Книги по разным темам Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |   ...   | 21 |

Если вы, глядя в ночное небо, увидите Лунуи звезды, то, вероятно, подумаете, что все это происходит в одно и то же время.В действительности Луна находится к нам гораздо ближе, чем звезды, и излучаемыйею свет пролетает меньшее расстояние и достигает наших глаз раньше, чем светзвезд. Сидя на нашем маленьком астероиде и глядя на звезды в ночи, мы думаем,что все, что видим, происходит одновременно. Но попробуйте измерить расстояниемежду звездами, и вам придется измерять расстояние между событиями,произошедшими пятьдесят тысяч лет назад с событиями двухтысячелетнейдавности.

Вы вглядываетесь в историю, во время, а нетолько в пространство и расстояние. (Нас, наверное, смутит, что сверхноваязвезда, способная разрушить Землю, родилась тысячу лет назад, а мы все еще незнаем об этом, потому что слишком долго летит к Земле свет, несущий информациюо рождении звезды. Конечно, когда прибудет свет, вместе с ним прибудет ипроблема!)

То же самое происходит и с солнечнымилучами, согревающими и дарящими загар нашей кожеа—аэти лучи появились не УсейчасФ,не в настоящий момент, по крайней мере, не в тот самый, когда мы нежимся насолнышке.

Аристотель утверждал: УНечто, ограниченноепредставлением УсейчасФ и считается временемФ. Это УсейчасФ похоже на лежащуюмежду прошлым и будущим точку на линии. С той точки зрения, время подобнолетящей только в одном направлении стреле. Прошлое навсегда оставлено позади,будущее еще не свершилось и вся Вселенная находится в одном УсейчасФ, несущемсяв будущее.

Эйнштейн указывал:

УСейчасФ теряет для протяженного впространстве мира свое объективное значение... Пространство и времярассматриваются как четырехмерная непрерывность (сплошная среда), объективно неизмеряемая... Пребывание в такой четырехмерной структуре не оставляет места дляобъективного УсейчасФ; понятия УпроисходящегоФ и УстановящегосяФ полностью неисключаются, однако весьма запутанны. И следовательно, более естественнойпредставляется мысль о физической реальности как о четырехмерном, нежелитрехмерном существованииФ15.

Для Эйнштейна реальность не может бытьединой линейной Уэволюцией трехмерной жизниФ, одинаковой повсюду во Вселенной.Наше УсейчасФ для каких-то частей Вселеннойа—абудущее, а длядругиха—апрошлое. Причетырехмерном существовании УпрошлоеФ и УбудущееФ представляют собой понятиятакого же порядка (существующие одновременно), как УвверхФ и УвнизФ илиУвправоФ и УвлевоФ. Времяа—аэто нечто, сквозь которое мы можем путешествовать точно так же,как и по другим параметрам трехмерной реальности.

Находясь на своем маленьком астероиде, мыобычно не задумываемся, как Эйнштейн, над порядком мироздания. По сравнению снеобъятностью Вселенной события и предметы никогда не движутся слишком быстро ине уходят слишком далеко. Но если в действие вступают очень протяженные илиочень короткие временные рамки и очень большие скорости, все прежние правила,описывающие реальность, больше не работают.

А если так, то что теперь происходит сдвумя нашими путешественникамиа—ана астероиде и световом луче, стремительно мчащимися навстречуКак они собираются измерять реальность

Согласно старой модели Вселенной,Уфизическая реальностьФ считалась независимой от ощущающих ее субъектов,представлялась состоящей, по крайней мере, из пространства и времени, с однойстороны, и постоянно существующих материальных точек, движущихся в этомпространстве и времени,а—ас другойФ16.

Скорость в основном измерялась какрасстояние, или пространство, покрываемое УматериальнымиФ объектами, делимое навремя, за которое это пространство преодолевалось. В Ньютоновом ключе мышлениявремя, пространство и материальные объекты конкретны и реальны, аскоростьа—представляет собой абстракцию.

Но свет всегда распространяется содинаковой скоростью, независимо от среды, в которой он путешествует и отбыстроты передвижения источника излучения. Это и привело Эйнштейна к поискуболее базовых предположений.

УТакое построение концепций пространства ивремени предполагает и концепцию материальных объектовФ. И мне представляется,что концепция материальных объектов (материя) должна предшествовать концепциямвремени и пространстваФ17.

Согласно Эйнштейну, наше психологическоевосприятие и времени, и пространства строится на предположении о существованиипостоянных материальных объектов. Иными словами, концепция пространства обязанасвоим происхождением нашему восприятию его как конструкции коробок, которые, всвою очередь, заключены внутрь других коробок, а концепция времениа—арезультат нашей способностивспоминать последовательность материальных событий. Подразумевает, чтоУэпистемологическимФ основанием для наших ментальных моделей времени ипространства стала вера в существование УвещейФ и УобъектовФ.

Аристотель указывал, что те же самыесенсорные восприятия могут быть ориентированы на УвещиФ (Услучайные объектычувстваФ) или на более высокий уровень взаимоотношений, которые он называУобщими осознаниямиФ. Вместо того чтобы ассоциироваться с объектами окружающегомира, Уобщие осознанияФ выражают глубинные паттерны и взаимоотношения,разделяемые всеми органами чувств. Похоже, и Эйнштейн искал глубинные паттерныво Вселенной, Уобщие осознанияФ в УБожественных мысляхФа—абазис для своейэпистемологии.

В заключение Эйнштейн сделал вывод, что нематерия, а свет является первичной средой, в которой все происходит, и скоростьсвета является тем самым сдерживающим фактором, от которого зависит, насколькобыстро Ураспускается цветокФ реальности. То есть, и восприятие, иреальностьа—аэтофункции электромагнитной энергии, света. Знаменитое уравнение ЭйнштейнаE = mc2 (энергия равна произведению массы на скорость света в квадрате)по сути своей является утверждением, что материя (материальные объекты)полностью состоят из электромагнитной энергии.

Вспомним более раннее заявление Эйнштейна:УКогда... определенная картина оборачивается во многих... сериях,тогдаа—аименно черезэто возвращениеа—аонастановится упорядочивающим элементом для этих серий, соединяя их, разобщенныхсамих по себеФ. И мы увидим, что благодаря неизменности скорости света(неважно, откуда он обозревается) последний и является независимым от системкоординат упорядочивающим элементом или организующим принципом.

Свет подобен воде, в которой плывут всенаблюдатели вместе с наблюдаемыми событиями.

Каково же значение этого утвержденияГлубинные взаимоотношения между событиями, определяемые скоростьюсвета,а—абольшаяреальность, чем пространство, время и даже материя. Они, в действительности,являются абстракциями, порожденными скоростью света, и должны меняться, чтобыэти отношения всегда сохранялись.

Исходя из этого предположения, Эйнштейнпришел к выводу: поскольку путешественники на световом луче и астероиде были вразных местах и двигались относительно друг друга, они переживут одно и то же событие по-разному. И если пространство, время и материя былиподвижны относительно позиции наблюдателя, значит, материальные объекты,содержащиеся в них, также будут подвижными. Таким образом, восприятие иизмерение пространства, времени и материальных объектов двумя наблюдателямибудут отличаться из-за того, что электромагнитное поле (свет), исходящее отобъекта, не достигнет их в одно время, как это уже рассматривалось в случае спрохожим на железнодорожной насыпи и пассажиром поезда, наблюдавшимиодномоментные вспышки молний в разное время.

В этом состоит ядро теории относительностиЭйнштейна, по сути своей постулирующей следующее: не только проявленияреальности, но и формы ее относительны по отношению к системе координатнаблюдателя. Естественные УзаконыФ Увариантны относительно произвольнопродолжающихся трансформаций координатФ наблюдателя и материальных объектов егонаблюдения. Таким образом, всадник на световом луче увидел бы свое отражение,но наблюдатель с астероида сможет наблюдать встречного путника не раньше, чемлуч, летящий со скоростью света, достигнет его. Время будет УрасширятьсяФ, арасстояниеа—аУсокращатьсяФ. Человек на астероиде увидит, что всадник насветовом луче передвигается на гораздо меньшее расстояние за гораздо болеедолгий период времени, чем это кажется ему самому в системе егокоординат.

Следовательно, если путешествующий насветовом луче воспринимает себя проходящим определенное расстояние сопределенной скоростью (в своей системе координат), то с точки зрениянаблюдателя на астероиде и расстояние, и время будут другими. А тем же самым в обеих реальностяхостанется взаимоотношение между ними, определяемое скоростью света.Соотношение междурасстоянием и временем всегда будет одинаковым для обоих.

Характеристики времени, пространства иматериальных объектов меняются, для того

чтобы скорость света оставаласьпостоянной

Заимствуя стратегию Эйнштейна очетырехмерном пространстве с трехмерной аналогией, мы можем соотнести теориюотносительности с явлением перспективы в визуальном восприятии мира.Западноевропейское Возрождение в живописи во многом является результатомоткрытия перспективы. Если вы смотрите на один и тот же объект под разнымиуглами зрения, вам будет казаться, что размеры его изменяются. Если взглянутьна здание с фронтона, стороны его станут несколько короче, и это зависит отвашего угла зрения. Если на то же самое здание посмотреть сбоку, уменьшится егопередняя часть.

еонардо да Винчи, человек, представлявшийсобой квинтэссенцию Возрождения, считал, что понимание чего-либо или кого-либовозможно только в том случае, если вы будете смотреть на этот объект, покрайней мере, с трех перспектив.

