки Б свету (ну и, соответственно, удаляется от распространяющегося из точки А света). Поэтому в тот момент, когда он «встретится» с волной света, пришедшего из точки Б, его местоположение будет уже не напротив наблюдателя М, а несколько ближе к точке Б. А как иначе?

И всё бы ничего, такое положение дел как бы подразумевается. Да и сам пассажир очень даже грамотно проанализировал ситуацию, учтя, что он движется к точке Б (то есть, в момент восприятия вспышки был ближе к точке Б и дальше от точки А) и сделав вывод об одновременности вспышек. Всё логично. Но здесь есть одно существенное «но», которое на некорректность формулировки никак не спишешь.

Это «но» возникает, когда переходим ко второй части, то есть, когда рассматривается вариант, что «поезд покоится, тогда как Земля быстро бежит назад под его колесами».

Давайте процитируем, как автор описывает этот момент.

«С этой точки зрения М', наблюдатель в поезде, придет к заключению, что вспышка в Б действительно произошла раньше, чем в А, – в той последовательности, в какой он их наблюдал. Он знает, что находится посередине между этими вспышками и, поскольку считает себя покоящимся, вынужден заключить, что вспышка, которую он видел первой, произошла раньше, чем та, которую он видел второй.

М, наблюдатель на Земле, вынужден согласиться».

Позвольте, а почему это он находится «посередине между вспышками»? Мы же знаем, что в момент, когда он увидел вспышку из точки Б, то он был ближе к этой точке. А как только мы представили себе, что он неподвижен, то каким-то загадочным образом получилось, что он находится посередине. Может ли такое быть? Нет. То, что творится в нашем воображении, никак не влияет на реалии. Мы можем считать неподвижным какой угодно объект, а всё остальное движущимся относительно него, но при этом изменение взаимоположения всех реальных объектов относительно друг друга никак не зависит от наших мыслей. В любой момент времени взаимоположение всех реальных объектов совершенно не зависит от того, что мы принимаем за неподвижную точку. Вряд ли автор не знает этого. Но почему-то не согласовал этот момент в двух рассмотренных ситуациях. В первом варианте он не заострил внимание на том, что пассажир в момент восприятия вспышки из точки Б был ближе к этой точке. Не похоже, что это случайно. Особенно если учесть, что здесь есть и ещё один момент, о котором автор прекрасно знает и подробно объясняет в других частях книги (да и вообще, как-то абсурдно предположить, что выдающимся математик и популяризатор науки чего-то не знает в этой области). А здесь он этот момент почему-то забывает.

Дело в том, что согласно специальной теории относительности (СТО) Эйнштейна, свет, представляющий собой электромагнитные колебания, распространяется не в какой-то среде, а сам по себе. Его скорость постоянна и не зависит ни от движения источника света, ни от движения наблюдателя. Это ключевой вывод, который сделал Эйнштейн из опыта Майкельсона-Морли.

Давайте для ясности, немного видоизменим опыт, а именно – заменим свет на звук. Допустим, не молнии мелькнули в точках А и Б, а два динамика в этих точках подали звуковой сигнал. Опыт, по сути, абсолютно такой же, хотя скорость звука в воздухе распространяется несравненно медленнее, чем свет (примерно 340 м/сек). Это здесь не принципиально. В случае со звуком пассажир так же воспринял бы сигнал из точки Б раньше, чем из точки А, только к этому моменту от был бы дальше от средины (от наблюдателя М), чем в случае со светом. Ну, и данные для определения одновременности сигналов были бы другие, но суть та же. А принципиальный момент в том, что здесь в обоих вариантах не будет никаких сюрпризов с понятием «одновременность». В варианте, когда пассажир считается неподвижным, а всё остальное мчится мимо него, придётся признать, что и воздух (то есть, среда, где в данном случае распространятся звук) также мчится мимо него. А это значит, что звук из точки Б распространяется быстрее на величину скорости движения воздуха, а из точки А медленнее на ту же величину. Учитывая это, пассажир, услышав звук из точки Б раньше, чем из точки А, снова будет вынужден прийти к выводу, что сигналы возникли одновременно.

А для наблюдателя М, стоящего на платформе посередине точек А и Б, в случае, когда он считается движущимся, вообще ничего не изменится: воздух-то тоже будет двигаться вместе с ним. Следовательно, воздух относительно него остался неподвижным, и сигналы из точек А и Б будут распространяться абсолютно так же, как и в варианте, когда он считался неподвижным, а поезд двигался. Ему даже вычислять ничего не надо. Никакой относительности одновременности!

Но когда мы рассматриваем свет, то предполагаем, что он, в отличие от звука, распространяется сам по себе, без всякой среды. А это меняет ситуацию самым радикальным образом. Луч света распространяется из той точки, в которой он был сгенерирован, причём, сам по себе, без всякой среды, и его скорость постоянна и не меняется от того, что считать неподвижным, а что движущимся (собственно, это основной постулат теории относительности).

То есть, имеем: поезд с пассажиром в неподвижном вагоне ровно посередине между точками А и Б, в которых в какой-то момент сверкнули молнии. Свет от этих молний, как ему и положено, распространяется с постоянной скоростью, «не обращая внимания» на то, что всё вокруг стремительно несётся мимо поезда. В случае, когда из точек А и Б распространялись звуковые сигналы,имело значение, что и воздух движется мимо поезда, и, как следствие, звук в одном направлении распространялся быстрее, в другом медленнее. Для света такое правило не действует. Произошла вспышка, возникла первая световая волна, и она распространяется независимо от того, что вокруг движется и куда движется.

И что в итоге? В итоге имеем: пассажир в неподвижном поезде и две молнии, вспыхнувшие спереди и сзади на равном расстоянии от него. Всё. Естественно, свет, распространяясь от обеих вспышек с постоянной скоростью, и «не обращая внимания», что всё вокруг куда-то мчится, достигнет его одновременно.

А наблюдатель на платформе теперь в другом положении. Он теперь как пассажир в движущемся поезде, только движется в направлении от точки Б к точке А. И все рассуждения, которые были сделаны в первом варианте для пассажира в поезде, теперь могут быть применены к нему. То есть, он увидит сначала вспышку от точки А, потом от точки Б. Потом, как и положено, он учтёт, что к точке А он приближался, а от точки Б удалялся, посчитает насколько он приблизился-удалился, и непременно придёт к выводу, что вспышки произошли одновременно.

Важное уточнение: когда мы говорим, что «наблюдатель приближается к точке А» или «наблюдатель удаляется от точки Б», то имеем в виду не те точки А и Б на Земле, куда ударили молнии, а те места в пространстве, где эти точки располагались в момент удара молний. То есть, где они были относительно неподвижно стоящего поезда. Ведь, опять же, в момент, когда свет от молний начал распространяться, то это распространение никак не привязано к физическим точкам А и Б, находящимся на Земле. Тут нагляднее было бы рассматривать не вспышки молний, а вспышки двух светофоров, стоящих на Земле. И пусть бы светофоры после вспышек «уехали» от первоначального положения (в данном случае относительно неподвижно стоящего поезда), начало распространения света надо считать от того места, где они были в момент возникновения этих вспышек.

