Время и современная физика - Зайцева Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
Мы заканчиваем предварительное исследование исходных положений. Их нам дала античная греческая мысль, где наука и философия были тесно связаны между собой. На этой общей основе может проводиться дальнейшее исследование. Здесь надо предоставить слово людям науки. Мы не можем ожидать, что они раскроют загадку всеобщей мер^л явлений природы, однако мы знаем, что исследования в этом направлении не оказались бесплодными. Проблема необратимости, вызвавшая столь страстные споры, связана не только с временем. История показывает, что проводившиеся ранее исследования являются неотъемлемой основой, к которой в полной мере не возвращаются, но с которой сравниваются знания, приобре-
4^-545
101
тенные позднее. О том, в какой степени обогатились эти основы, читатель сможет судить по другим статьям сборника.
ЛУИ МАРИО
НА ПУТЯХ К ОТКРЫТИЮ ПРОСТРАНСТВА-ВРЕМЕНИ
Есть одни лишь тени, блуждающие в царстве мертвых.
ПЛАТОН
В обыденной жизни мы встречаемся с разными пониманиями пространства: космонавт стремится в мировое пространство, а школьника перед экзаменами преследует кошмар геометрического пространства.
Пространство, так же как время и число, является первичным понятием, заимствованным из повседневного опыта. Слово «пространство» часто встречается в обиходной речи, поэтому интересно разобраться в том, что же подразумевается под этим рловом, и затем постепенно выделить научные понятия, скрытые в интуитивной оболочке.
Прежде всего интересно отметить, что пространство очень часто связывают с промежутками времени. Может быть, понятие пространства-времени является врожденным и люди очень рано обнаружили глубокую связь, существующую между пространством и временем, связь, которая затем была скрыта за абстрактными построениями ученых и заново открыта лишь в начале XX века?
Как развивается ребенок еще с колыбели? Сначала он замечает вокруг себя множество вещей, находящихся в постоянном движении, затем открывает свое собственное существование.
Перед его глазами последовательно мелькают свет и тени; он слышит звуки и знакомые голоса, которые учится различать: оказывается, многие предстающие перед его взором тени говорят разными голосами. Ребенок .обнаруживает, что он может протянуть руки, пошевелить ими. Иногда его руки касаются предметов, например погремушки, и постепенно он начинает узнавать их. Вокруг него множество непохожих друг на друга, различных по
102
форме вещей. Однажды он нечаянно роняет погремушку на пол. Через несколько мгновений слышится звук падения. Малыш очень удивлен. Он повторяет этот опыт и превращает его в игру. Через несколько месяцев ему дарят одну игрушку, затем другую... Он видит их рядом, играет с ними. А когда он делает первые шаги, тут и вовсе начинаются большие приключения. Вступление во внешний мир связано с настоящей перестройкой внутреннего мира — человек начинает осваивать пространство.
Ребенок видит живые существа — отца и мать,— а также неподвижные вещи; он различает видимые размеры родителей, форму плюшевого медвежонка и гораздо позднее— цвет своих кубиков. Он замечает также факты — события, как назовут их в теории относительности,— например внезапное появление в доме собаки, радостный крик ребят, снова собравшихся вместе перед началом учебного года.
Вещи располагаются рядом, их можно видеть все сразу, и каждая занимает свое место. События — это уже нечто совсем иное: мамы нет рядом, ребенок кричит, так как ему скучно. Сначала он слышит свой крик, а затем с радостью видит, как входит мать. Он знает, что события следуют одно за другим и разделены конечными промежутками времени. Какая радость для ребенка — послушать тиканье отцовских часов; так, сам того не подозревая, он начинает делить время на равные промежутки.
Кроме того, он начинает отличать один кубик от двух, касается последовательно своих пяти пальчиков на ручке. Он учится считать, усваивает понятие числа. Интересно отметить, что люди, применяют главным образом двоичную или десятеричную систему счисления. Ребенок рано усваивает число два, значительно позднее — число три. Мать учит его считать до десяти (десять пальцев на руках); этот предел некоторые первобытные племена так и не смогли преодолеть.
Наконец ребенок научился ходить, он знает, что перемещается относительно дома, а на улице видит движущиеся машины. Он в первый раз едет на поезде и с удивлением замечает, что деревья быстро проносятся мимо него. Одним словом, он замечает свое собственное перемещение и перемещение предметов относительно других предметов.
4*
103
Итак, первые соотношения смежности, последовательности, счета, относительного движения являются основой повседневного опыта. Устранение хотя бы одного из этих понятий исказило бы мгновенное восприятие, устранение всех положило бы конец нашему разумному существованию.
Ребенок растет, ему исполняется уже три года. Он хорошо знаком со многими событиями и предметами, которые его окружают. Он освоился с окружающим его пространством. Но как далеко оно простирается? Он отдает себе отчет в том, что некоторые предметы, например Луна, которая перемещается относительно облаков, недоступны. Значит, часть внешнего мира недосягаема: понятие бесконечного ему становится понятным. Первобытные люди и античные цивилизации познавали мир таким же образом: с одной стороны, Земля, на которой они живут, с другой — небесная сфера со звездами, которая каждую ночь принимает положенный ей вид. Конечно, еще древние халдеи различали звезды, Солнце, Луну, планеты, перемещающиеся по небесной сфере, что дало им повод отнести их к земной системе. Вплоть до XVIII столетия пространство рассматривалось как состоящее из Солнечной системы и из расположенных на бесконечно далеком расстоянии звезд. И лишь со времен великого английского астронома Гершеля начали осознавать границы движущегося мира и заметили, что звезды также обладают относительным движением.
