Причина времени - Геннадий Петрович Аксенов

Галилея некоторые усилия мысли, чтобы противодействовать философам, запутавшим трудное для него и для всех, непонятное ньютоново понятие абсолютного, чтобы преодолеть магию этой логики и сосредоточиться именно и только на условностях. Он предложил ученому сообществу для общепонятности механических расчетов вынести за скобки загадочную дихотомию и считать систему корабля покоящейся или достаточно абсолютной для операций с движением тел, находящихся внутри него. В общем случае следует считать таким кораблем большую Вселенную и договориться полагать все ее пространство покоящимся, а время во всех его частях идущим равномерно и повсюду одинаково. И это оказалось довольно удобно. Вместо того, чтобы всякий раз оговаривать во избежание путаницы, что мы имеем ввиду под понятиями время, пространство, движение, покой и под сотнями производных от них величин и терминов, надо раз и навсегда свести любое относительное к этому всеобщему абсолютному. На том все и согласились, и скоро механика приобрела “эйлеровский” вид. Сравнение двух положений любых движущихся тел представляет собой простую задачу, потому что есть одна всеобщая одновременность, а соседние промежутки времени одинаковы.

И поначалу этого определения было достаточно. То есть механика на этой договорной основе успешно описала огромное количество простых случаев макроскопического движения видимых тел, для которых неизмеримое обширное пространство Вселенной было внешним и в общем случае абсолютным, поэтому при измерении трудностей не возникало. Однако по мере расширения области ведения и особенно при переходе механики в область электромагнитных явлений понятие о большой неподвижной коробке-универсуме, в которой все происходит, было несколько поколеблено, поскольку, как установил Фарадей, кроме воздействия тяготения, электрически заряженные тела продуцировали силовые линии и, следовательно, действовали друг на друга непосредственно, через поле. Его достижения были обобщены Максвеллом, который возродил противоположный ньютоновской картине мира мировой эфир Гюйгенса. Именно с эфиром теперь связалось в общем сознании абсолютное время и абсолютное пространство. Вместо образа большого “корабля”, где тяготеющие тела непонятно как взаимодействуют, возник образ всепроникающей идеальной среды, посредством которой все тела были связаны между собой и по которой распространялись силовые линии поля.

Однако настал тот драматический момент, когда в опытах Майкельсона и Морли было твердо установлено, что скорость света не зависит от собственного движения испускающего свет источника. Оказалось, что никакого эфира нет или его свойства не обязательно было принимать во внимание, поскольку они не влияли на скорость самой тонкой мировой материи — света. То есть подвергалось сомнению ставшее привычным за двести лет великой работы механиков и математиков понятие и единство абсолютного и относительного. Оказалось, что оно держится не на природных закономерностях, а на условных договоренностях. Анри Пуанкаре, как известно, и предложил считать пространство и время не атрибутами мира, а чистыми условностями.

Несколько иначе подошел к проблеме Эрнст Мах в своей “Механике”. Он открыто и прямо заявил, что понятие об абсолютном времени вообще ошибочное, напрасно введенное Ньютоном. “Это абсолютное время не может быть измерено никакими движениями и поэтому не имеет никакого ни практического, ни научного значения, никто не вправе сказать, что он что-нибудь о таком времени знает, это праздное, “метафизическое” понятие”. (Мах, 1909, с. 187). Вот какие резоны приводит Мах в пользу своего твердого заключения. В механике, говорит он, не было бы никаких референтов для сравнения, для измерения самого простого движения в большом пространстве, если бы не было разнообразия тел. Только от взаимного положения, только относительно чего-то внешнего можем мы сравнивать их положения. И это не рассуждение, а опыт, говорит Мах, на данных опыта стоит вся механика. Мы не будем знать, что будет происходить с телом в абсолютном пространстве при отсутствии других тел. Ничего не меняет и введение некоей мировой среды, добавляет он. Отношение земных тел к Земле можно заменить на отношение их к другим небесным телам и никакие формулы механики от того не изменятся.

А что же есть время? Только наши ощущения, утверждает Мах. Это логическая абстракция от усреднения движения множества тел вокруг нас, от взаимной зависимости вещей. Поскольку каждая из них описывается разным количеством уравнений, то возникают впечатления о прошлом и о направлении времени вообще. Направление есть сравнение наших воспоминаний с содержанием поля наших представлений. Поскольку тела неравномерно и не одинаково меняются, то возникает представление, которое мы называем необратимостью. А на самом деле ее нет. Так что время — видимость.

И далее Мах обращается к тому почти единственному примеру абсолютного движения, которое есть в арсенале у Ньютона — к его знаменитому сосуду с водой. Утверждать, что центробежное движение воды, возникающее от закрученной веревки, — абсолютное движение, как это полагает Ньютон, неверно. Это иллюзия. Не будь определенного положения Земли, относительно чего мы считаем его независимым, абсолютным, — будет сфера неподвижных звезд и ничего не изменится. “Для меня существует только относительные движения и я не могу здесь допустить какую-нибудь разницу между движением вращения и поступательным. Если тело вращается относительно неба неподвижных звезд, то развиваются центробежные силы, а если оно вращается относительно какого-нибудь другого тела, а не относительно неба неподвижных звезд, то таких центробежных сил нет. Я ничего не имею против того, чтобы первое вращение называли абсолютным, если только не забывали, что это означает ничто иное как относительное вращение относительно неба неподвижных звезд. Можем ли мы удержать неподвижным сосуд с водой Ньютона, заставить вращаться небо неподвижных звезд и тогда доказать отсутствие центробежных сил?” (Мах, 1909, с.199).

Некоторые предполагают, что эти слова попались на глаза Альберту Эйнштейну и были для него искрой, импульсом к созданию теории относительности. (Веселовский, 1959). Конечно, это весьма правдоподобно. Книга Маха была широко известна. Она издавалась на всех европейских языках. С 1883 года, когда появилось первое издание и по 1907 год только по-немецки она вышла шесть раз и уж конечно, вращалась на всех физических кафедрах всех немецко-говорящих стран, то есть как раз во время учебы и становления Эйнштейна. Так что он не мог ее не знать. Относительность носилась в воздухе. Кто-то должен был сделать решающий шаг и отбросить абсолютное время Ньютона окончательно, потому что наступил момент платить по счетам договора, согласно которому за абсолют молчаливо принимали сначала просто пространство и время бесконечной Вселенной, а затем ее среду — мировой эфир. Но опыт Майкельсона предъявил счет к оплате.

Гендрик Лоренц был последним, кто полагал, что еще можно обойтись векселями, облигациями или иными формами отсрочки платежей. Он ввел “растяжение секунд” и “сокращение сантиметров” при переходе от одной системы отсчета к другой. Но призывал помнить, что это условность, что в самой действительности время идет