А может, автор и не хотел излишней наглядности? Очень похоже на это. Ведь если устранить все подтасовки, то получается явно что-то не то: в первом случае, когда пассажир считался движущимся, он увидел сначала одну вспышку, потом другую. А когда он считался неподвижным, то увидел обе вспышки одновременно. Для наблюдателя М то же самое: когда считался неподвижным, увидел вспышки одновременно. А когда считался движущимся, – сначала одну вспышку, а затем другую. И в обоих случаях одновременность никакая не относительная, а вполне себе абсолютная. (Заметим, что в видеоролике с женщиной-физиком относительность одновременности объяснялась более хитро, одни только манипуляции со спичечным коробком чего стоят!)

Но автор всё объяснил не так. Он попросту подтасовал свои рассуждения под нужные выводы. Без подтасовки получается абсурд: в одном случае пассажир видит вспышки последовательно, в другом одновременно. Наблюдатель на платформе наоборот. Почему такое? Всё дело в допущении, что свет распространяется не в какой-то среде, а сам по себе. И здесь при разных допущениях (какой именно объект считать неподвижным, а какой движущимся относительно него) получается разное развитие событий. Нестыковка. В тех случаях, когда рассматривается не свет, а звук или ещё какой-то «нормальный» волновой процесс (где есть среда распространения), никаких нестыковок нет.

3

Интересно, что это вот допущение, что световые волны распространяется без всякой среды, сами по себе, иногда порождает такую путаницу в объяснениях, что автору такого объяснения приходится попросту выкручиваться, говоря что-то маловразумительное. Давайте рассмотрим ещё один небольшой фрагмент этой книги, где проявляется именно этот нюанс. Здесь автор, похоже, сам не верит в то, что говорит.

Цитируем.

Рассмотрим космонавта в космическом корабле, который летит вдоль светового луча. Корабль движется со скоростью, равной половине скорости света.

Если космонавт произведет соответствующие измерения, он обнаружит, что луч все равно проходит мимо него со своей обычной скоростью 300 000 км/сек. Подумайте об этом немного и вы вскоре поймете, что так и должно быть, если понятие эфирного ветра отброшено. Если бы космонавт нашел, что свет движется по отношению к нему медленнее, он обнаружил бы тот самый эфирный ветер, который не удалось обнаружить Майкельсону и Морли. Теперь, если бы его космический корабль летел прямо по направлению к источнику света со скоростью, равной половине скорости света, нашел ли бы он, что луч приближается к нему в полтора раза быстрее? Нет, луч все равно двигался бы навстречу ему со скоростью 300 000 км/с. Как бы он ни двигался относительно луча, его измерения всегда будут давать для скорости луча одну и ту же величину.

Итак, космонавт летит вдоль светового луча, меняет свою скорость, и даже направление движения, но при любой его скорости свет относительно него летит со своей обычной скоростью – 300000 километров в секунду. И как это объясняется? А никак. Оказывается, что «Если бы космонавт нашел, что свет движется по отношению к нему медленнее, он обнаружил бы тот самый эфирный ветер, который не удалось обнаружить Майкельсону и Морли». Это что, эфирный ветер обнаруживать запрещено, так получается? А как ещё понимать эту странную фразу? Ну, написал бы автор, что эфира и, как следствие, эфирного ветра не существует, это доказано опытом Майкельсона-Морли. Всё. Но тогда возникают вопросы. Вот улетел космонавт с Земли, набрал скорость в половину скорости света, потом померил скорость луча света, мчащегося рядом с ним, и обнаружил, что относительно него свет летит со своей обычной скоростью. Космонавт, наверное, удивился бы, измерил бы скорость луча относительно Земли, потом свою скорость относительно Земли, потом снова скорость луча относительно себя. Потом почесал бы затылок и попытался сообразить, что же это такое он наблюдает… Как-то так. Интересно ведь: как же это получается, что скорость луча относительно Земли и относительно меня одна и та же, хотя я лечу аж в половину этой скорости. Но какой-то не любопытный этот космонавт.

А если серьёзно, то автор, очевидно, сознательно уводит внимание читателя от этого вот вопроса – как это вообще возможно, чтоб скорость луча была одинаковой и относительно Земли, и относительно космонавта, имеющего скорость в половину скорости света. Привёл какое-то корявое объяснение, в стиле «если бы космонавт нашёл, что…», то «обнаружил бы тот самый эфирный ветер…». Ну, обнаружил бы, и что? А ничего. Просто пока пытаешься осмыслить эту странную фразу, то внимание отвлекается от ненужных вопросов. И даже создаётся впечатление, что автор что-то объяснил.

Ну ладно, эфира не существует, какой же вывод? Разве из этого факта следует, что скорость света постоянна относительно любой системы отсчёта? Интересная логика. Но ведь и брошенный камень летит без всякого эфира, а его скорость вполне себе «обычна», то есть зависит от той системы отсчёта, которую мы считаем неподвижной. Да и вообще всё на свете движется без эфира (его же, согласно теории относительности, не существует), но ведь это не значит, что скорость всего движущегося абсолютна.

Так причём же здесь, всё-таки, эфир с его ветром? Ну хорошо, эфира нет, допустим, что это очень убедительно доказано, но как это его отсутствие увязать с абсолютностью скорости света? Ведь по логике автора выходит, что именно отсутствие эфира является причиной того, что скорость света постоянна относительно всего, в том числе, разумеется, и относительно космонавта. И как автор объясняет это? А никак. Просто сказано, что если свет распространяется без эфира, значит, обычная логика здесь не подходит. А какая подходит? Сами думайте! Да, ответ буквально такой, прямо как в шуточной песне: «думайте сами, решайте сами…». И это не сарказм, не натяжка, именно такое объяснение и дано: «Подумайте об этом немного и вы вскоре поймете, что так и должно быть, если понятие эфирного ветра отброшено». Сами подумайте немного и поймёте! Замечательное объяснение! Как сказал бы Остап Бендер, «Конгениально!».

Впрочем, этот небольшой отрывок, содержащий, мягко говоря, странные объяснения, противоречит и вышеизложенным объяснениям этого же автора. Вспомним уже рассмотренный выше мысленный эксперимент, где две молнии ударяют одновременно в точки А и Б, а два наблюдателя, находятся посередине (один на платформе, а другой в движущимся вагоне). Там предполагалось, что если наблюдатель движется к источнику света (в данном случае, к точке Б), то свет от этого источника долетит до него быстрее, чем до неподвижного наблюдателя. Соответственно, если он удаляется от источника света (от точки А), свет придёт к нему позже. Он там ещё в своих расчётах учитывал, что свет от источника, к которому он приближается, долетит до него быстрее, чем от источника, от которого он удаляется. А что мы читаем сейчас? Цитируем. «Теперь, если бы его космический корабль летел прямо по направлению к источнику света со скоростью, равной половине скорости света, нашел ли бы он, что луч приближается к нему в полтора раза быстрее? Нет, луч все равно двигался бы навстречу ему со скоростью 300 000 км/с. Как бы он ни двигался относительно луча, его измерения всегда будут давать для скорости луча одну и ту же величину».

Как же так? Впрочем, ответ мы уже знаем: «Думайте сами!».

