Текст книги "Очевидное? Нет, еще неизведанное…"
Автор книги: Вольдемар Смилга
Жанр:
Физика
сообщить о нарушении
Текущая страница: 4 (всего у книги 16 страниц)
Но если бы (что сравнительно реально) московский метр слегка удлинился от повышения температуры, в Советском Союзе была бы порядочная неразбериха и путаница, пока не установили бы, что копия испортилась. Поэтому эталоны длины хранят в глубоких подвалах, где все время поддерживается постоянная температура, исключены малейшие сотрясения и т. д. (Кстати, поэтому же эталоны готовят из сплавов с минимальным коэффициентом теплового расширения.) Короче, эталоны хранят в таких условиях, чтобы быть уверенными в неизменности их свойств.
Кажется, в Париже помещение, где находятся эталоны физических величин, заперто на три замка. Ключи от этих замков хранят три руководящих сотрудника Палаты, не передавая их никому другому. Чтобы проникнуть в хранилище, необходимо их одновременное согласие и присутствие. Пожалуй, это один из немногих случаев, когда можно приветствовать бюрократические методы.
Естественно, все, что сказано об эталоне длины, относится и к эталонам любой физической величины. Суть одна. Физики берут какой-то реальный предмет (или реальный физический процесс), свойства которого сохраняются неизменными, и говорят: «Вот единица длины (или единица массы, электрического сопротивления, времени и т. д.). Мы так условились, и теперь извольте все измерения производить нашей единицей». Понятно, что если свойства эталона нестабильны, то с измерениями произойдет такая путаница, что измерителя выгонят вон вместе с эталоном.
Об эталоне длины можно рассуждать еще весьма долго. Мы, например, совершенно умолчали, что в наши дни в качестве эталона длины следует выбрать длину волны какой-либо линии испускания или поглощения в спектре атома[11]11
Кстати, в октябре 1960 года на Международной конференции мер и весов было принято новое определение эталона длины.
За эталон принята длина световой волны оранжевой линии спектра изотопа криптона-86. Таких волн в метре укладывается 1 650 763.
[Закрыть]. Такой эталон хорош, поскольку весь опыт физиков показывает, что его свойства остаются неизменными.
Например, длина волны желтой линии натрия (желтого дублета натрия) неизменна для всех атомов натрия на Земле. Главное достоинство такого эталона в том, что он всегда под руками. Впрочем, есть и существенный недостаток – эталон очень мал (порядка микрона – 10-4 см).
У нас нет возможности рассказывать обо всем этом более подробно. Но стоит упомянуть об истории системы мер.
Представьте, что историк прочел в древнегреческой книге: «Высота Александрийского маяка была 0,8 стадия». Не надо читать все предыдущее, чтобы понять, что этим мало что сказано. Чему равен стадий? Что это за единица длины?
Вы можете встретить и в других местах упоминание о стадии, можете узнать, сколько локтей (другая единица длины) содержит стадий, но пока вам не предъявят реальный предмет и не скажут: «Вот этот меч имеет длину один локоть, а в стадии 360 локтей», – вы ровно ничего не узнаете.
Мало того, вы еще должны быть уверены, что эталон сохранился неизменным.
Но и этого недостаточно. Допустим, в другой книге есть указание, что наименьшая ширина Геллеспонта – 4 стадия. Геллеспонт (Дарданеллы) существует и сейчас, и вряд ли изменилась ширина пролива. Но кто знает, с какой точностью измерили его греки? Этот пример перекликается с забавной историей определения длины земного меридиана. С детских лет мы слышим, что Эратосфен Киренский определил окружность Земли с удивительной точностью. Он получил 39 681 километр. Однако не очень ясно: как это стало известно? Ведь у Эратосфена длина меридиана определена в стадиях – 252 тысячи стадий. Очевидно, как-то определили, чему равен стадий. Изумительное по четкости сообщение можно найти в энциклопедическом словаре.
На число 39 681 следует обратить внимание, как на пример бессмысленного стремления к точности.
Стадий – древнегреческая мера длины: 174–230 метров!
Удивленный подобной точностью, я обратился к специалисту по древнегреческой истории. Он перерыл довольно много книг, прежде чем сообщил результаты. И увы! Создалось впечатление, что о системе мер у греков нам почти ничего не известно. Неясно, была ли вообще в эллинском мире единая система мер. Имели ли греки эталон длины? Чему равен стадий? И наконец, с какой точностью Эратосфен вычислил земной меридиан? Правда, на египетских гробницах высечены эталоны локтя, но никто, кажется, не знает, был ли этот локоть принят во всей Элладе. Вообще историки как будто не слишком интересуются историей системы мер, считая, что это частный вопрос. А, между прочим, по качеству системы мер можно очень много сказать о развитии, например, торговых связей. Широкая торговля, особенно денежная, немыслима без существования эталонов длины и веса.
Любопытные сведения имеем мы об эталоне длины у арабов. Там эталоном считалась толщина волоса с морды осла. Вряд ли имеет смысл объяснять, как нестабилен эталон, целиком определяемый личными качествами осла, которые, как показал многовековой опыт человечества, весьма разнообразны.
Еще более анекдотичен с нашей точки зрения эталон древних монголов – дневной конский переход. Тут уж ни о какой стабильности говорить не приходится, хотя соратников Чингисхана подобное измерение расстояний, очевидно, вполне устраивало.
Интересно также отметить, как практика диктует выбор эталона длины. Единица длины обычно выбиралась соразмерно с человеческим телом.
Ярд, как гласит предание, – это расстояние от кончика носа короля Генриха II до концов пальцев его вытянутой в сторону руки. Фут выдает само название (ступня). Локоть древних – тоже. Русская сажень – расстояние между пальцами раскинутых рук. И наконец, хитроумный Лаплас за единицу длины выбрал – 1/40 000 000 земного меридиана просто потому, что метр – длина того же порядка, что и рост человека.
На этом с длиной закончим…
Здесь начинается обсуждение понятия времени в физике. Это важнейший вопрос, но многое для читателя, вероятно, окажется неожиданным, а потому и сложным.
Пожалуй, до Эйнштейна почти никто не задумывался над вопросом: что же такое время? Практически физики удовлетворялись загадочным определением Ньютона.
Впрочем, надо заметить следующее.
Развернутую критику основных положений механики Ньютона провел Эрнст Мах. Это имя хорошо известно как имя автора реакционной идеалистической философской системы – махизма.
Что касается его философских взглядов, а также физических выводов общего характера, сделанных им на основе своей философской системы (например, отрицание существования атомов), тут, мягко говоря, ничего хорошего не скажешь.
Но его критика Ньютона, безусловно, в целом была прогрессивна, и Эйнштейн не раз упоминал, что эти работы Маха оказали на него большое влияние.
В работе Маха существенна негативная часть – фиксирование ошибок или бессодержательных положений Ньютона. Полной ясности в основные положения механики Мах, конечно, не внес. Его положительные утверждения также во многом ошибочны или бессодержательны. Но заслуга Маха в том, что он первый пробил брешь в стене слепого преклонения перед Ньютоном.
Ньютон о времени. Абсолютное время – образец бессодержательного определения.
Вот что писал о времени Ньютон: «Абсолютное, истинное, математическое время само по себе и по своей сущности без всякого отношения к чему-либо внешнему протекает равномерно и иначе называется длительностью».
«Относительное, кажущееся или обыденное время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами, внешняя, совершаемая при посредстве какого-либо движения мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как-то: час, день, месяц, год».
И еще очень интересное для нас замечание:
«Дело в том, что естественные солнечные сутки, которые мы обыкновенно как меры времени считаем равными, в действительности не равны».
Это определение абсолютного времени великолепно иллюстрирует, как Ньютон-философ противоречит Ньютону-физику.