Представьте себе двух неподвижныхнаблюдателей, застывших в трехмерном пространстве. Они никогда не меняют своейточки зрения. Если они посмотрят на такой же неподвижный объект, то каждыйувидит его по-своему, в зависимости от собственной системы координат, хотя насамом деле объект не меняется. Если перспективы наблюдателей никогда неизменятся, они никогда не узнают, что длина объекта кому-то представляетсяиной, отличной от их собственной.

Нечто подобное происходит и в нашемчетырехмерном мире, где время является одним из измерений. Измерение скоростисвета в разных системах координат в пространстве и во времени подобнонаблюдению за объектом с разных перспектив. Свет распространяется всегда содинаковой скоростью в своей системе отсчета и изменится не больше, чемдеревянный брус, если вы глядите на него с разных точек зрения. Его размерменяется только в глазах наблюдающего.

Результатом такого понимания пространствастало осознание того, что Земля не является центром солнечной системы и Солнцеи другие планеты действительно вращаются во Вселенной. Теория относительностирасширила это понимание до более глубокого уровня реальности. Вселенная наша незаключена в единый

Аналогия трехмерной перспективы

относительно двух неподвижныхнаблюдателей

огромный контейнер, определяющий абсолютноепространство и время; нет единственной УБожьей шкатулкиФ, которая служила быабсолютной системой координат для всех явлений во Вселенной. И, конечно, мы неможем полагать, что вся остальная Вселенная движется относительно нас. Чтобыобъять множество перспектив и реальностей, нам нужно расширить свою модельВселенной.

Другая аналогия неизменности скорости светаможет быть выведена из следующего исследования: как бы мы увидели трехмерныйобъект УглазамиФ двухмерных существ из плоского мира Представьте на минуту,что выа—аодно изтаких существ, и внезапно через ваш мир проплывает пузырь. Что выувидите

Если вы находитесь достаточно далеко отместа УвторженияФ, то обнаружите кривую линию, которая сначала будет расти,потом уменьшаться, а потом и вовсе исчезнет. Но если пузырь проплывет прямо надвами, то со всех сторон вас внезапно закроет еще более широкий круг, затем онначнет сжиматься и исчезнет.

Если пузырь остановится, дальнийнаблюдатель сможет изучить его, обойти вокруг, пробраться внутрь и, в концеконцов, заключить, что объект представляет собой особого размера круг.Если

Двухмерные существа, наблюдающие запузырем

пузырь вновь задвигается, наши УдвухмерныеФнаблюдатели внезапно увидят УмагическоеФ превращение круга: он будет тоувеличиваться, то уменьшаться. Оба будут убеждены, что наблюдаемоеявлениеа—акруг,меняющий свой размер относительно них. А возможно, они доберутся и до другогоуровня понимания, осознав при этом, что круг на самом деле был сферой, всегдаостающейся неизменнойа—аони просто видели ее разные аспекты.

Но даже с двухмерной системы координат,которая является постоянной, несмотря на угол или место пересечения сферой ихплоского мира, то, что зримо, представляет собой круг, выраженныйматематической формулой 2pR, где. (—аконстанта, определяющая круг исферу, Rа—арадиус.

Аналогично, если мы попытаемся измеритьчетырехмерный мир мерками трехмерного пространства, то увидим что-то похожее наломтики четырехмерной УсферыФ. Всю сферу нам не увидеть, но скорость света УсФподобна УpУ в двухмерном мире. Она дает нам ключевую информацию, необходимуюдля построения четырехмерной реальности, которую мы пытаемся воспринять. Витоге, хотя природа реальности и относительна для каждого человека, ниреальность, ни ее восприятие нами, не произвольны. Вспомним все тех жепутешествующих в пространстве наездника на световом луче и путника наастероиде. Оба они по-разному воспринимали скорость и расстояния,преодолеваемые при передвижениях, однако скоростьсвета оставалась для обоих одинаковой. Таким образом, две разныесистемы отсчета соединилисьа—ане пространством и временем, но отношениями, определяемымискоростью света.

Для Эйнштейна реальность определяется неизображением, а светом, его рождающим.

Эйнштейн верил, что скоростьраспространения света по Вселенной и есть самый абсолютный и конкретныйорганизующий принцип. И взаимоотношения, определяемые скоростью света, болеереальны и постоянны, чем действительные физические измерения или выражениесобытий во времени и пространствеа—ато есть, это взаимоотношение более постоянно и реально, чемматериальные объекты.

Исаак Ньютон описал все природные явлениякак события, происходящие в абсолютном пространстве и времени.

Эйнштейн описал время и пространство каксобытия, происходящие в пределах света.

Стратегия, стоящая за теориейотносительности

Теория относительностиа—аодин из основных вкладовЭйнштейна в развитие человечества. Она интересна и чарующа сама по себе, носодержание ееа—анесамое важное в этом исследовании. Нас привлекает стоящий за ней мыслительныйпроцесс.

Двухуровневая макростратегияЭйнштейна

Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |   ...   | 21 |    Книги по разным темам