4

Больше эту книгу анализировать не будем, просто смысла нет: везде подтасовки, логические нестыковки и просто уклонения от разъяснений, как в только что рассмотренном эпизоде. Можно было бы рассмотреть и другие книги, статьи или видеоролики, разъясняющие основы теории относительности, но везде одно и то же, – многословные, красочные описания всяких чудес, вытекающих из эйнштейновских постулатов, но вот разъяснение самих постулатов, вернее, разъяснение вопиющих нелогичностей и противоречий изначальных условий найти нигде не возможно. Ограничимся тем, что рассмотрели.

Что же в итоге?

1

А в итоге ничего. Всё, что изложено выше это просто размышления дилетанта, но никоим образом не опровержение гениальной теории относительности. Вся трагедия здесь в том, что «въехать» в эту теорию не получается вовсе не из-за её сложности, а из-за отсутствия сколько-нибудь внятных объяснений самих отправных точек, на которых базируются все её выкладки, самих изначальных понятий. Ну, или постулатов.

Вообще-то, даже само это словосочетание – «постулаты Эйнштейна» – звучит как-то странно. Постулат это предположение, допущение, принимаемое без доказательств. Заметим, что постулат вовсе не аксиома, которая, как известно, тоже принимается без доказательств просто в силу её очевидности. Постулат же это утверждение вовсе не очевидное, а принимается оно без доказательств только потому, что построение какой-либо научной теории требует данного постулата, без него ничего не выстраивается. А если теория в последствии докажет свою правоту, свою истинность, значит постулат верный, и он переходит в разряд аксиом. Другими словами, постулат это, по сути, угадывание, а не аксиома. Но здесь есть существенный момент. Пусть постулат не аксиома, пусть это и не очевидное утверждение, но оно никак не должно быть абсурдным. Нельзя, например, вот так, произвольно ввести постулат, что пять плюс два будет сорок девять.

Всё это, вроде бы, ясно. Но что можно сказать о постулате, утверждающем, что скорость света абсолютна, то есть постоянна относительно любой системы отсчёта? Он просто противоречит здравому смыслу. Скорость уже по самому своему определению величина относительная. Это характеристика процесса изменения местоположения какого-то объекта относительно чего-то. Без этого «чего-то» попросту теряется смысл понятия «скорость». И что, кто-то как-то объясняет полученный абсурд? Нет. Правда, кто-то может возразить, что вот знаменитый опыт Майкельсона-Морли не смог зафиксировать эфирного ветра (вообще-то это не совсем так, просто мы сейчас рассматриваем саму логику), поэтому Эйнштейн пришёл к означенному выводу…

Заметим, этот знаменитый опыт вовсе не показал абсолютность скорости света, он просто не смог доказать наличие эфирного ветра. И всё. А уже на основании этого результата были сделаны соответствующие выводы. Попросту была предложена гипотеза, а не доказательства. Но ведь любая гипотеза должна не только объяснять какое-то явление, но и не содержать внутренних противоречий. Но вот гипотеза об абсолютности скорости света содержит не просто внутреннее противоречие, а самый настоящий абсурд. И что, кто-то из релятивистов как-то разрешает этот абсурд, предлагает какую-то логику? Да, объясняет, но, мягко говоря, весьма странно. Объяснение стандартное: «Согласно постулатам Эйнштейна…», или «Согласно формулам Эйнштейна…». Получается, что теория подстраивается под постулаты и формулы Эйнштейна, а не наоборот. Ну, а почему бы и нет? Эйнштейн-то не просто гений всех времён и народов, но даже герой! Да, именно так. Немало есть публикаций, где именно это и утверждается.

Суть этих сентенций примерно такова. Ещё лет за 20 до рождения Эйнштейна известный учёный Максвелл вывел свои знаменитые формулы, по которым оказалось, что скорость света совершенно не зависит от системы отсчёта. Возникло противоречие с первым законом Ньютона и с галилеевым принципом относительности. Почти 50 лет после публикации уравнения Максвелла были у всех на виду, но никто не отважился поставить под сомнение авторитет Ньютона. А Эйнштейн отважился! С помощью смелых рассуждений и железной логики он вывел теорию относительности.

Заметим, что «смелые рассуждения» и «железная логика» это вовсе не сарказм, именно такими словами иногда описывают «научный подвиг» Эйнштейна. А если почитать форумы, где идёт полемика сторонников теории относительности (релятивистов), с её противниками (нет, не спор учёных, а обсуждение какого-либо видеоролика или статьи на эту тему), то видно, что для релятивистов «героизм» Эйнштейна, его «научный подвиг» и «железная логика» сами по себе имеют огромное, если не сказать решающее, значение. В контексте «доказательств» релятивистов, в их пояснениях всегда чувствуется возмущение типа «да кто вы вообще такие, чтоб не соглашаться с великим Эйнштейном?!». И далеко не всегда это контекст, очень часто это говорится прямым текстом, причём, в насмешливо-презрительном тоне. Просто заявляется, что эти вот, мягко говоря, некомпетентные люди, увидев противоречия на уровне своей бытовой логики, начинают кричать об ошибочности гениальной теории, вместо того, чтоб изучить, разобраться в тонкостях, выяснить, познать и т.п. А ещё, как правило, добавляется, что вот попробовали бы порассуждать о квантовой физике, но нет, – бытовой логики здесь не хватает и поэтому никто ничего не пытается опровергнуть.

А ведь здесь есть доля истины, правда, очень извращённой. Квантовую физику действительно никто из непосвящённых не опровергает, но! Но ведь с ней действительно надо сначала разобраться, изучить и осмыслить множество нюансов, а уж потом… Стоп. А разве релятивисты не это утверждают? Нет, не это. В квантовой физике все изначальные утверждения вовсе не абсурдны и не противоречивы, а все сложности начинаются потом, при глубоком изучении вопроса. Но вот в теории относительности все «претензии» именно к изначальным понятиям, вопиющую нелогичность которых никто разъяснить не собирается. Нас, по сути, как бы призывают просто не обращать внимания на все нелогичности и противоречия. И насчёт «опровержения». Никто из дилетантов, вообще-то, не пытается опровергнуть теорию относительности. Опровергают, вернее, не принимают изначальные, базовые понятия, явно противоречащие здравому смыслу. А что релятивисты? Хоть как-то пытаются помочь разобраться с этим? Нет. У них один «аргумент» – сначала изучи. И что делать?

Цитирую одного из комментаторов: «… сначала изучи… гы… а как изучать-то, если самые первоначальные постулаты не укладываются в голове? Как изучать математику, не разобравшись с таблицей умножения? А тут такое откровение – типа нечего разбираться с азами, изучай саму науку. Нечего изучать алфавит, надо пытаться книги писать».

И ещё цитата: «Типа нам впаривают, мол, изучите, потом рыпайтесь с комментариями/опровержениями, но ведь это завуалированное “сам дурак”. Интересны ведь исходные данные, из которых строится сложная теория. Нигде нет таких спекуляций…».

Да, главный аргумент релятивистов, по сути, именно «сам дурак». Правда, не в такой вот прямолинейной форме, а как-то завуалированно. Например, «пояснения» в том духе, что постулаты Эйнштейна, как и сама теория относительности, уже десятки тысяч раз доказаны экспериментально, а вам, «опровергателям», всё никак неймётся. Ещё раз заметим, что сама постановка вопроса некорректна: дилетанты не пытаются опровергать, они просят разъяснений того, что противоречит здравому смыслу. И, кстати, на аргументы типа вышеуказанных, что постулаты Эйнштейна «десятки тысяч раз доказаны экспериментально» есть вполне резонное возражение, которое выдвигают многие комментаторы. Суть его в том, что если теория верна, то её не надо подтверждать «десятки тысяч раз», это наоборот, лишь порождает сомнения в её правоте. Действительно, никому не приходит в голову десятки тысяч раз подтверждать, например, теорему Пифагора или закон Архимеда. Достаточно железной логики (в хорошем смысле слова) и нескольких экспериментов для проверки.

2

А кстати, что же это за доказательства постулатов Эйнштейна? Прежде всего, это разгон частиц на синхрофазотронах и прочих коллайдерах. Но как-то неубедительно это. Дело в том, что мир элементарных частиц существует, в основном, в теории. И вся прелесть этих теорий в том, что понятных и убедительных подтверждений их истинности получить невозможно. Кстати, квантовая механика вообще «не дружит» с теорией относительности, в ней нет места для её постулатов. Но это уже другая тема. В любом случае, теорию относительности могут подтвердить только эксперименты в макромире. А они, увы, пока нам недоступны.

Тут любой прожжённый релятивист возмущённо скажет, что такие эксперименты давно есть и даже укажет на какие-нибудь ролики в интернете, где подробно показан и рассказан такой эксперимент. Эксперимент именно в нашем, привычном нам макромире. В чём вопрос-то? Ещё в таких случаях частенько добавляют что-нибудь презрительное, типа «Учи матчасть!».

Ну, что ж, давайте попробуем для примера посмотреть такой ролик. Вернее, посмотреть-то здесь мы не сможем, поэтому просто процитируем закадровые пояснения, которые чётко и со знанием дела даёт ведущий. Речь идёт о ролике автора YouTube-канала «Физика от Побединского». Сразу отметим, что Дмитрий Побединский, автор этого канала, просто замечательно объясняет самые разные вопросы физики и заслуживает самой высокой оценки. Но вот когда речь заходит о нюансах теории относительности, тут случается что-то странное. Впрочем, это стандартная ситуация, мы её уже касались. Её можно охарактеризовать словами одного из комментаторов подобных роликов и статей: «…каждый студент и даже школьник вам бойко и убедительно перескажет теорию и процитирует формулировки без понимания сути и смысла предмета объяснения!». Да, именно так всё и есть, – объясняет ли теорию относительности школьник или супер-пупер продвинутый учёный, объяснение всегда стандартно-скупое (если не сказать примитивное), вызывающее множество вопросов. Правда, учёный, в отличие от школьника, может массу формул и уравнений привести, но сути это не меняет.

Итак, цитируем.

Четвёртого октября 1971 года на борт рейса авиакомпании «Pan Am» по маршруту «Вашингтон-Лондон» сели двое мужчин с довольно необычной ручной кладью. Это были атомные часы, на которые были даже выкуплены дополнительные места на имя м-р Clock. С таким необычным грузом они облетели вокруг Земли сначала в одну сторону, потом в другую, потратив на билеты порядка семи тысяч шестисот долларов. […] Таким образом, физик Джозеф Хафеле и астроном Ричард Хитинг проверяли теорию относительности и предсказываемое ею замедление времени. После полёта показания часов сверили с такими же, которые всё время оставались на земле, и, как и ожидалось, они показывали неодинаковое время. И что самое главное, – разность полностью совпала с предсказанием теории. Этот и многие другие эксперименты показывают: время и правда может замедляться. Ну, или ускоряться.

Извините, это о чём? Какое замедление-ускорение времени? Эксперимент показал замедление хода часов (если, конечно, это вообще имело место), но время-то тут причём? Часы не являются прибором для измерения скорости хода времени, мы уже касались этого вопроса. Масса комментаторов указывают на этот нюанс, но релятивистам это не интересно, они такие моменты просто игнорируют. Вот и этот ролик не стал исключением. После рассказа об эксперименте даётся объяснение, почему скорость и гравитация влияют на время, а самое главное, – дано «объяснение» что такое время. И что же это? Ответ релятивистов здесь всегда одинаков – время это четвёртая координата единого пространства-времени. Изумительно! (Впрочем, этого вопроса мы тоже касались.) Другие объяснения по этой теме тоже не блещут оригинальностью и делаются по принципу «у попа была собака»: много слов вокруг да около, много повторений, а суть как-то не просматривается. В общем, время это время, нечего тут объяснять, лучше поговорим о его замедлении-ускорении.

Ещё надо обратить внимание на очень интересное уточнение Дмитрия Побединского, что «во всех экспериментах по замедлению времени не искажается работа механизма часов, не меняется поведение рычажков и грузиков внутри, искажается течение времени на самом фундаментальном уровне, что сказывается на любых часах». Интересно, это как? «Поведение рычажков и грузиков внутри» не изменилось, они не ускорились и не замедлились, а вот показания часов изменилось. И откуда взялся вывод, что сами часы как устройство здесь не причём, что это «искажается течение времени на самом фундаментальном уровне»? Ну, да ладно. Лучше вернёмся к главному.

А главное в том, что часы вовсе не являются прибором для измерения времени. Давайте снова вернёмся к этому вопросу.

3

Длина удава 38 попугаев. А длина попугая какая? 1/38 длины удава? Нет, такая формулировка некорректна. Нельзя определять величины друг через друга, получится полная неопределённость. Длина попугая равна длине попугая, это изначальная величина, она ничем не измеряется. Продолжительность секунды равна 9 192 631 770 периодов излучения атома цезия-133 (немного упрощённая формулировка). А продолжительность периода указанного излучения какая? По идее, это, как и попугай, величина изначальная, она тоже ничем не измеряется. Но время понятие виртуальное, введённое для удобства, поэтому для сознания удобно измерять период любого циклического процесса в единицах времени. Всё тут очень хорошо, пока это виртуальное понятие используется просто для ориентировки в событиях. Но как только начинаем рассматривать время как какую-то материальную сущность, то начинаются непонятки.

Как время может замедляться? Для этого оно должно иметь какую-то скорость. А скорость должна иметь единицу измерения. Скорость автомобиля измеряется в км/час, а время как, час/час? Или ещё как-то?

Вообще-то, понятие «время» это, по факту, измерение количества изменений чего-либо по отношению к другому изменению, принятому за эталон. Ускорение или замедление времени это ускорение-замедление изменений эталона? А этот эталон относительно чего измерять?

Если атом цезия-133 будет по каким-то причинам генерировать больше или меньше периодов, значит ли, что время ускорилось или замедлилось? Например, посчитаем эти периоды за сутки, и если их стало меньше, то как быть, – принять, что сутки уменьшились, или, что генерация периодов замедлилась? Но ведь, как мы разбирали выше в примере с маятником, стабильность колебаний обусловлена стабильностью каких-то физических величин, определяющих эти колебания. И если колебания ускорились или замедлились, то это результат изменения этих величин (хотя бы одной из них), а не изменение скорости течения времени.

Но давайте снова вернёмся к удаву с попугаем. Допустим, кто-то выдвинул версию, что длина удава уменьшается от скорости. Тогда для проверки этой версии можно взять удава с попугаем в самолёт, и во время полёта измерить длину удава. Допустим, он действительно уменьшился и стал не 38 попугаев, а 37. Или 37,5. Можно было бы во время полёта многократно измерять его длину, чтобы установить её зависимость (или независимость) от ускорения при взлёте, от высоты, от торможения самолёта при посадке, от времени полёта и т.д.

