WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 21 |

— Ну и какУвидели бы свое отражение или нет

Обычно люди, которым я задаю этот вопрос,отвечали “да” или “ нет”. Некоторые оставались в замешательстве. Вот он, каменьпреткновения! В зависимости от того, как можно размышлять об этой проблеме, мыили ответим по-разному, или не ответим вообще. Почему же возникают разныеответы

Что ответил сам Эйнштейн Сначала онразмышлял так: “С позиции стороннего наблюдателя, сидящего, например, надрейфующем в пространстве астероиде, казалось бы, что путешественник насветовом луче не может рассмотреть своего отражения. Отчетливо видно, как“всадник” постоянно подскакивает в луче света, свет ускользает с его лица.Путешественник движется в световом потоке, и себя самого в зеркале разглядетьне может.

Но следующей мыслью было: “Но еслия — тот самыйнесущийся на световом луче всадник, откуда мне известно, что это я лечу соскоростью света, а не наблюдатель на астероиде — в противоположном от менянаправлении Почему его точка отсчета более реальна, чем моя Как же я узнаю,что совсем не являюсь точкой отсчета для реальности и что тот, странник наастероиде, движется относительно меня Если это так и я считаю себя главнойкоординатой, то я должен видеть свое отражение, как это было бы в любой обычнойситуации”.

Возникает вопрос: “Чья точка зренияреальна”

Наблюдатель на астероиде говорит: “Вседвижется относительно меня!”

А всадник на световом луче возражает:“Минуточку! Почему это маленький астероид более реален, чем мойлуч”

Если бы можно было наблюдать за ситуацией собеих точек зрения, как бы вы ответили

Эйнштейн взялся за изучение физики, пытаясьнайти решение той явившейся в юношеском воображении проблемы, но столкнулся снекоторыми противоречиями. Согласно традиционным законам физики, скорость волнпредположительно зависела только от среды распространения, а не от источника возникновения (например,звуковые волны в воде и в воздухе путешествуют с разной скоростью независимо оттого, каков источник звука). В соответствии с волновой теорией, для наблюдателязвуковые волны от проходящего поезда покрывают расстояние за одно и то же времянезависимо от скорости движения поезда. Свет, предположительно, тоже имеетволновую природу, и эти выводы явятся истиной и для него. Человек на астероиде,наблюдающий за Эйнштейном и его зеркалом, должен всегда видеть, как исчезаетсвет с лица, неважно, с какой скоростью при этом перемещается Эйнштейн. Этозначит, что, если двигаться вслед за светом, отражение в зеркале должноисчезнуть.

И все же Эйнштейн интуитивно чувствовал,что изображение не должно исчезать, это было бы не более вероятным, чемвнезапное исчезновение голоса у пассажира лайнера, летящего со скоростью звука.Почему реальность должна искажаться только для движущегосянаблюдателя

С другой стороны, если отражениедвижущегося наблюдателя не исчезло бы с зеркала, то наблюдатель на астероидесмог видеть, как свет направляется к зеркалу со скоростью, дважды превышающей свою нормальную, аэто не подходило бы ни под опыт Эйнштейна, ни под его убеждения.

Классическая физика всегда взирала на мир спозиции неподвижного наблюдателя. Никто в действительности не мог оседлатьсветовой луч — толькоодин Эйнштейн, в воображении.

Тот факт, что сконструированные Эйнштейномобразы задействовали его кинестетическую систему, делало этот вопрос особенноэмоционально значимым для него. Две визуальные перспективы (одна — из памяти, другая — из воображения) на уровнеощущений были одинаково реальны для исследователя. Для ученого это было непросто “игрой разума”, а вопросом из иерархии “Божественных мыслей”. Эйнштейнбыл убежден, что ни одна точка отсчета не является реальнее другой, и попыталсяувидеть, нет ли такой позиции, с которой скорость света была бы одинаковой идля путешественника с зеркалом, и для наблюдателя на астероиде.

В действительности экспериментаторыМихельсон и Морлей уже продемонстрировали, что скорость света остаетсянеизменной, измеряется ли она с неподвижной системы или с движущейся спостоянной скоростью относительно источника света. Но понять или объяснить этотрезультат с точки зрения существующих в физике моделей никто немог.

Решение пришло, когда Эйнштейн понял, что“скорость”, “пространство” и “время” считались фундаментальными свойствамиреальности, существующими независимо от материи и от наблюдающего заними:

“Если бы материя исчезла, остались бы однипространство и время (своего рода сцена для физических событий)” 1.

Эйнштейн осознавал, что это лишьпредположение, нечто, непосредственно не познаваемое, поскольку наш опыт“общения” с “пространством” и “временем” всегда определялся ощущенияминаблюдателей. Это и привело Эйнштейна к тому, что некоторым самым базовым нашимпредположениям о реальности был брошен вызов.

