Даниил Данин - Вероятностный мир
«Нельзя считать какое–либо положение бессмысленным только потому, что оно отличается от положения классической физики».
А еще позднее, когда ему было шестьдесят восемь, он в своей «Автобиографии» сказал по поводу одной идеи, что у него нет в ее защиту никаких аргументов, кроме «веры в простоту и понятность природы». Всю жизнь он оставался верен себе. То, что третировалось как абракадабра, — детище его ранней молодости — тоже родилось из этой философической веры в гармоническую простоту истинной картины мира. Она, эта вера, отвращала юношу Эйнштейна от хитроумных оправданий классической теории, когда та не умела справиться с трудностями физики. Искусственными допущениями можно было на время выпутаться из любых противоречий. «Но какое отношение имеет к этому природа?» — задавался он молчаливым вопросом.
Это не выдуманный здесь для удобства рассказа риторический вопрос. Почти дословно так сформулировал его сам Эйнштейн, объясняя читателям «Таймс» побудительные мотивы своих исканий.
Юношей он тоже пытался конструировать классические оправдания и для результатов Майкельсона, и для гипотезы Планка. Как это происходило, он в «Автобиографии» не рассказал, но замечательно, что и он вкусил от соблазнов, которые сам же внутренне осуждал. И вот оказывается: его победительная легкость 1905 года имела свою драматическую предысторию. Вполне обыкновенную, если только позволительно называть обыкновенными «страдания мыслей, лежащих на сердце», как выразился однажды Нильс Бор. Были месяцы, когда он, двадцатиоднолетний, размышляя на классический лад о непонятном постоянстве скорости света и о планковских квантах, тоже пережил смятение:
«…Все мои попытки приспособить основы физики к этим результатам потерпели полную неудачу. Это было так, точно из–под ног ушла земля и нигде не видно было твердой почвы, на которой можно было бы строить».
И наконец, в его признаниях точно повторились слова Планка — даже дважды:
«Постепенно я стал отчаиваться… Чем дольше и отчаяннее я старался, тем больше я приходил к заключению, что только открытие общего… принципа может привести нас к надежным результатам».
А все–таки… а все–таки его отчаяние было иного свойства, чем у Планка. Тот совершенно не был готов к расставанию с классическим идеалом описания природы, а он, Эйнштейн, был готов к этому совершенно. Пытаясь «докопаться до истинных законов» старыми путями, он, оказывается, уже втайне искал новый общий принцип механики. И что всего неожиданней — искал его уже долго: «Такой принцип я получил после десяти лет размышлений…»
После десяти? Но если в двадцать шесть он его нашел, то, стало быть, начал искать в шестнадцать? Да, именно так. Вопреки поверхностному впечатлению, оказывается, было откуда взяться сроку на долгую работу мысли. В этом–то настойчивом поиске нового общего принципа его вела подспудная вера в простоту и понятность природы.
Да, радостно наслаждаться своими теоретическими видениями за столом патентного бюро и на улицах Берна он стал не раньше, чем почуял твердую почву под ногами, — не раньше, чем искомый принцип ему открылся. И был он, этот принцип, действительно просто формулируем. Довольно четырех слов, чтобы высказать его без комментариев: время и пространство относительны.
Но без комментариев эти четыре слова не только просты, но и пусты.
4
Классический идеал описания природы покоился на убеждении, что время абсолютно и абсолютно пространство.
Это означало: во Вселенной висят видимые всеми Часы, идущие в едином ритме для всех наблюдателей. Для всех время одно!
То же с пространством: во Вселенной есть единый для всех масштабов расстояний — всегда и всюду равно обязательный эталон длины.
Такая неизменяемость — ни–от–чего–независимость! — хода часов, измеряющих время, и длины линеек, измеряющих пространство, представлялась бесспорной и даже необсуждаемой. Неискушенному сознанию и сегодня кажется, а разве может быть иначе?
…Уже многократно рассказана–перерассказана фантастическая притча об «Эйнштейновых близнецах»: один из них улетает с околосветовою скоростью в космический рейс и, пропутешествовав два года, возвращается домой, а на пороге его встречает брат–двойняшка, постаревший на двадцать лет. И оба не удивляются происшедшему, потому что еще при расставании заранее знали, что ход времени на ракете замедлится в десять раз из–за ее громадной скорости по отношению к Земле. А если бы ракете была задана скорость, еще более близкая к световой, близнец–космонавт путешествовал бы по своим часам еще более короткий срок, скажем, год или месяц. Между тем его оставшийся на Земле брат прожил бы за это малое время все те же двадцать земных лет.