Ньютон-физик признает только те физические понятия, которые можно реально исследовать. Ньютон-философ навязывает Ньютону-физику совершенно бессодержательное понятие абсолютного времени, причем само определение исключает возможность сказать что-либо об этом времени. Та же самая история повторяется при определении понятия пространства.
Ньютон-физик в таких вопросах безмолвствует и утешается только тем, что эти понятия он, по существу, не использует при решении конкретных задач. Впрочем, иногда физик позволяет себе скептические замечания, которые совсем не вяжутся со взглядами философа, но философ быстро призывает его к порядку.
Надо заметить, что ньютоновское абсолютное время введено крайне неудачно и с философской точки зрения, поскольку, если верить Ньютону, время никак не связано с материей.
Используя опыт определения понятия длины, мы сравнительно просто расправимся и с временем. Будем действовать по аналогии.
Прежде всего нам необходим эталон времени, аналог масштабного стержня.
Чтобы иметь эталон времени, мы должны взять какой-либо физический процесс (например, вращение Земли вокруг своей оси) и объявить: «Длительность этого процесса и есть единица времени».
Стоит еще раз напомнить, что речь идет о, так сказать, «физическом», а не о философском определении времени.
Так мы создаем часы – эталон. Причем эталон времени, так же как эталон длины, обязан сохранять постоянными свои свойства, должен оставаться неизменным.
Иными словами, чтобы создать часы, мы должны взять за основу такой физический процесс, который можно тождественно повторить сколь угодно большое число раз. И безразлично, повторяется ли этот процесс сам по себе, по своей природе (как вращение Земли вокруг своей оси), или мы искусственно можем создать условия повторяемости (часы с маятником).
Как видите, определение эталона времени очень сходно с определением эталона длины.
Имея эталон времени, мы, естественно, должны сформулировать рецепт измерения времени. И уж после этого можно облегченно вздохнуть.
Но прежде чем давать рецепт, вспомним замечание Ньютона:
«Естественные солнечные сутки[12]12
Солнечные сутки – время между прохождениями Солнца через верхнюю точку своего видимого пути. Звездные сутки определяются аналогично, но вместо Солнца берут любую звезду.
[Закрыть], которые мы считаем равными, в действительности не равны».
Начинается детальный и кропотливый анализ, казалось бы, совершенно ясного вопроса, и, естественно, все усложняется.
После сказанного выше эти слова не очень понятны – ведь если за эталон времени мы взяли солнечные сутки, то тем самым мы решили, что они равны между собой по определению.
Тогда бессмысленно как будто ставить так вопрос: «Равны между собой сутки в действительности или нет?»
Но не будем торопиться с выводом. Уже несколько раз упоминалось, что существеннейшее требование, предъявляемое к эталону, – неизменность его свойств. И пожалуй, давно пора ответить на вопрос, который, вероятно, возник у многих.
Как установить, что свойства эталона (например, длина эталона длины) изменились или остались неизменными? И вообще какой смысл вкладываем мы в эти слова? Что значит «остались неизменными»? По отношению к чему?
Ставится, вероятно, неожиданный, но существенный вопрос.
Ведь эталон сам определяет единицу измерения той или иной физической величины, и ему мы обязаны верить в первую очередь. Предъявив реальный предмет – единицу измерения, мы тем самым кладем конец всяким разговорам. Можно считать, что парижский метр, по определению, останется единицей длины, даже если он, например, расширится от нагревания.
И такое решение будет совершенно логично.
Однако часто построения, безукоризненные с точки зрения логики, могут не иметь ничего общего с реальным миром. Самые яркие тому примеры дает математика. Можно построить очень много логически безупречных геометрий, но в реальном мире осуществляется какая-то одна-единственная.
Поэтому если эталон длины – метр – вдруг перестанет совпадать со всеми своими копиями, а между копиями по-прежнему будет царить полное согласие, физик скажет, что его эталон в действительности испортился, и выберет новый.