А потом, после полёта, снова измерили бы длину удава попугаями, и оценили бы, восстановилась ли его длина до первоначальной или нет. И нам не пришло бы в голову перед полётом найти другого удава такой же длины, потом полетать с нашим, «экспериментируемым» удавом на самолёте, потом, после полёта сравнить его длину с тем, другим удавом. Это были бы какие-то непонятные манипуляции.

Но вот когда дело коснулось измерения времени, то эти непонятные манипуляции как раз имели место. Сначала взяли часы, засинхронизировали их с другими такими же часами, потом полетали с «экспериментируемыми» часами на самолёте, потом, после полёта, сравнили их показания с показаниями часов, оставленных на земле. Зачем это? Что таким образом измерили? Скорость хода времени надо было, вообще-то, измерить во время полёта. Да, это невозможно было сделать, потому что часы скорость времени не измеряют. Но зачем же их брали с собой в самолёт? Могли бы с таким же успехом взять с собой удава. Он там был бы так же бесполезен, как и часы.

А как надо было измерять изменение скорости течения времени? Если всё делать, как говорится, «по уму», то и при измерении замедления времени манипуляции должны быть, по сути, такими же, как и при измерении длины удава попугаями. То есть, надо взять прибор, измеряющий скорость течения времени, сесть в самолёт и начать измерять эту самую скорость (скорость времени, конечно, а не самолёта). Для полноты картины можно сделать замеры при взлёте, потом несколько раз провести измерения во время полёта и, наконец, при торможении самолёта во время посадки. Интересно же, как зависит скорость течения времени от ускорения (или замедления) скорости самолёта и равномерность (или неравномерность) его замедления на протяжении всего полёта. Всё просто!

Но вся трагедия в том, что не существует прибора, измеряющего скорость течения времени. Ещё раз напомним, что показания часов не связаны с течением времени и вообще с какой-либо силой, порождаемой временем. Механизм часов (любых) работает от постороннего источника энергии – пружины, батарейки, силы тяжести гири и т.д. Но никак не от скорости течения времени. Если ходики поместить на Луну, то их ход замедлится. А если поместить их в невесомость, то они вообще ходить не будут. И что, время остановилось?

Давайте предположим, что кто-то решил измерить расстояние между двумя меридианами, и его замеры показали, что это расстояние меньше, чем положено. И что тогда? Сделать вывод, что меридианы уплотнились? Очевидно, нет, надо искать ошибку в замерах или расчётах. Но вот когда аналогичная ситуация возникает при «измерении» времени часами, то тут с логикой особо не заморачиваются.

Часы могут менять свой ход от многих факторов, – от того же ускорения при взлёте/посадке, от изменения силы гравитации на высоте, от уменьшения веса при снижении самолёта, от вибрации и т.д. (Интересно, а за всё время полёта «вокруг Земли сначала в одну сторону, потом в другую» самолёт ни разу не попадал в зону турбулентности? А ещё он делал несколько посадок, а при посадке самолёт испытывает сильное встряхивание.)

Так что же замерили экспериментаторы, покатавшись с атомными часами на самолёте? Ничего не замерили. Установили, что часы чуть-чуть отстали от других таких же. Всё. Какая-то странная затея этот эксперимент!

Тут правда, есть и ещё один момент. После описания проведённого эксперимента с часами в самолёте нам говорят: «И что самое главное, – разность полностью совпала с предсказанием теории». То есть, часы не просто имели разность в показаниях, а якобы вполне ожидаемую разность, которая «полностью совпала» с требованиями теории относительности. Но позвольте, а с чем же, собственно, «разность полностью совпала»? Вернее, какие конкретно данные использовались для вычисления теоретических результатов? Их можно считать достоверными? Тут, как сказал герой известного фильма, «меня терзают смутные сомнения». А повод для сомнений есть, тем более, как мы уже знаем, все подобные объяснения, мягко говоря, имеют склонность к подтасовкам.

Подробностей эксперимента нам не раскрыли, кроме информации о суммарной длине перелёта и его стоимости («…они облетели вокруг Земли сначала в одну сторону, потом в другую, потратив на билеты порядка семи тысяч шестисот долларов»). Но как-то подозрительно: они же сели на обычный коммерческий рейс «Вашингтон-Лондон», а это вовсе не «вокруг Земли сначала в одну сторону, потом в другую». Да и не летают рейсовые самолёты вокруг Земли. Или экспериментаторы летали этим рейсом не один раз, а несколько? Наверное, всё же, несколько раз, а иначе как можно «вокруг Земли сначала в одну сторону, потом в другую»? Это, надо полагать, суммарная длина полёта. Приходится основываться на этом предположении, а что делать? Из мутной формулировки про рейс «вокруг Земли» ничего не понятно. А зачем нам суммарную стоимость билетов сообщили? Снова, что ли, внимание отвлекают на посторонние детали?

Правда, если очень интересно, то можно поискать эту информацию в интернете. Поискали. И что? Да, действительно, мы правильно предположили, самолёт делал много посадок, а не летел непрерывно. И действительно, в конечном итоге «вокруг Земли сначала в одну сторону, потом в другую». Но почему не сказать об этом внятно?

Ну ладно, в общем, идея этой затеи понятна: если в летящем самолёте часы отстанут от тех, что на земле, значит, в самолёте время замедлилось. Примитивно, конечно, для серьёзных выводов, ну, да ладно.

Допустим, самолёт с этими часами взлетел и летел с постоянной скоростью долго-долго без посадок, пока не облетел «вокруг Земли сначала в одну сторону, потом в другую». Тогда можно пренебречь временем разгона, набора высоты и скорости, а так же временем посадки. (Кажется, «объяснителям» хочется, чтоб у нас сложилось именно такое впечатление.) Но ведь самолёт летел не так: он совершил несколько посадок, какое-то время между полётами находился на аэродроме, а часы всё это время тикали. Надо полагать, в расчёт принималось какое-то суммарное время, когда часы находились в полёте под воздействием «замедленного течения» времени. Но какое же суммарное время надо брать для подстановки в формулы? Ведь нельзя же учитывать время стоянки самолёта на аэродроме, время его разгона и набора скорости, а также время сброса скорости при посадке. Но и совсем не учитывать это время тоже нельзя: ведь когда самолёт набирает скорость или сбрасывает её, то он всё равно движется, пусть и не с «полноценной» скоростью. Чего мудрить, – диапазон времени, за который часы шли якобы медленнее, можно варьировать в широких пределах, и потом под любой желаемый результат подогнать можно. Да и скорость можно «усреднить» как угодно.

Да и вообще, любые колебания, это движение туда-сюда, и как можно не учитывать, что при движении, да ещё вокруг Земли, с множеством посадок-взлётов (то есть, с ускорениями-замедлениями и периодическими изменениями веса прибора) на эти колебания ничто не повлияет? Именно на колебания повлияет, а не на время. А ещё надо помнить, что секунда это столько-то колебаний цезия-133 в покое при 0 К при отсутствии возмущения внешними полями. И что, в самолёте была такая ситуация, что часы находились в идеальных условиях? А ведь этой «мелочи» надо уделить особой внимание: ведь при любом раскладе скорость самолёта микроскопична в сравнении со скоростью света, и отставание часов даже в идеальных условиях эксперимента будет микроскопичной. (Если это вообще будет иметь место.) Странный эксперимент, странные выводы. Впрочем, в интернете есть материалы, подробно описывающие множество странностей как самого эксперимента, так и сомнительности сделанных выводов.