Эта возможная в будущем история фантастична лишь потому, что человечество покуда не может запускать ракеты с околосветовыми скоростями. В остальном все вполне реалистично. И правдива даже та подробность, что оба близнеца — по–прежнему молодой и так наглядно постаревший — встретятся без удивления.
Люди будущего, они с пеленок усвоят относительность времени и пространства, как мы и наши деды–прадеды с пеленок усваивали абсолютность того и другого. Задумаемся: эта примелькавшаяся притча с близнецами до сих пор всюду именуется «парадоксом часов», а парадокс— это нечто несообразное с общепринятым пониманием вещей. Называя научную правду парадоксальной, мы нечаянно признаемся, что еще не можем сладить с ее новизной.
Эту необоримую новизну теория относительности сохраняет по сей день. Сохраняет, хотя давно уже нет на свете «мальчика из Ульма», а найденные им законы природы давно уже служат — и верно служат! — повседневной практике конструирования ускорителей, атомных реакторов и многого другого… О какой же сохраняющейся новизне может идти речь? Вернее было бы говорить о трудно искоренимой «старизне» нашей психологии. Ей принадлежат все наши веры и предубеждения. Среди них: бесконтрольное ощущение универсальности — всепригодности — наших земных секунд и метров. А все оттого, что каждодневный опыт жизни надежно ручается за эту всепригодность.
Эйнштейн недаром написал:
«Прости меня, Ньютон; ты нашел единственный путь, возможный в твое время для человека величайшей научной творческой способности и силы мысли. Понятия, созданные тобой, и сейчас еще остаются ведущими в нашем физическом мышлении, хотя мы теперь и знаем, что если будем стремиться к более глубокому пониманию взаимосвязей, то должны будем заменить эти понятия другими, стоящими дальше от сферы непосредственного опыта».
Попросив прощения у Ньютона, Эйнштейн как бы попросил прощения и у всех землян вообще: все мы в своем непосредственном опыте насквозь пронизаны наследственным ньютонианством — мускульной философией наших движений и зримой механикой окружающих нас вещей.
Такого рода прощения должны были бы попросить у современников и все вершители квантовой революции: она еще дальше увела нас от нас самих — еще глубже окунула наше сознание в сферу природных взаимосвязей, неощутимых в земной повседневности.
А откуда вывел Эйнштейн относительность времени и пространства? Он доверился природе.
Она продемонстрировала: скорость света остается одной и той же, догоняет ли источник свет или уносится в противоположную сторону. Короче: от движения «тела отсчета» скорость света не зависит. Юноша из Ульма признал постоянство этой скорости мировым законом.
Он поступил покоряюще просто: неоспоримый факт, противоречивший, однако, механике Галилея — Ньютона, он сделал исходным пунктом новой механики. И тотчас отпала нужда в оправдании странного факта: он автоматически включался в описание движения материальных тел как постулат. Правда, один историк уверяет, что Эйнштейн тогда еще не знал результатов Майкельсона. Возможно. Но так или иначе, а в постоянстве скорости света он не сомневался. Это главное.
От экспериментальных данных он сделал шаг в абстракцию. Коротенький шаг, уводивший, однако, так далеко, что безупречную дорогу в эту физическую даль не сумели проложить ни Антон Лоренц, ни Анри Пуанкаре, расчистившие путь теории относительности, но ее не создавшие.
Никакое движение нельзя описать без выбора «тела отсчета» времен и расстояний. В измерениях чикагского экспериментатора «телом отсчета» дважды был источник света: сначала, когда он вместе с Землей прямолинейно и равномерно двигался вслед за световым лучом, потом — когда он точно так же двигался в другую сторону. Хотя источник был один, получалось, что «тел отсчета» для измерения скорости света было как бы два: Земля, несущая источник, выступила «единой в двух лицах». Да ведь Майкельсон и впрямь провел в одном опыте два опыта, а в принципе он мог провести оба измерения раздельно. Тогда уж без обсуждения было бы ясно, что узнал он скорость света относительно двух «тел отсчета», двигавшихся в свой черед относительно друг друга прямолинейно и равномерно — по инерции. А свет этого точно и не заметил. Нет, действительно не заметил! Его заколдованная скорость оказалась одной и той же.