Но заметить, что свойства эталона изменились, можно только одним путем – сверить эталон по объектам, в неизменности свойств которых нет оснований сомневаться. Если будет получен новый результат – значит эталон изменился. Поясним примером.
Если представить себе десяток трехлетних ребятишек, выбравших за неизменный эталон длины рост одного из своих сверстников, то с их точки зрения может оказаться, что рост любого члена компании остается почти неизменным. Более того, если выбранный ими «эталон» станет опережать остальных в росте, они будут горестно утверждать, что их рост уменьшается.
Но довольно скоро они заметят, что все окружающие предметы: стулья, столы, родители, комната, собаки – становятся как бы меньше (точнее, не такими большими). Тогда наиболее толковый заключит и, вероятно, быстро убедит остальных, что «на самом деле» все они растут. Старый «эталон» будет свергнут, и они выберут новый: например, за эталон возьмут отметку на двери, сделанную отцом.
Причем расстояние от пола до этой отметки они будут считать строго неизменным, поскольку соотношение между этим расстоянием и окружающими предметами не будет нарушаться.
В принципе точно так же рассуждают и ученые.
Под руками у физика сотни самых разнообразных предметов, соотношения между которыми ему известны. Если говорить о длине, то ученые располагают парижским метром, десятками его копий и сотнями и тысячами объектов, длина которых измерена эталоном. Например, длина земного меридиана приблизительно равна 40 000 000 эталонов длины. И это соотношение изменится только в том случае, если изменит свои свойства либо Земля, либо метр.
Пусть прямыми измерениями когда-то были установлены соотношения между эталоном длины и самыми разнообразными по своим свойствам объектами (длины волн в спектре атомов, длина земного меридиана, копии метра и т. д.).
Если эти соотношения между всеми объектами остаются неизменными, можно утверждать, что длина каждого объекта неизменна.
Действительно, все соотношения остаются неизменными, поэтому если длина и изменяется, то совершенно идентично у всех изучаемых предметов. А нет никаких оснований думать, что есть какая-то скрытая причина, которая совершенно единообразно (пропорционально) изменяет длину самых разнородных по своей природе объектов.
Уместно вспомнить слова Ньютона: «Скрытым свойствам нет места в натуральной философии!»
Напротив, если нарушится соотношение между одной из копий эталона со всеми остальными, мы говорим, что данная копия эталона изменила свои свойства.
В целях удобства один из таких объектов объявляется «главным» эталоном, а остальные – его копиями.
Но если нарушатся соотношения между «главным» эталоном и его копиями, мы скажем, что его свойства изменились, и поступим так же, как мальчишки, о которых шел разговор, – за эталон длины выберем какую-нибудь из копий.
Конечно, все только что сказанное относится не только к длине, но и ко времени и вообще ко всем основным физическим величинам.
Итак, по существу, физик имеет не один эталон длины, времени и т. п., а целое семейство эталонов. Причем замечательно, что его члены должны иметь как можно меньше физического родства. Пока в «семье» царит согласие, мы говорим, что свойства каждого члена остаются неизменными. Если мы, исследуя новый физический объект, замечаем, что соотношения между ним и каждым членом семьи эталонов остаются неизменными, эталоны принимают его в свою фамилию.
Но как только один из «родственников» нарушает согласие, его безжалостно выкидывают на улицу.
Поэтому можно сказать: «Длина предмета изменилась в действительности, если изменились соотношения между каким-либо предметом и всем семейством эталонов длины».
Точно так же, установив изменение соотношения между солнечными сутками и всем семейством эталонов времени (звездными сутками, периодами полураспада радиоактивных элементов, периодами колебаний пьезокварцевой пластинки и т. д.), мы говорим, что в действительности изменяется продолжительность солнечных суток.
Но в эти слова мы вкладываем совсем другой смысл, чем Ньютон. Он говорил об изменении продолжительности суток по отношению к некоему неведомому «абсолютному времени». Мы же говорим об изменении продолжительности суток по отношению к семейству эталонов времени. Этот и только этот смысл имеют слова «в действительности».
