От Николы Теслы до Большого Взрыва

Измерять время! Мы созданы таким образом, что можем сознавать время и проникаться его печалями и радостями лишь при условии, если мы его считаем и взвешиваем, как монету, которая была бы незримой. Оно у нас воплощается и приобретает сущность и ценность, лишь пройдя сложные приборы, изобретенные нами для того, чтобы сделать его видимым, и, не существуя само в себе, оно заимствует вкус, запах и форму инструментов, его определяющих.

М. Метерлинк

Эйнштейн убивает время

Точнее было бы написать: Эйнштейн убивает абсолютное время. Но если оно признается только относительным, да еще не само по себе, а лишь в соединении с пространством, то что же от него осталось?

Впрочем, такой злодейской цели не было у молодого ученого Альберта Эйнштейна в 1905 году, когда он написал статью «К электродинамике движущихся тел», в которой обосновал специальную теорию относительности (СТО).

В одном из писем он так изложил ее суть: «Еще в древности было известно, что движение воспринимается только как относительное... Если бы неподвижный, заполняющий все пространство световой эфир действительно существовал, к нему можно было бы отнести движение, которое приобрело бы абсолютный смысл... Теория относительности... исходит из предположения об отсутствии привилегированных состояний движения в природе и анализирует выводы из этого предположения».

Еще одно, более обстоятельное, также в популярной форме его объяснение:

«Координатная система, движущаяся равномерно и прямолинейно относительно инерционной системы, сама является инерциальной. Специальный принцип относительности представляет собой обобщение этого утверждения на все процессы природы: каждый универсальный закон природы, который выполняется по отношению к некоторой системе С, должен также выполняться в любой другой системе С? , которая движется равномерно и прямолинейно относительно С.

Другим принципом, на котором основана специальная теория относительности, является принцип постоянности скорости света в пустоте. Согласно этому принципу, свет в пустоте всегда распространяется с определенной постоянной скоростью (не зависящей от состояния движения наблюдателя и источника света). Свое убеждение в справедливости этого принципа физики черпают из успехов электродинамики Максвелла—Лоренца...

Специальная теория относительности, которая является просто развитием электродинамики Максвелла и Лоренца, имела последствия, выходящие далеко за ее рамки».

Вот об этих последствиях и хотелось бы поговорить. А прежде вспомним, что в 1908 году немецкий ученый из Гёттингена Герман Минковский на съезде математиков в Кёльне провозгласил: отныне покончено с независимостью пространства и времени, они превращаются в тени, а реально существует только их единство. В работе «Пространство и время» (1909) он ввел понятие четырехмерного пространства-времени и дал геометрическую версию кинематики специальной теории относительности. Развернул в четырехмерном пространстве-времени уравнения Максвелла.

Несмотря на то, что его выступление приветствовали участники съезда как новое понимание структуры мира, первым высказал и обосновал эту идею венгерский философ и физик Мельхиор Палладий в 1901 году в трактате «Новая теория пространства и времени». Альберт Эйнштейн (он вряд ли читал работу Мельхиора) привел логическое и, что почти то же самое, математическое обоснование относительного и отсутствие абсолютного времени.

Как нередко бывает в истории науки, идея «созрела», как спелый плод, став добычей сразу нескольких ученых. Как говорил математик Давид Гильберт: «На улицах нашего математического Гёттингена любой встречный мальчик знает о четырехмерной геометрии больше Эйнштейна. И все же не математикам, а Эйнштейну принадлежит то, что было здесь сделано».

Возможно, в ответ на это замечание Альберт Эйнштейн заметил: «Меня иногда удивляют гёттингенцы своим стремлением не столько помочь ясному представлению какой-либо вещи, сколько показать нам, прочим физикам, насколько они превышают нас по блеску».

Действительно, в отличие от Исаака Ньютона Эйнштейн не был великим математиком. Но его знаний в этой области вполне хватило на то, чтобы выразить в математической форме идеи, относящиеся не к абстрактным областям четырехмерной геометрии, а к конкретным физическим явлениям.