Причина времени

Мысль о связи между движением тел и временем казалась естественной, она обсуждалась образованными людьми начиная с Зенона, как мы видели. Но интуитивно понимаемая связь – одно, а точное измерение – другое. Весь смысл тут в слове “точное”. Идея приложить к движущемуся телу такой странный объект как время, который всегда вроде бы есть, но природа которого неясна, тоже не принадлежит Галилею. Он сделал совсем маленький шаг. Но он оказался необходим и достаточен, чтобы открылись совсем иные, необозримые горизонты. Так человек, поднимающийся вдоль отвесной стены по приставной деревянной лестнице, делает последний, ничем от других по размеру не отличающийся шаг, который решает все, потому что в результате его голова поднимается над стеной и вместо грубой ее поверхности видит вдруг пространство за стеной, дальний горизонт, видит разом все. Ради этой радости исследователь и работает.

Галилей ввел в науку новый объект – невидимый, правда, неосязаемый, непонятный по своей генерации, но зато исключительно несомненный, какой-то поразительно незыблемо существующий и – что важно! – существующий именно в том качестве, которое необходимо для данного случая, в качестве длительности. Что длится, не ясно, но какое это имеет значение, если никто и никогда не усомнился именно в этом свойстве времени – в его способности длиться и для всех людей одинаково. Этого достаточно, оно и есть искомый эталон, который можно приложить к необозримому миру перемещений, круговых и прямолинейных траекторий, волновых колебаний. Его ритмичный пульс стал выполнять ту же роль, что пяди и футы.

Разумеется, Галилей не был первым, кто связал время и движение между собой. Представления о скоростях, то есть об отношении перемещения к времени, начиная с интуитивных соображений здравого смысла и кончая формальными, уже были (8). И вся заслуга Галилея, его маленький шаг состоял в изобретения удобного и универсального способа использования времени для измерения движения. Вся наука нового времени началась с одной “небольшой” теоремы, в которой освоено практически, выведен правило связи, всегда однообразной закономерной связи между временем и преодолением расстояния. Галилей не рассуждает о времени, оно ему как сущность (то есть как философское понятие) не интересно. Он ничего о нем не говорит, для него не важно, что оно такое. Поскольку нужно было что-то сказать о применяемом главном инструменте своих формул, Галилей в “Беседах” “определяет” время как “общепонятное”, “общепринятое”. То есть он пользуется тем обыденным представлением о времени, которое сложилось до него. Есть что-то, что мы измеряем часами. Зато часы, как инструмент механики, Галилея очень и очень интересуют. И он, конечно, использует не только такие природные счетчики времени, как собственный пульс, но конструирует водяные часы. В этом весь его характер. Он творец, создатель счета времени, оператор и пользователь времени.

Маленький шаг Галилея заключался в формализации использования времени. Он свел его к очень простому, зато не имеющему исключений правилу. Формализация, как известно, начинается с некоторых совершенно точных, не допускающих исключений положений, аксиом или постулатов. А уже из них должны следовать с неизбежной, абсолютной закономерностью по логическому умозаключению теоремы, универсальные правила Вот эти аксиомы:

“I. Расстояние, проходимое при одном и том же равномерном движении в более продолжительное время – больше, нежели в менее продолжительное время.

II Время, соответствующее при равном движении большему расстоянию, больше, нежели соответствующее меньшему расстоянию.

III При большей скорости движения в равные промежутки времени проходятся больше расстояния, нежели при меньшей.

IV. Скорость, при которой за определенное время проходится большее расстояние, больше той, при которой за то же время проходится меньшее расстояние” (Галилей, 1934, с. 283).

Из этих предельно формализованных аксиом следовала центральная теорема: “Движением равномерным или единообразным я называю такое, при котором расстояния, проходимые движущимся телом в любые равные промежутки времени, равны между собой” (Галилей, 1934, с. 282). Как писал Галилей, он “всего лишь” прибавил к уже существовавшему до него в науке понятию о равных промежутках времени слова “любые равные промежутки”, что и стало самым последним и решающим шагом. Галилей сформулировал свою теорему не только словесно, но и представил ее графически. Он изобразил и сопоставил между собой две прямые, одна из которых символизировала расстояние “S”, другая время – “t”. Разделив их на равные отрезки, он получил возможность сравнивать или выражать одинаковые отрезки одной через посредство отрезков другой. Для равномерного движения тело в любые равные отрезки времени проходит равные отрезки расстояния, для ускоренного движения в равные отрезки времени оно пробегало равно прирастающие отрезки расстояния.