Куда течет река времени

Я уже говорил, что в эпохи, когда в науке зреют новые важные идеи, обычно разные ученые с разных точек зрения близко подходят к формулировке открываемых — закономерностей, выясняют их отдельные свойства. Но обычно кто-то один гениальный дает окончательную формулировку нового. Так было и с созданием теории относительности. Отдельные формулы ее математического аппарата писались в конце 80-х годов прошлого столетия. Близко к формулировке теории подошли нидерландский физик X. Лоренц и французский ученый А. Пуанкаре. Но только А. Эйнштейн сделал самый трудный и решительный шаг, изменив представления о пространстве и времени. X. Лоренц, вспоминая в 1912 году о своих попытках еще до 1905 года (года опубликования работы Эйнштейна) разрешить противоречия, следующие из данных экспериментов, писал: «Можно заметить, что в этой статье (опубликованной в 1904 г. — И. Н.) мне не удалось в полной мере получить формулы преобразования теории относительности Эйнштейна… С этим обстоятельством связана беспомощность некоторых дальнейших рассуждений в этой работе.

Заслуга Эйнштейна состоит в том, что он первый высказал принцип относительности в виде всеобщего, строго и точно действующего закона».

Приведем еще высказывание известного американского физика-экспериментатора Р. Милликена, весьма ясно показывающее, почему открытие было сделано А. Эйнштейном: «Именно здесь проявилась характерная для Эйнштейна смелость подхода, ибо отличительной чертой современного научного мышления является тот факт, что оно начинает с отбрасывания всех априорных представлений о природе реальности (или о законченной картине строения Вселенной), характерных практически для всей греческой философии, а также для всего средневекового мышления; вместо этого современное научное мышление берет в качестве отправного пункта прочно установленные, тщательно проверенные экспериментальные факты».

МАШИНА ВРЕМЕНИ

Кто из нас не зачитывался в юности знаменитой повестью Г. Уэллса «Машина времени». Герой этой повести отправляется на машине, передвигающейся во времени, в далекое будущее нашей Земли. На этой машине, по замыслу писателя-фантаста, можно также перемещаться и в прошлое.

О возможности свободно двигаться во времени и в будущее и в прошлое написано немало произведений. Наверное, авторы ни в малейшей степени не сомневались, что их вымысел относится к области чистейшей фантазии, и рассматривали его только как литературный прием.

Весь опыт человечества и опыт науки заставлял считать, что путешествия во времени невозможны. В пространстве можно двигаться. Скажем, на Земле можно путешествовать в разных направлениях, можно и возвращаться на исходное место. Но во времени по своему желанию, казалось бы, двигаться мы не можем и вынуждены пассивно «плыть» вместе с его потоком. Этим свойством, как считалось, время кардинально отличается от пространства.

Открытие А. Эйнштейном в 1905 году удивительных свойств времени показало, что убежденность в том, что мы являемся «пленниками» реки времени и не можем в ней передвигаться, является всего лишь плодом нашего незнания, следствием ограниченных возможностей предыдущей истории человечества. Так что ж, во времени можно двигаться?

И да и нет! Теория Эйнштейна решила эту проблему, так сказать, только наполовину. Было показано, что по реке времени можно передвигаться лишь «вниз по течению» — можно двигаться в будущее, обгоняя само течение. Но обратной дороги — «вверх по течению», в прошлое — теория не указывала. Как же можно попасть в будущее, обогнать время?

Герой Уэллса для этого садился в машину времени, нажимал рычаг, машина начинала трястись и, не двигаясь с места, вместе с героем исчезала из настоящего, переносясь в другие эпохи.

Теория относительности показала, что так путешествовать во времени нельзя. Для этого обязательно надо передвигаться в пространстве. Чтобы попасть в будущее планеты, надо сесть в упоминавшуюся уже фотонную ракету, разогнать ее до скорости, близкой к скорости света, полетать в космосе некоторое время, скажем год, с этой большой скоростью и затем вернуться на Землю. Время на быстролетящей ракете будет течь медленнее с точки зрения людей, оставшихся на Земле. Поэтому после возвращения ракеты окажется, что у землян пройдет больше времени, чем у экипажа ракеты, а значит, космонавты перенесутся в будущее нашей планеты.

Французский физик П. Ланжевен в 1911 году рассматривал следующий мысленный эксперимент. Один из братьев-близнецов отправляется на ракете в космос, а другой остается на Земле. После возвращения брат-космонавт окажется моложе своего брата-близнеца, жившего все время на Земле. Это и есть для космонавта зримый результат путешествия в будущее Земли.