Очень существенно отметить вот что.
Уточнив понятие эталона, введя понятие семейства эталонов, мы уже не субъективно рассуждаем о неизменности свойств эталона, а используем объективные свойства реального мира. Неизменность соотношений между эталонами – совершенно реальный факт реального мира, и поэтому утверждение, что свойства семейства остаются неизменными, совершенно объективно.
Можно, однако, предложить неприятный, хотя и достаточно странный вопрос.
Разбирается некий пример, принадлежащий, очевидно, какому-либо агностику.
Представьте себе, что жители туманности Андромеды (если верить И. А. Ефремову, они значительно опередили в своем развитии жителей нашей планеты), обладая значительно более мощными, чем мы, телескопами, установили, что с их точки зрения доступная нашему обозрению часть вселенной непрерывно пульсирует. Измеряя своими эталонами, они убедились, что все наши предметы и расстояния между предметами совершенно единообразно увеличиваются и уменьшаются.
Допустим, «с их точки зрения» все линейные размеры, и в том числе, конечно, линейные размеры семейства эталонов длины, абсолютно единообразно периодически уменьшаются и возрастают в 100 раз.
Для жителей туманности Андромеды этот факт будет таким же объективным и реальным, как для нас утверждение, что линейные размеры семейства эталонов длины остаются неизменными.
Действительно, поскольку согласие внутри семейства эталонов не нарушилось, мы не заметили бы, что все линейные размеры периодически изменяются.
Что происходило бы «в действительности»? Не с нашей точки зрения, не с точки зрения гипотетических жителей этой самой туманности Андромеды, а в реальном, объективном мире, который, как известно, не зависит ни от каких точек зрения?
Может быть, ответ мы получим, вспомнив, что есть физические законы, связанные с расстоянием и с другими физическими свойствами. Это, например, законы взаимодействия частиц, закон всемирного тяготения, закон Кулона, законы межмолекулярных взаимодействий. Ведь поскольку с нашей точки зрения все физические законы и свойства остаются неизменными, жители туманности Андромеды увидели бы, как периодически меняется масса тел, закон всемирного тяготения, законы межатомных взаимодействий – словом, все физические свойства и законы нашей части вселенной. Они говорили бы, что эта часть вселенной – удивительный мир, законы которого поразительно странны.
А мы были бы уверены, что все законы природы остаются неизменными. Может ли так случиться? Ну что ж, такое предположение еще более странно, но чем черт не шутит…
Возможно, ученые двух миров, встретившись между собой где-нибудь на нейтральной почве – скажем, в районе туманности Лиры, – увидели бы что-то совершенно, новое (допустим, пульсировали бы оба мира).
Так что же все-таки происходило бы в действительности в реальном, совершенно не зависящем от любого из наблюдателей едином мире?
А в мире совершенно реально, совершенно независимо от наблюдателей происходило бы вот что: изменялись бы вполне определенным образом все физические соотношения между частями вселенной. И каждый из наблюдателей описывал бы эти изменения, используя те понятия и законы, которые он установил, изучая свою часть вселенной.
Все наблюдатели опирались бы на вполне объективные факты, на свои совершенно объективные определения основных физических понятий. И каждый рассказал бы, что происходит в действительности, на своем языке, потому что физические понятия и физические законы – это наш язык для описания реального мира.
Таким образом, в рассматриваемом совершенно невероятном случае были бы правы и жители туманности Андромеды и мы, жители Земли.
Почему мы склонны считать, что рассмотренный пример абсолютно фантастичен? Только поэтому, и никаких других оснований нет, что ни один опыт не заставляет нас предположить что-либо подобное.