Теперь снова об измерении попугаями. (Понимаю, не остроумная шутка, но ведь в сравнении с такой нелепостью, как измерение скорости времени часами, это, можно сказать, прямо-таки научная деятельность.) Измерив длину удава попугаями, мы получаем информацию об измеряемом объекте – удаве. А измерив время часами, мы получаем что? Мы получили информацию об измерительном инструменте – часах, – но об измеряемом объекте – времени, – мы никакой информации не получили. (Ход часов, напомним, не связан с течением времени.) Узнали, что показание измерительного инструмента – часов – стало отличаться от показания такого же инструмент на земле. То есть узнали, что атом цезия-133 выработал немного меньше периодов, чем такой же, но в земных часах. И что? А ничего. Процессы на атомарном уровне подчиняются своим законам, и им нет дела до того, что столько-то периодов такого-то атома кто-то условно назвал секундой. То же и с макромиром. Если в результате вселенской катастрофы (не приведи бог, конечно!) Земля начнёт вращаться по другой орбите и время её оборота вокруг Солнца увеличится, это не значит, что время замедлится, это значит, что год будет длиннее. Время существует только в нашем воображении, но не в природе.

4

И чтобы «добить» тему до конца давайте рассмотрим ещё одну аналогию, без удавов и попугаев. Допустим, кто-то выдвинул версию, что у пальчиковых батареек повышается напряжение, если они быстро движутся. Проверить это очень легко: надо взять несколько батареек, вольтметр, потом сесть в самолёт и во время полёта измерить напряжение на батарейках. Если оно увеличилось, значит… Нет, так нельзя. Надо, для полноты эксперимента, на протяжении полёта сделать много замеров, и записать результаты в журнал. Ведь может получиться так, что напряжение не будет постоянным, а будет меняться, например, по синусоиде или вообще беспорядочно. Здесь, как и положено, с помощью измерительного прибора – вольтметра – мы получаем информацию об измеряемом объекте, – пальчиковой батарейке. Вернее, об одном из её параметров – напряжении. А о самом измерительном приборе – вольтметре – мы никакой новой информации не получили, да и не пытались получить.

И снова: почему во время полёта с атомными часами не измеряли скорость времени многократно, а точнее, вообще не измерили ни разу? Просто потому, что это невозможно. Выше мы уже затронули этот вопрос, и сейчас ещё раз обратим внимание: часы не измеряют время. Часы это хронометр, служащий для отсчёта циклических процессов, условно называемых секундами, минутами и часами. А сам по себе отсчёт нужен для ориентировки в естественном природном цикле – сутках. Сутки это слишком длинный цикл, чтобы целым количеством таких циклов измерять длительность любых процессов. Поэтому этот цикл искусственно разбит на некоторое количество более мелких циклов, которые являются своеобразными метками, «расставленными» на этом цикле. До изобретения этих меток приходилось пользоваться ориентирами типа «на закате», «на рассвете», «в полдень» и т.п. По факту, это тоже своеобразные метки, но очень уж неточные. Удобнее иметь часы, то есть, хронометр, «разбивающий» сутки на более мелкие метки (более мелкие циклы). Так удобнее. И длительность различных процессов мы измеряем, по сути, количеством циклов другого процесса, принятого за стандарт, но называем это не количеством циклов, а временем. То есть понятием, которое не означает чего-то существующего в реалиях, и являющимся чистой иллюзией. И уж, конечно, мы ничем не можем измерить скорость течения времени. Скорость протекания какого-либо локального процесса мы можем условно измерить сравнением его с каким-то другим процессом, принятым за эталон, но скорость «времени вообще» измерить невозможно.

Кстати, длину удава можно измерить и временем. Например, заставить того же попугая пройти вдоль удава и засечь, сколько времени на это потребуется. Тогда длина удава будет, скажем, сорок две секунды. Неудобно, конечно. Да и точность очень уж малая. Поэтому длину лучше мерять какой-то другой длиной, принятой за эталон. А длительность процесса не измеришь ничем, кроме как длительностью другого процесса, причём, циклического, иначе никак: если процесс не циклический, то как определить его начало и конец? С циклами всё проще. Причём, цикл должен быть как можно короче, чтоб любой процесс можно было измерять целым количеством циклов. (Как уже было отмечено, именно такая проблема имеет место быть с «большим» циклом – сутками.) Вопрос лишь в том, что именно принять за эталон. И, чтоб уж совсем было удобно, определённое количество циклов названы секундами, минутами, часами. Но где здесь привычное нашему слуху понятие «время», что оно вообще собой представляет и какие проводились эксперименты по его обнаружению? Нет ответа.

5

Заметим, что подобными вопросами задаются именно дилетанты, а специалисты, эти «товарищи учёные, доценты с кандидатами» (слова из песни Высоцкого) почему-то такими нюансами не заморачиваются. Более того, в некоторых аспектах дело вообще выглядит как какое-то зазеркалье: объяснения «просветителей» начинают приобретать логику только в случае, если понятия «время» и «скорость» воспринимать на бытовом уровне, игнорируя важные нюансы, то есть если делать именно то, что осуждают сами же «просветители». Поясним.

Вот стою я на улице и вижу, как мимо меня мчатся автомобили, мотоциклы, автобусы. Обычная картина. Если не обращать внимания на ненужные в данный момент подробности (что и происходит в большинстве случаев), то скорость всех этих автомобилей-автобусов воспринимается как что-то абсолютное, а не относительное. Разве не так? Часто ли мы вспоминаем о том, что вот этот автомобиль можно считать неподвижным, а улицу с домами, тротуарами и всем прочим мчащейся мимо него? Для нашего сознания вполне естественно считать, что улица и дома неподвижны, а автомобиль едет. Не относительно чего-то, а просто едет. Даже мчится. На бытовом уровне кажется, что скорость это вовсе не какое-то там относительное понятие, что она есть как бы сама по себе, и если убрать все объекты вокруг автомобиля, то есть убрать всё то, относительно чего он движется, то легко представить, как он будет с такой же скоростью мчаться в пустоте. Относительно чего? А вот тут надо остановить мысль и не дать ей развиться дальше. И тогда – вуаля, скорость вполне себе абсолютная величина, без всяких там систем отсчёта и эфиров. И она, разумеется, вполне может быть постоянной и предельной. Всё просто!

А если ещё и понятие «время» воспринимать без всяких заморочек, то вполне понятным становятся и его ускорения-замедления, и его неразрывное единство с пространством… Стоп. Про пространство мы забыли. А его тоже надо воспринимать просто – пространство это пространство. Всё. Главное – вовремя остановить полёт мысли, игнорировать бросающиеся в глаза нестыковки, и тогда наступает просветление. Пространство, как и время, это что-то такое, что как-то существует и как-то может искривляться, ускоряться-замедляться и, конечно, зависит от гравитации, которой, согласно самой же теории относительности, не существует. Но это уже детали.

