Восхождение человечества

На рисунке показаны последовательные этапы превращения сферы, имеющей положительную кривизну, сначала в цилиндр с нулевой кривизной, а затем в гиперболоид вращения с отрицательной кривизной поверхности.

Во времена Ньютона требовать большего от любого, самого одаренного ученого, было невозможно — математика пока была не в силах постичь реальный мир. О его свойствах догадывались лишь наиболее просвещенные и вдумчивые философы. Они предлагали рассматривать пространство как абсолютную систему координат, сетку. Ньютон упростил представления о мире в ущерб реальности. Лейбниц, не согласившись с ним, произнес пророческие слова: «Я принимаю термин „пространство“ но при этом он будет означать нечто относительное, такое же, как и время».

У Ньютона время тоже было абсолютом. Оно имело решающее значение при астрономических расчетах: мы не знаем, как далеко от нас расположены звезды, и можем лишь фиксировать моменты их прохождения через меридиан. По этой причине мореходы призывали к совершенствованию двух главных навигационных приборов — телескопа и часов.

В первую очередь требовалось улучшить телескоп — этим занялись в новой Королевской обсерватории в Гринвиче. Инициировал работу вездесущий Роберт Гук, который вместе с Кристофером Реном проводил реконструкцию Лондона после великого пожара 1666 года. Мореплаватели теперь могли определять свое местоположение, пользуясь новой точкой отсчета — Гринвичским меридианом, проходящим через центральную обсерваторию. Этот меридиан определял два ключевых репера: нулевую долготу и гринвичское время.

Вторым новшеством стало усовершенствование часового механизма. Часы превратились в символ эпохи, потому что благодаря теории Ньютона они нашли практическое применение в открытом море. Хронометр, показывающий время по Гринвичу, помогал морякам ориентироваться в океане. Принцип расчетов предельно прост: Земля совершает полный оборот вокруг своей оси по отношению к Солнцу за 24 часа, следовательно, на каждый из 360 градусов она поворачивается за четыре минуты. Матрос, который видит Солнце в кульминации (в самой высокой точке над горизонтом), смотрит на хронометр и понимает по разнице во времени, на какой он находится долготе.

Правительство пообещало вручить приз в размере 20 000 фунтов стерлингов тому, кто сумеет разработать часы, по которым можно было бы ориентироваться с точностью до половины градуса во время шестинедельного похода. Лондонские производители часов (в их числе Джон Харрисон) создали совершенно гениальный механизм, маятник которого исправно работал независимо от крена судна.

Эти технические задачи спровоцировали в конце XVII века изобретательский бум. Справедливости ради стоит отметить, что проблема учета точного времени и сегодня вдохновляет ученых и инженеров на оригинальные и остроумные придумки. Действительно, морской поход корабля сродни звездным путешествиям. Как звезда перемещается в пространстве и как мы определяем, сколько времени занимает ее путь? Стартовой точкой подобных расчетов стали навигационные карты мореходов, потому что они заставили задуматься об относительности времени.

Часовые мастера XVII–XVIII веков были аристократией среди ремесленников подобно мастерам-каменщикам в Средние века, что говорит о важности этих приборов в жизни людей. Часовщики стремились к тому, чтобы хронометры не только показывали точное время, но и воспроизводили движение планет по небу.

Господство идей Ньютона длилось без малого два столетия. Если бы его призрак пришел в Швейцарию в конце XIX века, то все часы в унисон должны были пропеть ему: «Аллилуйя»! Однако, по иронии судьбы, в начале 1900-х именно в Берне, в двухстах ярдах от старинной часовой башни, начиналась научная карьера человека, который снова перевернул наши представления о мире с ног на голову. Его звали Альберт Эйнштейн.

Как раз в это время были обнаружены странности с поведением света. В 1881 году Альберт Майкельсон в ходе экспериментов, которые ученый провел с применением изобретенного им прибора и повторил через шесть лет совместно с Эдвардом Морли, установил, что скорость света всегда остается постоянной и не зависит ни от скорости источника света, ни от скорости наблюдателя. Открытие американских физиков противоречило законам Ньютона, что взволновало мировое научное сообщество и породило множество вопросов.

Вряд ли молодой Эйнштейн был в курсе этих споров. Он не входил в число наиболее прилежных студентов университета.

Однако к моменту переезда в Швейцарию он уже задавался вопросами, как выглядел бы наш мир с точки зрения путешественника, движущегося вместе со световым лучом.