И мы уверенно говорим, что звездные сутки неизменны в действительности. Хотя твердо помним, какой смысл имеют эти слова, и не будем слишком поражены, узнав, что с точки зрения наблюдателя, находящегося в других физических условиях, это неправильно. Мы быстро договоримся с этим наблюдателем, с какой точки зрения описывать реальный мир. Вероятно, будет избрана наиболее простая и логически более стройная система законов. Но это уже другой вопрос. Важно, чтобы оба описания отражали реальность.
Впрочем, и звездные сутки сейчас «скомпрометированы». Самые надежные эталоны – кварцевые, молекулярные и атомные часы.
Как видите, для выяснения, казалось бы, абсолютно четких слов «в действительности» потребовался сложный анализ.
Почему стоило потратить на это время?
Только для того, чтобы по возможности ясно представить природу физических понятий. После этого идеи и выводы Эйнштейна не должны особенно смущать. Так что сейчас мы страдаем для будущего.
…Теперь дадим рецепт измерения времени и покончим с этим понятием.
Чтобы измерить длину, необходимо было уметь делить эталон длины на сколь угодно малые равные части. Аналогично, чтобы измерить время, необходимо уметь делить на малые равные части эталон времени.
Возвращение к рецепту измерения времени. Этот отрывок имеет особое значение для понимания теории Эйнштейна.
С длиной было сравнительно просто – нас выручила геометрия. Но понятие времени в геометрии отсутствует, и придется обойтись без помощи математиков.
Разбить эталон любой физической величины на равные отрезки – значит ввести, по существу, в семейство эталонов новый, меньший эталон. Мы всегда сможем его найти среди бесчисленного числа физических процессов, нас окружающих[13]13
Например, мы убеждаемся на опыте, что процесс поворота Земли по отношению к неподвижным звездам на любой сколь угодно малый угол относится к процессам, включенным в семейство эталонов времени.
[Закрыть].
Если есть эталон – часы, то, чтобы измерить продолжительность любого физического процесса, достаточно засечь показания часов одновременно с его начальным и конечным моментами. Интервал времени, прошедший на часах, и определяет продолжительность исследуемого явления.
Но что значит, что два физических события произошли в одной точке пространства одновременно? Кажется, это довольно очевидно. Однако, чтобы читатель знал, что его страдания не напрасны, заметим: это «очевидное» понятие – центральный пункт теории Эйнштейна.
Дадим строгое определение:
Определение 1. Два события, происшедших в одной и той же точке пространства, и таких, что, вообще говоря, любое из них может быть причиной или следствием другого, называются одновременными в том единственном случае, когда ни одно из них не может быть причиной или следствием другого.
Это определение остается и в теории Эйнштейна.
Ясно и логично. Не так ли? После такого определения нам не составит никакого труда сравнить, например, ход двух часов, находящихся в одной точке пространства.
А как это сделать с часами, находящимися в разных точках?
Кажется, тоже ясно. Надо одновременно засечь показания обоих часов.
Но как это сделать? Ведь мы определили понятие «одновременности двух событий, происшедших в одной точке». А что означает: «два события произошли одновременно в разных точках пространства»?
Приходится дать еще одно определение.
Определение 2. Два события, происшедших в разных точках пространства, называются одновременными в том единственном случае, когда ни одно из них не может быть причиной или следствием другого.
А вот это определение пришлось существенно изменить.
Итак, определение дано. Но вот что осталось неясным. Пусть в одной точке пространства X1 произошло событие A. Вообще говоря, пройдет некоторое время, прежде чем в другой точке – X2 – смогут узнать, что это событие произошло.
Пожалуй, стоит пояснить эти несколько абстрактные рассуждения примером.
Совсем недавно в газете появилась заметка «Секундомеры щелкают одновременно». Речь шла о том, что раньше судья на финише беговой дорожки не мог точно зафиксировать момент стартового выстрела. Пока звук доходил от старта к финишу, терялись десятые доли секунды (для стометровой дорожки – больше 0,2 сек.). Теперь к пистолету судьи-стартера приделана лампа-вспышка, синхронно срабатывающая с выстрелом, и судья на финише пускает секундомер, как только увидит свет[14]14
Строго говоря, проходит еще несколько сотых долей секунды с момента, когда луч света достиг глаза, до мгновения, когда судья нажимает секундомер. Скорость реакции человека сравнительно невысока. Но допустим, что наш судья – идеальный автомат.