И что? При таком подходе теория относительности уже практически ясна, главное – не позволять своим мыслям «зацепляться» за всякие неудобные подробности. И тогда можно смело причислять себя к лику просвещённых. Да, там ещё есть математический аппарат, но с его освоением особых проблем не будет, главные проблемы кроются именно в освоении исходных позиций, отправных точек.

Многие, конечно, скажут, что такая интерпретация теории относительности это просто какая-то неумная пародия, какое-то злобное, умышленно идиотское изложение её основ. Не торопитесь с такими выводами. Есть объяснения гораздо более идиотские, но вовсе не для опровержения данной теории, а напротив, для её обоснования. Правда, для подобного действа надо быть профессиональным физиком, а дилетантам с их логикой это не по зубам. Давайте послушаем профессионального физика, уже цитируемого нами выше Дмитрия Побединского. Напомним, что он, вообще-то, классный популяризатор науки, все его ролики заслуживают самых высоких оценок, но вот когда речь заходит о теории относительности, то мы видим совсем другого Дмитрия, прямо-таки, какого-то Лжедмитрия.

В общем, есть ролик, который можно посмотреть здесь:

https://www.youtube.com/watch?v=qThYtPn8QhQ

Это лекция Дмитрия Побединского, где он в режиме диалога объясняет аудитории (надо полагать, простым смертным, не специалистам) азы теории относительности. В частности, что такое время и пространство. Процитируем дословно начало его лекции.

«Начать хочу с описания того, что такое время. А там уже есть отсылки к теории относительности, вот, и… я не с неё начну. Э-э… Итак, вот время это такое понятие… странное, да… есть очень много трактовок… ну… вопрос: что такое время? Да? Может, у кого-то есть, кстати, ответ, что такое время? [лёгкий смешок Дмитрия, затем какая-то женщина из зала пытается дать какое-то своё объяснение времени] То есть, ну да, есть такая точка зрения, что время это действительно, наше субъективное восприятие, то есть, вот как наш мозг записывает, то есть, это… а-а… мы как живые существа ощущаем это, а во Вселенной это может и не быть, да?… Можно так сказать… Вот. Есть какие-то философские подходы к этому… Эйнштейн сказал вообще такую, ну, полушутя, что время это такая штука, благодаря которой все вещи не происходят одновременно… а-а… Вот… и-и… э-э… на самом деле много есть таких теорий, каких-то размышлений по этому поводу… Я… э-э…расскажу о том, как физики себе… м-м… отвечают на вопрос, что такое время… а-а… и-и… На самом деле отвечают они на это просто: это просто одно из измерений нашего четырёхмерного пространства-времени. И в физический смысл времени практически не углубляются. То есть, для решения очень многих уравнений и уравнений теории относительности, и уравнений квантовой механики вообще понимать, что такое время, не надо. Вот. А если это не надо, то тогда как бы и физический смысл мы не рассматриваем. Но, всё-таки, хочется… э-э… иметь какое-то осязаемое представление, что это такое, вот и придумали, что это четырёхмерное… одна из координат четырёхмерного пространства-времени. Тоесть, у нас… мы живём в трёхмерном пространстве, у нас есть длина, ширина, высота… вот… и это мы вот так воспринимаем. А можно считать, что на самом-то деле пространство четырёхмерное, просто одна из координат нам вот не доступна для свободного перемещения».

Ну, разве не шедеврально? (Кстати, всё процитированное каждый может проверить по указанной ссылке, здесь абсолютно всё дословно, ничего не добавлено, не убавлено, не искажено, вплоть до всяких «э-э», «а-а», «м-м».) Ведь нам прямым текстом сказано, что физики «в физический смысл времени практически не углубляются. То есть, для решения очень многих уравнений и уравнений теории относительности, и уравнений квантовой механики вообще понимать, что такое время, не надо. Вот». Вот оно как! Оказывается, физический смысл времени для уравнений теории относительности понимать не надо, подставили что-то там в формулы, и назвали временем. Просто великолепно! Ну, а раз уж в формулах это используется, то хочется «иметь какое-то осязаемое представление, что это такое, вот и придумали, что это четырёхмерное… одна из координат четырёхмерного пространства-времени». Ещё великолепнее! Оказывается, утверждение, что время это четвёртая координата для пространства «придумали» (!) просто так, просто потому, что хочется «иметь какое-то осязаемое представление, что это такое».

Дальше комментировать просто не хочется, как-то неприятно. (Интересно, а можно это объяснение сущности времени спародировать так, чтобы оно выглядело ещё более идиотским, чем оригинал?)

Но, пожалуй, самым интересным и абсолютно непонятным является вопрос, естественным образом возникающий после просмотра множества популярных видеороликов и статей, объясняющих нам суть теории относительности. Вопрос простой: а почему эти «просветители» так странно себя ведут? Почему в своих объяснениях они вполне сознательно хитрят и попросту занимаются подтасовками? С этим мы сталкивались, когда анализировали видеоролик с женщиной-физиком, а так же когда анализировали фрагменты популярной книги Мартина Гарднера, и вот сейчас, при анализе объяснений Дмитрия Побединского. Осмелюсь утверждать, что во всех без исключения популярных материалах, объясняющих азы теории относительности, такое явление имеет место. Но почему? Ведь создаётся полное впечатление, что «просветители» сами понимают абсурдность своих объяснений, и пытаются как-то схитрить, отвлечь внимание слушателей на что-то второстепенное и «юзом проскочить» мимо важных моментов. Зачем им это надо? Они что, выполняют чей-то заказ? Такого быть не может: слишком уж абсурдное предположение. Но тогда что? Загадка.

6

Интересно, что комментарии к роликам или статьям на эту тему выглядят как-то более профессионально, и возникает естественный вопрос – кто же здесь профессионал, а кто дилетант? (Впрочем, к этому вопросу не стоит относиться слишком серьёзно.) Давайте просто процитируем дословно некоторые комментарии к различным роликам и текстам, и кратко проанализируем их.

«Если вы доказали, что 2х2 не равно 7 (не нашли эфир), то это вовсе не означает, что 2х2 равно 3,14».

Это к вопросу о том, что вот не смогли обнаружить эфирный ветер, и что? Почему надо делать вывод о постоянстве, абсолютности и предельности скорости света? Уточним: речь здесь идёт вовсе не о том, что эфирный ветер впоследствии был, всё-таки, обнаружен, – мы сейчас не рассматриваем вопросы жульничества и подтасовок, связанных с продвижением теории относительности (об этом есть много материалов в интернете, но эта тема нам неинтересна). Мы сейчас заостряем внимание только о логике «просветителей», объясняющих исходные понятия теории. А логика странная: эфирный ветер не обнаружен, – значит скорость света постоянна относительно любой системы отсчёта. И время имеет свойство замедляться. И пространство искривляется. В общем, интересная логика.

«И не важно что скорость по определению относительна… если вы увидели НЕ относительную штуку измеряемую в км/ч, то дайте другой термин, этот занят, не нарушайте первый закон логики».

По-моему, с таким утверждением не поспоришь. Напомним, что первый закон логики это закон тождества, согласно которому в процессе рассуждения каждое понятие, суждение должно употребляться в одном и том же смысле, и любая мысль о предмете должна иметь определённое, устойчивое содержание, сколько бы раз она ни повторялась. Этот закон был сформулирован ещё Аристотелем в трактате «Метафизика» и с тех пор никем не опровергался. Да и что тут опровергать, если обычный здравый смысл как бы требует такого подхода к любым суждениям. Скорость, как известно, понятие относительное по определению, но для света эта скорость почему-то абсолютна. Причём, не было введено какое-то новое понятие скорости, просто сказано, что якобы это установлено опытами, и всё. А как такое вообще себе представить? А как хотите, это ваши проблемы. (Или, как там? «Думайте сами»!)

И, кстати, напомним, немного выше мы уже сталкивались с ситуацией, когда одно и то же понятие использовалось не в одном и том же смысле. Это когда пассажир приближался к точке Б и удалялся от точки А, то предполагалось, что свет от точки Б он увидит раньше, чем от точки А, потому что он приближается к ней, а от точки А удаляется. Но вот когда читаем про космонавта, то видим, что «…если бы его космический корабль летел прямо по направлению к источнику света со скоростью, равной половине скорости света, нашел ли бы он, что луч приближается к нему в полтора раза быстрее? Нет, луч все равно двигался бы навстречу ему со скоростью 300 000 км/с.». Явное нарушение первого закона логики.

«Скорость света – это физическое явление. Если при решении уравнений Максвелла оказалось, что скорость света не зависит от системы отсчёта, значит в этих уравнениях не хватает какого-то параметра».

Не знаю, как к этому относятся релятивисты, но как по мне, то такое утверждение гораздо более логично, чем все их танцы с бубном вокруг абсолютности скорости света.

«Почему Эйнштейн решил, что скорость света абсолютна? – потому что он человек верующий, смелый, обладает железной логикой и может делать выводы».

Ну, здесь, понятное дело, сарказм. Сразу скажем, что сарказм не очень остроумный, но иногда бывает такое состояние, что и остроумничать как-то не тянет. Ищешь-ищешь какого-то внятного объяснения на интересующие вопросы, а тут опять «смелость», «мужество», «железная логика». А в чём, собственно, мужество Эйнштейна? Смелость и мужество это когда с гранатой на танк, а для великих научных открытий нужен только ум. Ну и, разумеется, трудолюбие. Что-то не слышно о мужестве, например, Ньютона, открывшего свои знаменитые законы. Гениальность, ум – да, об этом пишут, но вот о мужестве, смелости как-то не слышно. И даже о железной логике не слышно. И это не удивительно: гениальность, великий ум как-то подразумевают железную логику, как же без этого? Но вот когда речь идёт об Эйнштейне, то эти эпитеты – «смелость», «мужество», «научный подвиг» – непременные характеристики его личности. А при одной только гениальности без мужества и смелости он не додумался бы до своих постулатов? Есть подозрение, что если не делать акцента на «мужестве», «смелости» и «железной логике», то и доверие к его постулатам, как и к самой теории, как-то потускнеет.

Есть и совсем простые вопросы, как например, этот:

«А почему Эйнштейн не получил Нобелевскую премию за теорию относительности?»

А действительно, почему? Про гениальность теории относительности (даже, если можно так выразиться, особую гениальность) знают все, но кто, кроме специалистов, слышал что-то о фотоэффекте? Таких немного. Фотоэффект нигде не фигурирует как что-то особо гениальное, посягающее на фундаментальные понятия физики. Тем более что открыл его немецкий физик Герц, а как самостоятельное явление его изучил русский физик А.Г. Столетов. Вклад Эйнштейна здесь был явно не основополагающий. И что-то не слышно, чтоб он проявил в этой области «смелость», «мужество» или «железную логику». Но Нобелевскую премию он получил именно за фотоэффект, а не за теорию относительности. Почему?

Иногда комментарии бывают предельно жёсткими:

«Специальная теория относительности это полный идиотизм».

«Теория-то сильно хромая… её закат – это просто вопрос времени».

«Интересно, что будут писать сторонники ТО, когда её убедительно опровергнут?…».

Насчёт последнего комментария, – прежде чем «убедительно опровергнуть» теорию относительности, её надо сначала убедительно доказать. А с этим проблема.

Для большинства объяснений этой теории можно ответить ещё одним комментарием:

«По-моему не создана даже видимость объяснения и ответа на поставленный вопрос».

Ещё раз заострим внимание, что комментарии взяты произвольно, без какой-либо классификации. И цель их цитирования вовсе не в том, чтобы убедить читателя в ущербности теории относительности, а в том, чтобы показать, что вопросы возникают, по большому счёту, одни и те же, но сколько-нибудь убедительных ответов на них как не было, так и нет. И что делать? Признать, что теорию относительности действительно понимают лишь избранные, особо умные, а простым смертным она недоступна? Даже если это и так, остаётся главный вопрос, на который мы так и не нашли ответа: почему же эти избранные, так охотно объясняющие различные парадоксы теории относительности, упорно игнорируют вполне естественные недоумения по поводу абсурдного толкования изначальных, опорных данных, на которых всё базируется?

7

И ещё. Из всего здесь написанного как бы следует, что якобы дилетанты противостоят профессионалам, а эти профессионалы такие нехорошие, а дилетанты все такие хорошие и такие умные… Нет, это не так. Во-первых, понятие «дилетанты» введено условно. Да и оскорбительно оно, так что со стороны профессионалов здесь не должно быть обид. А главное – далеко не все дилетанты горят желанием разобраться в теории относительности. Даже в её азах. Можно просто посмотреть комментарии к рассмотренному нами выше видеоролику с Вициным и другими артистами. Там комментарии в большинстве своём восторженные. Причём, много восторгов не только по поводу великолепной игры актёров и интересного сценария (тут не поспоришь), но и по поводу якобы прекрасного объяснения основ теории относительности. Некоторые даже заявляют, что после просмотра этого ролика они стали понимать эту теорию. Что ж, как говорится, флаг им в руки.

Не менее важным является и то, что очень многие солидные учёные, – а уж они-то точно попадают в категорию «профессионалы» – категорически не признают теорию относительности. Но их мы не цитировали и не делали никаких ссылок на их доводы просто потому, что как-то «не по рангу» дилетанту «выступать единым фронтом» с профессионалами. Много чести для дилетанта. Но вот предъявить претензии к непонятным объяснениям изначальных понятий, причём, объяснениям, игнорирующим элементарную логику, – это всегда «по рангу». Здесь со стороны дилетанта нет претензий на то, что он лучше профессионалов разбирается в чём-то, здесь одна претензия – не понятны приводимые профессионалами объяснения базовых понятий.

На этом закончим, и пусть каждый сам для себя решает, что логично, а что нет. А главное – надо учесть, что здесь нет никакого призыва к принятию той или иной точки зрения. Это, скорее, своеобразное выражение тоски от тщетных попыток разобраться с непонятными элементарными вопросами. Вот и всё.

Оглавление

Вместо предисловия

Понятийное определение времени. В чём проблема?

Что не так с теорией относительности

Кое-что о времени

Прошлое, настоящее, будущее

Можно ли измерить время?

Немного о мысленных экспериментах по замедлению и ускорению времени

Популярная литература о времени, пространстве и скорости

Ещё немного о популярном объяснении теории относительности

Что же в итоге?