Вызов первый — пространству

Согласно Эйнштейну, “цель физическоймеханики — описывать,как тела изменяют свое положение в пространстве с течением времени”2.

Это утверждение большинство из наспринимает как данность. Но, озадаченный воображаемой дилеммой со световымлучом, Эйнштейн говорил: “Неясно, что здесь понимается под “положением” и“пространством”.3 Чтобыупростить дилемму, Эйнштейн сформулировал ее, но в другой, более близкой креальности, воображаемой конструкции:

Я стою у окна вагона рейсового поезда ироняю (но не бросаю) камень на перрон. Затем вижу, что независимо отсопротивления воздуха камень снижается по прямой. Пешеход, наблюдающий этобезобразие с тротуара, замечает, что камень падает на землю по параболе. И язадаю вопрос: какая из траекторий “реальна” — прямая линия илипарабола4

Задумайтесь об этом на минуту. Как ичеловек на астероиде, мы сначала склонны думать, что перспектива, которуюнаблюдает прохожий на перроне — “настоящая”, потому что Земля “больше” поезда. Тогда прямаялиния, которую видит пассажир, будет оптической иллюзией.

Но если в своем воображении мы увеличимпоезд до размера Земли и представим, как он проезжает мимо нее в космическомпространстве, разница в восприятии траектории падения камня сохранится:противостояние останется прежним — чья точка отсчета справедлива Так, однажды Эйнштейн спросилпроводника: “В какое время Цюрих прибывает на этом поезде”

Эйнштейн понимал: эту проблему тем же типоммышления, который создал ее, не решить. И, следовательно, надо выйти вокружающий мир и там задать тот же вопрос. Эйнштейн решает обратить своиисследования внутрь, на “формальные причины” пространства и времени. Явления,подобные “скорости”, “пространству” и “времени” — это концепции, или паттерны,рожденные нашим сенсорным и психологическим восприятием. Эйнштейнотмечал:

“Наука заимствовала у донаучной мысликонцепции пространства, времени и материального объекта. Вместе с ними пришлипонятия боли, цели, намерения и т.п., взятые из психологии... Физики жаждалисвести цвета и тона до вибрации, психологи — мысль и боль до нервныхпроцессов таким образом, чтобы физический элемент как таковой был исключен изпричинной зависимости и потому никогда не выступал в качестве независимогозвена в случайных ассоциациях”5.

Эйнштейн понимал необходимостьвосстановления недостающего “звена” в цепи “случайных ассоциаций”. Егоинтересовал вопрос, что же такое “движение в “пространстве” Он определил, чтооно может восприниматься только “по отношению” к чему-нибудь еще и пришел квыводу, что движение существует только в соотношении с “точкой отсчета” (теломреференции). Итак, если убрать и поезд, и перрон, какая траектория падениякамня будет “настоящей” И относительно чего он падает Большинство людей,возможно, ответит: относительно “пространства”. Но что же такое “пространство”Для ответа на этот вопрос Эйнштейну пришлось заглянуть глубже в своисобственные представления о природе “пространства”.

“Психологическое происхождение идеи“пространства” или вообще необходимость ее появления далеко не так очевидны,как может показаться с позиций привычного мышления... Они внушены определеннымипримитивными опытами. Представьте, что сконструирован ящик — куб. Предметы можно разместить внем таким образом, что он будет полностью заполнен.

Возможность заполнятьсяизнутри — свойствоматериального объекта, “коробки”. Оно различно для различных коробок, это нечтовполне естественное, не зависящее от того, факта, находятся ли внутрикакие-либо предметы или нет. Если нет, то пространство окажется“пустым”.

Итак, до сих пор наша концепцияпространства ассоциировалась с коробкой. Оказывается, что возможность размещатьпредметы внутри данного пространства не зависит от толщины стен коробки. Номожно ли сократить толщину до нуля, не потеряв при этом само “пространство”Естественность такого ограничивающего процесса очевидна, и теперь перед нашиммысленным взором остается одно пространство, без покрова — самоочевидная вещь, и все-такинереальная, если забыть о происхождении этой концепции”6.

Итак, “пустое пространство” представляетсобой коробку “без коробки”, без ограничивающих стен... Таким образом, нашеподсознание предполагает, что существует нечто, формирующее нашу“Вселенную”, — необъятная неподвижная пустая коробка, относительно которойдвижется все остальное. Если убрать и землю, и поезд, то камень будет падатьотносительно этой огромной, застывшей коробки.

Используя эти “примитивные” представления опространстве, Эйнштейн смог некоторые из них подвергнуть сомнению.

Когда меньшая коробка s расположена в относительном покоевнутри полого пространства большей по объему коробки S, тогда пустое пространство вs-малой является частьюпустого пространства S-большого, и “пространство”, содержащее S-большое и s-малое принадлежит им обоим. Когдаs-малое движетсяотносительно S-большого,все становится сложнее. Кто-то склонен думать, что s-малое будет заключать в себе всегда тоже самое пространство, но в различных частях S. Затем необходимо будет распределитьдля каждой коробки свое особое пространство... и предположить, что все онидвигаются относительно друг друга.

