Опрокинутый мир полностью

На уровне современных знаний понятие действующей между телами силы становится все более неудовлетворительным. Если верить Ньютону, что сила обратно пропорциональна квадрату расстояния, как бы велико оно ни было, то остается принять за аксиому, что одно тело, действуя на другое, как бы заранее знает, где другое тело находится. И не только «знает», но мгновенно «выбирает» нужную величину силы. Такое взаимодействие, иначе говоря, происходит в форме дальнодействия. Если бы природа действительно «работала» по принципу дальнодействия, то мы располагали бы тогда великолепной возможностью мгновенно передавать сигналы на расстояние. Ведь достаточно было бы передвинуть какое-нибудь тело, чтобы все тела во Вселенной мгновенно испытали бы некоторое изменение силы тяжести. Такой сигнал позволил бы установить по одному времени все часы во Вселенной не зависимо от их взаимного движения.

Однако даже в масштабах Земли синхронизация часов происходит по радио — с помощью электромагнитных сигналов. Эти сигналы передаются с огромной скоростью, но в отличие от скорости света она не бесконечна (?) Если сверяемые часы относительно друг друга находятся в покое, то поправка на запаздывание сигнала может быть легко учтена. Но если одни часы движутся относительно других, то гипотетический учет запаздывания приведет нас на путь, по которому двигалась мысль Эйнштейна.

Если бы одно тело испускало электромагнитные волны с равной скоростью во всех направлениях, а другое — с большей скоростью в каком-то одном преимущественном направлении, то мы могли бы первое тело считать абсолютно покоящимся, а второе — абсолютно движущимся. Но ни абсолютного покоя, ни абсолютного движения нет.

Простые вычисления показывают, что при сверке часов на двух движущихся относительно друг друга телах большее время всегда покажут те часы, которые в момент сверки считаются покоящимися. Но ведь любые из этих двух предметов с одинаковым правом могут считаться покоящимися! Здесь-то и кроется ошеломительная новизна теории, ее замечательный вывод. Отставание часов будет взаимным. И тем большим, чем ближе их относительная скорость к скорости света.

Это верно не только для тех механических счетчиков времени, которые мы называем часами. Любой периодический, физический, химический и биологический процесс подчиняется этому закону. Вот почему преждевременно дряхлеет отец Гельварда и сам Гельвард, совершив очередную вылазку, стареет на глазах сверстников.

Мы не знаем, можно ли определить время, не пользуясь ни искусственными, ни естественными часами. Во всяком случае, мы не можем себе даже вообразить такое определение времени без всяких часов. Будь то обычные ходики, атомные часы, водяные клепсидры, удары сердца или постепенное сгорание свечи. С другой стороны, нам известно постоянство скорости света в вакууме. Отсюда следует вывод, что невозможно определить какое-то универсальное абсолютное время для Вселенной: у каждого движущегося тела вое собственное время. Этот важнейший вывод позволил распространить принцип относительности Галилея на электромагнитные процессы.

Теперь мы можем вновь вернуться к закону Ньютона. Поскольку, пользуясь для синхронизации часов электромагнитными сигналами, мы не в состоянии определить абсолютное время, то сомнительной выглядит и возможность синхронизации часов посредством мгновенно передающейся силы тяготения. Отсюда ясно, что искомая форма закона тяготения по меньшей мере требует уточнения, которое устранило бы противоречие с выводами специальной теории относительности. Нельзя же допустить существование двух времен: абсолютного, вытекающего из силы тяготения, и относительного, определяемого по электромагнитным сигналам.

История науки не раз продемонстрировала, что формулировка всякого закона природы тем точнее, чем меньше она зависит от произвола наблюдателя. Законы природы объективны. Это положение позволило Эйнштейну построить теорию тяготения так, что закон движения в гравитационном поле оказался физически тождественным закону свободного тяготения. Чтобы объяснить увеличение кривизны траектории пробного тела вблизи локальных масс, Эйнштейн предположил, что эти свойства пространства и времени меняются от точки к точке и от момента к моменту.

Общая теория относительности рассматривает пространство и время как физические объекты, свойства которых неотличимы от движущейся в них материи. Нет движения вне пространства и времени, нет пространства и времени отдельно от движущейся материи. Как-то один журналист попросил Эйнштейна выразить теорию относительности в одной по возможности понятной фразе. Великий физик ответил: «Раньше полагали, что если бы из Вселенной исчезла вся материя, то пространство и время сохранились бы, теория относительности утверждает, что вместе с материей исчезли бы также пространство и время».