Знание-сила, 2007 № 08 (962)

В приведенных примерах относительность (релятивизм) времени выглядит тривиально. Обе шкалы времени всего лишь связаны между собой постоянным множителем, пусть и иррациональным. Но вот иной образец, относящийся к древнегреческим временам, — известный парадокс (апория) Зенона об Ахиллесе, который догоняет и все никак не может догнать Черепаху. Этот парадокс фактически вводит две разные шкалы времени, связанные между собой уже нетривиальным, более того — сингулярным преобразованием. Пусть у Ахиллеса нет наручных часов, мобильного телефона, он не наблюдает за движением Солнца и планет, а измеряет время... по Черепахе. Он постулирует, что все промежутки времени равны между собой, и кладет этот постулат в основу исчисления времени. Тогда, естественно, по его часам время, необходимое ему, чтобы догнать Черепаху, стремится к бесконечности, иными словами, время по шкале Ахиллеса как функция астрономического времени имеет сингулярность (обращается в бесконечность) при том (конечном) значении астрономического времени, когда Ахиллес догонит Черепаху.

Прямо-таки как в черной дыре: наблюдатель, пользующийся обычными часами, через конечное (для себя) время увидит, как его напарник без вести пропал за горизонтом черной дыры. Тот же — по своим часам — скажет, что за конечное время с ним ничего особенного не произошло, и будет падать в нее целую вечность.

Что же получается, Зенон предвосхитил существование черной дыры?! Глядя с высоты веков, можно и не такое примыслить... Важно другое: парадокс Зенона вводит яркий образец относительности (релятивизма) времени, хотя столь же давно известны и другие, правда менее яркие ситуации, когда она проявляется. Почему же тогда термин релятивизм непременно ассоциируется с теорией относительности Эйнштейна?

С точки зрения законов наук, направление движения времени не является существенным. Однако имеются, по крайней мере, три стрелы времени, устанавливающие различие между прошлым и будущим.

Это — термодинамическая стрела, определяющая направление увеличения энтропии; психологическая стрела, задающая такое направление времени, при котором мы помним прошлое, а не будущее; наконец, космологическая стрела, то есть такое направление движения времени, при котором Вселенная расширяется, а не сужается.

С. Хоукинг, 2000

Время? Время дано.

Оно не подлежит обсужденью.

Подлежишь обсуждению ты,

Разместившийся в нем.

Н. Коржавин, ХХ век

Известен старый анекдот, в котором эйнштейновский принцип относительности времени описывается такими словами: если парень целует девушку, то час проходит как минута, а если стоять в очереди за мукой, то минута кажется часом. Разумеется, в анекдоте мы имеем дело тоже с относительностью времени, но времени, измеряемом по биологическим часам. По этим часам, с чем большей частотой происходят значимые события (поцелуи), тем короче единица измерения времени, тем больше их укладывается в отрезок астрономического времени. В пределах данного текста это единственный случай, когда релятивизм времени является субъективным, связан с индивидуальными биологическими часами и определяется качествами наблюдателя. Во всех остальных случаях, как выше, так и ниже, как до Эйнштейна, так и после него, неодинаковость хода часов, принадлежащих разным наблюдателям, является чисто физическим явлением, не зависящим от биологических свойств наблюдателя и его психологических заморочек.

Так что же такое на самом деле эйнштейновский релятивизм? Это — прежде всего отрицание абсолютности понятия одновременности. Если два события А и В, происшедшие в разных точках пространства, представляются одновременными одному наблюдателю, другой посчитает, что событие А произошло раньше, чем В, а третий — наоборот, что событие А произошло позже, чем В. Как это так? Такое положение дел вытекает из старого галилеевского принципа инвариантности, неизменности, который гласит, что физические процессы проистекают одинаково во всех системах отсчета, движущихся друг относительно друга с постоянной скоростью, дополненного новым, не менее дерзким постулатом Эйнштейна о том, что есть такая скорость, которую не может превысить ни один сигнал, способный передать информацию. При этом максимальная скорость — раз уж она максимальная — одна и та же в любой движущейся системе отсчета, иначе они не были бы эквивалентны.