До того, как человек осознает, насколькосложная мысленная конструкция получится, пространство будет казаться емунеограниченной средой или контейнером, в котором плавают материальные объекты.С этого момента надо запомнить еще и то, что пространств существуетбесчисленное множество и все они двигаются относительно друг друга7.

Итак, мы представляем Вселенную“безграничной средой или контейнером, заполненным движущимися материальнымиобъектами” — будтоГосподь Бог разместил в одной огромной коробке все материальные объекты,составляющие нашу Вселенную. Но если задуматься глубже, то придется признать,что это объяснение “слишком простое”. Потенциальных коробок с заключенным в нихпространством множество, и не существует единственного большого S-пространства для дрейфующего в немs-малого. Скорее большееS-пространство — это система взаимоотношений между всеми малымиs-пространствами.

Вселенная — это не “упакованный” контейнер;это система взаимоотношений между безграничными пространствами

Эйнштейн говорит: “Мы полностью исключаемсмутное слово “пространство”, коему, надо честно признаться, не можем найти нималейшего объяснения, и заменяем его словосочетанием “движение, относительнопрактически неподвижного тела отсчета”.

Таким образом, наш всадник на световом лучеи наблюдатель с астероида отнюдь не являются “плавающими” в “Божьейкоробке” — единомогромном неподвижном и пустом контейнере предмета. Они представляют собой двамалых s-пространства, средимножества малых иных s-пространств, движущихся относительно друг друга. То же окажетсяверным и для пешехода с пассажиром поезда. Вселенная, где обитают все этиперсонажи, сотворена “из бесконечного числа пространств, движущихсяотносительно друг друга”.

Возможно, подобное смещение акцента вбазовом представлении о природе “пространства” не кажется столь драматичным, нооткрываемые им потенциальные возможности — огромны. Они привели Эйнштейна кпересмотру и других фундаментальных представлений о Вселенной.

Вызов второй — базовымпредположениям

об “одновременности”

Классическое измерение “пространства”зависит от измеряющего — наблюдающего за началом и концом какого-либо опыта при помощи прибораизмерения, например линейки. Эйнштейн осознавал, что за определением“одновременности” стоит фундаментальное предположение одновременностипроисходящих событий: и начало, и конец наблюдаемого объекта на линейке видны водно и то же время. Хотя это предположение вполне соответствует нашемунормальному (хотя и ограниченному) восприятию мира, но как быть с оченьбольшими расстояниями (до планет и до звезд) и очень малыми (расстояние междуатомами), сверхскоростями (скорость света) или с движением двух “пространств”относительно друг друга

Эйнштейн понимал, что вся физика и восновном все способы восприятия людьми мира строились на определенныхпредположениях об измерении. Например, как вы определите, с какой скоростьюмчится всадник на световом луче Как вообще мы измеряем что-либо на землеБерем измерительный прибор-линейку, измерительную ленту и т.п., устанавливаемединицу измерения и отмечаем, где начало и где конец.

А если объект, который я измеряю, движетсяочень быстро Я мог бы видеть его левый край в начале линейки, скажем, во время-1 (t1), но, когда япереведу глаза, чтобы увидеть, где этот объект заканчивается, он сдвинется.Иными словами, если я начну измерять объект (например доску), концентрируясь наодной лишь его стороне во время t1, и в тот момент, когда я посмотрю на линейку и на измеряемуючасть доски, чтобы проверить: совпадают ли деления, доска начнет двигаться.Тогда я смогу измерить лишь некоторую часть предмета от действительного егоразмера.

Если бы вы, находясь на астероиде,попытались измерить линейкой нечто движущееся, в то время, когда вы будетепереводить взгляд с одного конца линейки на другой, ваш объект улетит на весьмасущественное расстояние.

Чтобы получить более “ясную картину” даннойконцепции и открыть, какие же кажущиеся бесспорными положения стоят за ней,Эйнштейн рисует символический образ:

Молния ударила в рельсы на железнодорожномполотне в точках А иВ, расположенных далекодруг от друга. В дополнение скажу, что эти две вспышки произошли одновременно.Если я спрошу вас, есть ли смысл в этом утверждении, вы решительно ответите“да”. Но если я попрошу вас точнее объяснить мне смысл этого явления, то,подумав, вы сочтете, что все не так просто, как казалось с первоговзгляда.

Возможно, какое-то время спустя прозвучитответ: “Значимость подобного утверждения ясна сама по себе и в дальнейшихобъяснениях не нуждается. Возможно, надо все-таки поразмыслить и, еще лучше,понаблюдать, чтобы уверенно заявить об одновременности событий”.

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 21 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.