Стратегии гениев. Альберт Эйнштейн

Итак, “пустое пространство” представляет собой коробку “без коробки”, без ограничивающих стен… Таким образом, наше подсознание предполагает, что существует нечто, формирующее нашу “Вселенную”, – необъятная неподвижная пустая коробка, относительно которой движется все остальное. Если убрать и землю, и поезд, то камень будет падать относительно этой огромной, застывшей коробки.

Используя эти “примитивные” представления о пространстве, Эйнштейн смог некоторые из них подвергнуть сомнению.

Когда меньшая коробка s расположена в относительном покое внутри полого пространства большей по объему коробки S, тогда пустое пространство в s-малой является частью пустого пространства S-большого, и “пространство”, содержащее S-большое и s-малое принадлежит им обоим. Когда s-малое движется относительно S-большого, все становится сложнее. Кто-то склонен думать, что s-малое будет заключать в себе всегда то же самое пространство, но в различных частях S. Затем необходимо будет распределить для каждой коробки свое особое пространство… и предположить, что все они двигаются относительно друг друга.

До того, как человек осознает, насколько сложная мысленная конструкция получится, пространство будет казаться ему неограниченной средой или контейнером, в котором плавают материальные объекты. С этого момента надо запомнить еще и то, что пространств существует бесчисленное множество и все они двигаются относительно друг друга7.

Итак, мы представляем Вселенную “безграничной средой или контейнером, заполненным движущимися материальными объектами” – будто Господь Бог разместил в одной огромной коробке все материальные объекты, составляющие нашу Вселенную. Но если задуматься глубже, то придется признать, что это объяснение “слишком простое”. Потенциальных коробок с заключенным в них пространством множество, и не существует единственного большого S-пространства для дрейфующего в нем s-малого. Скорее большее S-пространство – это системавзаимоотношений между всеми малыми s-пространствами.

Эйнштейн говорит: “Мы полностью исключаем смутное слово “пространство”, коему, надо честно признаться, не можем найти ни малейшего объяснения, и заменяем его словосочетанием “движение, относительно практически неподвижного тела отсчета”.

Таким образом, наш всадник на световом луче и наблюдатель с астероида отнюдь не являются “плавающими” в “Божьей коробке” – едином огромном неподвижном и пустом контейнере предмета. Они представляют собой два малых s-пространства, среди множества малых иных s-пространств, движущихся относительно друг друга. То же окажется верным и для пешехода с пассажиром поезда. Вселенная, где обитают все эти персонажи, сотворена “из бесконечного числа пространств, движущихся относительно друг друга”.

Возможно, подобное смещение акцента в базовом представлении о природе “пространства” не кажется столь драматичным, но открываемые им потенциальные возможности – огромны. Они привели Эйнштейна к пересмотру и других фундаментальных представлений о Вселенной.

Вызов второй – базовым предположениям об “одновременности”

Классическое измерение “пространства” зависит от измеряющего – наблюдающего за началом и концом какого-либо опыта при помощи прибора измерения, например линейки. Эйнштейн осознавал, что за определением “одновременности” стоит фундаментальное предположение одновременности происходящих событий: и начало, и конец наблюдаемого объекта на линейке видны в одно и то же время. Хотя это предположение вполне соответствует нашему нормальному (хотя и ограниченному) восприятию мира, но как быть с очень большими расстояниями (до планет и до звезд) и очень малыми (расстояние между атомами), сверхскоростями (скорость света) или с движением двух “пространств” относительно друг друга?

Эйнштейн понимал, что вся физика и в основном все способы восприятия людьми мира строились на определенных предположениях об измерении. Например, как вы определите, с какой скоростью мчится всадник на световом луче? Как вообще мы измеряем что-либо на земле? Берем измерительный прибор-линейку, измерительную ленту и т.п., устанавливаем единицу измерения и отмечаем, где начало и где конец.

А если объект, который я измеряю, движется очень быстро? Я мог бы видеть его левый край в начале линейки, скажем, во время -1 (t1), но, когда я переведу глаза, чтобы увидеть, где этот объект заканчивается, он сдвинется. Иными словами, если я начну измерять объект (например доску), концентрируясь на одной лишь его стороне во время t1, и в тот момент, когда я посмотрю на линейку и на измеряемую часть доски, чтобы проверить: совпадают ли деления, доска начнет двигаться. Тогда я смогу измерить лишь некоторую часть предмета от действительного его размера.

Если бы вы, находясь на астероиде, попытались измерить линейкой нечто движущееся, в то время, когда вы будете переводить взгляд с одного конца линейки на другой, ваш объект улетит на весьма существенное расстояние.