[Закрыть]. Считается, что эти события (выстрел и пуск секундомера) происходят одновременно. Но если рассуждать строго, придется признать, что выстрел на старте (точка X1 и событие А) и пуск секундомера (точка Х2 и событие В) по-прежнему неодновременны. Ведь свету потребовалось время, чтобы добраться до финиша, хоть и ничтожно малое, но все же потребовалось. И то, что судья на финише нажимает секундомер, как раз вызвано вспышкой на старте (событие В причинно связано с А).
Слегка нарушим «детективный» стиль и признаемся, что именно это предположение лежит в основе теории относительности.
Однако самые любопытные выводы получатся, если допустить, что существует максимально возможная конечная скорость передачи сигналов (может быть, скорость света?). Тогда есть и какое-то минимальное время tинф, за которое сигнал от Х1 дойдет в Х2 (от старта к финишу).
Но если так, то любая пара событий в точках Х1 и Х2, разделенных интервалом времени, меньшим времени информации, не может быть связана соотношениями причины и следствия. (Нельзя сообщить на финиш о выстреле судьи стартера быстрее, чем световым лучом. А пока луч идет…)
Значит, если следовать нашему определению, то событию А в точке Х1 будет соответствовать сколь угодно большое число одновременных с ним событий в точке Х2. И раз так – определение не однозначно.
Как видите, приходится обсуждать и такое «очевидное» понятие, как одновременность. Странно, но, по-видимому, одновременность двух физических событий в разных точках пространства отнюдь не самоочевидное понятие.
В общем такой докучливый анализ может порядком утомить.
Поэтому давайте введем гипотезу: «Имеются, по крайней мере принципиально, сигналы, которые распространяются с бесконечно большой скоростью».
Вот эта гипотеза оказывается как раз и неверной.
Теперь можно однозначно определить два одновременных события в разных точках пространства. А значит, можно сравнить ход часов, расположенных в двух различных точках, и установить, в частности, синхронны они или нет.
Неправильное доказательство. Законы тяготения Ньютона справедливы только приближенно.
Откуда взята наша гипотеза? Строго говоря, у физиков не было почти никаких доводов в ее пользу. Впрочем, один был. Дальше мы увидим, что вся теория тяготения основана на предположении, что тяготение распространяется с бесконечно большой скоростью. А теория тяготения Ньютона соблюдается идеально точно. Это опытный факт. Тяготение и есть пример сигнала с бесконечной скоростью. Следовательно, постулат о распространении сигнала с бесконечной скоростью тоже результат опыта.
На этом с определением понятия времени и одновременности покончим и сделаем выводы.
Нет никаких оснований считать, что вся наша система понятий длины и времени справедлива сама по себе. Все положения, все постулаты опираются на опыт и только на опыт. Поэтому можно быть уверенными, что хотя бы приближенно они верны. Но если новые опыты покажут, что, строго говоря, наши выводы несправедливы, мы их изменим. И при этом никакой трагедии не произойдет. Мы просто еще раз отметим, что наши постулаты лишь приближенно описывают реальный мир. И порадуемся тому, как убедительно доказывает нам это «верховный судья физики – эксперимент»[15]15
Мы неоднократно говорили: все ошибочные с точки зрения теории относительности постулаты классической физики вытекают из опыта. С другой стороны, теория Эйнштейна также следует из опыта.
Как это может быть?
Дело в том, что при опытах со скоростями, малыми по сравнению со скоростью света, классическая физика с высокой степенью точности описывает мир.
Наши постулаты и определения – обобщение именно таких экспериментов. Поэтому-то долгое время и не замечали, что, строго говоря, некоторые из этих постулатов ошибочны.
[Закрыть].
