Физика времени

А вопрос об объеме пространства и длительности времени — это, несомненно, важнейший вопрос об окружающем нас физическом мире. Классическая механика его не решает. Она действует так, «как будто» пространство и время неограниченны по объему и длительности, и при этом она не сталкивается ни с какими противоречиями во всей огромной области явлений, где эта наука применяется.

Означает ли такое отсутствие противоречий полное и безоговорочное подтверждение всех принятых механикой свойств времени и пространства? Строго говоря, нет. Ведь сколь бы ни велика была область применимости классической механики, фактически она все же ограничена. Поэтому строгий ответ и должен быть отрицательным. Но мы можем с полным основанием утверждать, что во всей области применимости классической механики пространство и время «ведут себя» так, как если бы они были неограниченны и бесконечны по объему и длительности.

То же относится и к другим принятым в классической механике свойствам времени и пространства. Они представляются нам естественными и даже самоочевидными. Но наше чувство естественного и наше понимание очевидности воспитаны опытом, который по неизбежности всегда остается ограниченным. И за границами этого опыта мы уже не можем доверять нашему непосредственному чувству и пониманию. Но новый опыт, новые данные и сведения, почерпнутые из физических экспериментов и наблюдений, могут значительно расширить границы понимания и многое изменить даже в самых простых взглядах на мир. Так это постоянно и происходит в науке.

Так произошло и с физической наукой о времени, пространстве и движении. Рамки ее были необычайно расширены новейшей физикой XX века. Современное понимание мира много шире и глубже, чем во времена Ньютона. Выяснилось, что разные свойства времени и пространства, одинаково безоговорочно принимаемые и утверждаемые классической механикой, на самом деле по-разному «выдерживают напор» новых данных и сведений и некоторые из них определенно должны быть пересмотрены; другие же должны быть поставлены под вопрос и подвергнуты строгой проверке в нынешних или будущих экспериментах и наблюдениях.

Все это, однако, не отменяет классическую механику. В своей области применимости — огромной, но ограниченной, как мы это теперь понимаем, — она была и остается целиком оправданной и полностью справедливой. По словам Эйнштейна, одного из первых творцов новейшей физики, выводы, к которым пришел Ньютон «при современном ему состоянии науки были единственно возможными и, в частности, единственно плодотворными». Классическая механика как теория механических явлений определенного круга и масштаба исправно служит нам и поныне. На ней основаны все практические применения механики — от простейших устройств до самых сложных машин и механизмов. Это вместе с тем и ясная, удобная в повседневной практике физическая концепция времени.

ГЛАВА 5 ВРЕМЯ И СВЕТ

Говорят, что Эйнштейн немало удивил однажды своих собеседников, сказав, что никогда не понимал, что такое абсолютное время, — то есть того, что, как всем казалось, было общеизвестно.

Конечно, он знал об абсолютном времени, о его роли в классической механике все, что было известно. Но его взгляду на физический мир с самого начала была чужда вечная универсальность, принципиальная неизменность абсолютного времени. Почему время всегда и везде течет в одинаковом темпе? Чем этот темп задается и что его контролирует? Неужели существует какой-то способ регулировать ход времени сразу и одновременно во всей Вселенной?

Эти вопросы побуждали к критическому анализу физики Галилея и Ньютона.

Эйнштейн прекрасно видел, что на практике классическая механика действует безупречно. Два столетия она шла от одного достижения к другому и ничто, казалось, не предвещало каких-то препятствий, заминок или неудач. Но Эйнштейн испытывал внутреннюю неудовлетворенность идейной стороной, самой основой классической науки. В этой основе виделись ему непоследовательность и противоречия.

Из глубоких раздумий о реальном мире физических явлений, из критического анализа классической механики с ее концепцией абсолютного времени и абсолютного пространства родилась теория относительности Эйнштейна, которой суждено было произвести настоящий переворот в физике. К этому успеху привели Эйнштейна не только собственные научные усилия, но и замечательные результаты, достигнутые в той же области исследований его предшественниками и современниками, Дж. К. Максвеллом в Англии, X. Лоренцом в Голландии, А. Пуанкаре во Франции.

Ключом к созданию теории относительности послужило, прежде всего, понимание особых свойств света, которые оказались удивительным образом связанными со свойствами времени.

Эйнштейн

Альберт Эйнштейн (1879—1955) писал о физической науке на рубеже XX века: «Несмотря на то что в отдельных областях она процветала, в принципиальных вещах господствовал догматический застой». А его интересовали именно «принципиальные вещи». И здесь он был смолоду решителен; порвав с давно уже