Инженерная онтология. Инженерия как странствие

Заметим здесь, что тензоры преобразуются, как «квадрат преобразований вектора», а спиноры как «квадратный корень из преобразований вектора». Все классы физических величин возникают именно на этой стадии думанья — на формировании принципа относительности.

Г.Галилей впервые логически и опытно показал, что законы физики не меняются, когда одна система отсчета равномерно и прямолинейно двигается относительно другой. Но здесь возникает несколько вопросов, на первый взгляд очевидных, а на второй — очень неприятных. Например — как измерить длину движущегося тела? Как измерить время в одной системе отсчета относительно другой системы отсчета?

И так далее…

Здесь возникает «развилка». Если существует бесконечно быстрый сигнал, время в движущихся друг относительно друга равномерно и прямолинейно системах удается синхронизировать. Тогда существует абсолютное время, единое для всего мироздания, и можно строить физику Ньютона.

Но если такого бесконечно быстрого сигнала нет, то нет и никакой возможности построить абсолютное время. Время начинает зависеть от процедуры синхронизации, и, в общем и целом, начинает формально зависеть от скорости: нам кажется, что в движущейся относительно нас системе отсчета оно идет медленнее. Само собой разумеется, что из той системы отсчета все выглядит в точности наоборот: им кажется, что замедляются наши часы… И здесь уже придется строить релятивистскую физику с ее кажущимся замедлением времени, сокращением длины, увеличением массы и т. д.

Если скорость света является наивысшей возможной скоростью в природе, то мир устроен таким образом, что инвариантом является не длина и время, а конструкт из длины и времени, называемый интервалом s=√(c2t2-l2) — «четырехмерная длина», вместо интуитивно очевидных преобразований Галилея выполняются преобразования Лоренца, скорости не аддитивны.

Для нас важно, что в этом случае мы обязаны признать время одним из измерений пространства, а скорость света — просто константой связи между измерениями длины в трех пространственных направлениях и одним временным направлением. По Дж. Уиллеру: скорость света имеет такой же смысл, как, например, число 5280, которое связывает число английских ярдов с английской милей. Это просто вопрос договоренности: когда мы вводили единицы измерения, мы не подозревали, что время является формой пространства, и введи для измерения пространства и времени разные эталоны.

Далее физика начинает применять принцип относительности к ускоренному движению, что приводит к принципу эквивалентности, указывающему на калибровочный характер гравитационного поля: невозможно отличить равноускоренную систему отсчета от покоящейся — но в гравитационном поле. В перспективе принцип калибровочной инвариантности распространяется на другие физические поля и дополняется принципом спонтанного нарушения симметрии.

Мы мысленно охватили путь, который физика проходила 2.500 лет — от Аристотеля до Дж. Уиллера. Он, конечно, намечен пунктиром: но, в общем, не представляет особого труда «заполнить лакуны». Заметим, что в этой работе нам, безусловно, понадобится только обыденное мышление (здравый смысл), наблюдательность и умение думать.

Данный подход не согласуется ни с натурфилософским преклонением перед опытом, ни с современным упованием на математику. В сущности, математика возникла на нашем пути, как чисто формальная справочная, служебная дисциплина, которую мы строили, исходя из здравого смысла и практических потребностей. А вместо экспериментального подхода «Базаров сделался чистым эмпириком…» мы стремились применять житейский опыт и, следуя Г.Галилею и А.Эйнштейну, мысленные эксперименты.

Подведем итоги. В релятивистской физике время принципиальное неотличимо от пространства и представляет собой одно измерение четырехмерного мира. Оно, впрочем, выделено, поскольку метрика пространства-времени является не эвклидовой, а псевдоевклидовой. Это хорошо понимал еще Г.Уэллс, автор «Машины времени», который заметил, что «Единственное различие между временем и любым из пространственных измерений заключается в том, что наше сознание движется вдоль него».