Мозг – повелитель времени - читать онлайн книгу. Автор: Дин Буономано cтр.№ 48

Поскольку пуле, летящей вперед, придется преодолеть в два раза большее расстояние, чем заднему стеклу, она должна лететь со скоростью намного выше скорости света, однако из специальной теории относительности следует, что скорость движущейся вперед пули составит примерно 277 000 км/с (0,92c) ¹⁹⁹. Следовательно, я со своей платформы увижу, что два стекла разобьются не одновременно. Таким образом, для вас эти события произойдут одновременно, но для меня стекло заднего вагона разобьется раньше! И дело тут совершенно не в том, сколько времени нужно зрительным сигналам из разных частей поезда, чтобы достичь ваших или моих глаз ²⁰⁰. Дело в том, что этот странный эксперимент демонстрирует наличие двух разных, но в равной степени возможных реальностей: одновременность событий и их порядок могут быть относительными ²⁰¹.

ПРОСТРАНСТВО — ВРЕМЯ

Давайте-ка переварим результаты вышеописанного эксперимента. С вашей точки зрения в любой момент времени оба окна одновременно либо целы, либо разбиты. Но для меня существует момент, когда заднее окно уже разбито, а переднее еще нет. Это очень странно. Как может быть, что вы видите два окна разбитыми, тогда как для меня одно из них еще цело? Как будто мы существуем в двух разных вселенных.

Один способ решения этой задачи заключается в опространствливании времени, т. е. во введении понятия «блока вселенной». Если мы принимаем, что все когда-либо произошедшие или еще только предстоящие события постоянно существуют в какой-то точке «блока вселенной» (как постулирует этернализм), относительность одновременности становится не более загадочной, чем возможность или невозможность линеаризации нескольких точек пространства в зависимости от вашего местонахождения. Два телефонных столба кажутся стоящими на прямой, идущей вдоль шоссе, если вы стоите на обочине, но оказываются на поперечной прямой, если вы смотрите на них с середины дороги — это лишь вопрос перспективы. Аналогичным образом оба окна разбиваются одновременно, если они «линеаризованы» в пространственно-временно́й вселенной с вашей точки зрения, но не с моей. Вот почему специальная теория относительности предоставляет наиболее мощные аргументы в пользу этернализма ²⁰².

Интересно, что когда Эйнштейн впервые опубликовал статью о специальной теории относительности, он не утверждал, что время должно рассматриваться в качестве четвертого измерения «блока вселенной». Первым эти удивительные выводы относительно связи пространства и времени сделал его учитель из Цюриха Герман Минковский (который, как говорят, назвал Эйнштейна-студента «ленивой собакой»). В 1908 г., основываясь на своей более ранней работе, Минковский величественно сообщил, что «с этого момента пространство само по себе и время само по себе расплываются в облаках, и лишь их союз сохранится в объективной реальности».

Минковский объединил пространство и время. Он переформулировал теорию Эйнштейна и привел ее к «геометрическому» виду, в котором вселенная имела три пространственных и одно временное измерение. Он считал, что хотя пространство и время относительны, их «сплав» абсолютен. Если вы отправитесь в путешествие на космическом корабле, а я останусь на Земле и буду наблюдать за вами отсюда, при вашем возвращении мы разойдемся в оценках длительности и протяженности вашего путешествия, но проделанную вами «дистанцию» в пространстве-времени мы оценим одинаково.

Четырехмерную вселенную Минковского можно упростить, представив ее в виде плоского графика, по горизонтальной оси которого откладывается обобщенная пространственная координата, а по вертикальной — временна́я. Состояние покоя (без движения) соответствует смещению по вертикальной оси: время идет, но мое положение в пространстве не меняется, тогда как ваш космический полет описывается диагональной линией. Определяя изменение положения по обеим осям, можно рассчитать расстояние, пройденное в системе пространства-времени, и с этим результатом согласятся все наблюдатели. Это расстояние связано с так называемым собственным временем — временем, отсчитанным часами на вашем космическом корабле.

Специальная теория относительности называется специальной, поскольку применима к упрощенной вселенной, в которой не учитывается влияние гравитационных сил. После публикации статьи о специальной теории относительности Эйнштейн 10 лет работал над созданием более общей теории. Результатом стала его гениальная общая теория относительности, в рамках которой он постулировал эквивалентность гравитационных и инерционных сил.

Законы Ньютона описывают связь между силой тяготения, массой и расстоянием, но теория Эйнштейна позволила глубже постичь суть гравитационных сил. Общая теория относительности подводит к удивительному выводу: гравитация — не самостоятельная сила, а результат искривления пространства-времени. Эта теория еще больше укрепила основания идеи Минковского о слиянии пространства и времени в систему пространство-время.

Некоторые утверждают, что общая теория относительности еще в большей степени, чем специальная теория относительности, подтверждает справедливость концепции этернализма, поскольку некоторые решения уравнений общей теории относительности указывают на возможность перемещений во времени. Иными словами, исходя из некоторых предположений и начальных условий, эти уравнения позволяют перенестись вперед и назад по шкале времени.

В этой книге мы не будем подробно говорить об общей теории относительности, тем более что такое обсуждение выходит за рамки моей компетенции. Но, к счастью, для наших целей даже специальная теория относительности обеспечивает важнейшие аргументы в пользу концепций этернализма и «блока вселенной».

Представление об эквивалентности прошлого, настоящего и будущего подрывает наше привычное восприятие реальности, так что если физики и философы отдают предпочтение этернализму над презентизмом, у них должны быть для этого очень веские основания. Назову три из них: