Бегство от удивлений - Анфилов Глеб Борисович

Я приглашаю вас еще раз удивиться этой неуязвимой логике: тому, как из причуд игры света в хитро расставленных майкельсоновских зеркалах родилась уверенность, что любая капля воды, любой булыжник — титанический запас энергии, способности к работе, к движению. Ныне факт этот доказан опытом, подтвержден даже войной, индустрией, освещен заманчивыми и вполне реальными надеждами.

И он же отверг надобность в нематериальном начале для полноты физической картины мира.

Так Эйнштейн лишил божество работы, которую навязал ему Ньютон. И разрушил его прибежище — абсолютное пространство и математическое, отрешенное от физики время. В беспокойном мире Эйнштейна материя сама себя движет, сама себе «обставляет квартиру» (управляет относительными расстояниями) и регулирует собственные «часы» (относительное время). Посторонней — в том числе и потусторонней! — помощи не требуется.

И все это — итог двух постулатов Эйнштейна и принципа причинности. Ведь уже в них материя с самого начала была лишена покоя: вещество — абсолютного, а поле — даже относительного. Что ни говорите, поразительная цепь умозаключений!

Шаг за шагом мы узнали много любопытного из эйнштейновской физики быстрых движений. Теперь попробуем сообразить, как изменяется добытым знанием наше привычное восприятие мирового пейзажа.

Вот еще один утрированный пример. Раз уж расстояние зависит от скорости путника, значит, можно... не сходя с Земли, дотянуться рукой до Луны? Двинь туда достаточно быстро ладонь — и для нее от четырехсот тысяч километров останется полметра? Еще быстрее махни рукой — дотронешься до звезды? Сказка!..

Разумеется, такое невозможно. Запретов масса, о них уже говорилось. «Для головы» (которая «останется дома») путь до звезды не изменится, а движущаяся рука укоротится — значит, оторвется от тела. Спорт варварский. Если «взмах» Земля — Сириус «для ладони» продлится секунду, то «для головы» — больше десяти лет. Тоже нехорошо. Главное же, немыслимо преодолеть катастрофически возрастающую инерцию руки, не хватит никакой энергии. Тут, пожалуй, не мысленный эксперимент, а праздное баловство фантазии.

Все так. Со взмахом руки эйнштейновские эффекты не связываются, это ясно.

Но помня о запретах и тем не менее развлекаясь подобными размышлениями, начинаешь, мне кажется, не только умом, но и сердцем, каким-то новым чувством, понимать суть эйнштейновской относительности.

Иными видятся мировые дали. Привычная бездонность небес и вездесущая вечность зримо обогащаются тончайшей игрой релятивистских расстояний и длительностей. Звезды будто рядом, хоть они «технически» и недоступны. Пути и сроки податливы, подчинены движению. Вся Вселенная преображается во что-то новое, еще более сложное и интересное, чем мыслилось прежде.

Физика Эйнштейна меняет модель мира в самом фундаменте человеческих представлений!

Об этом еще будет идти речь впереди.

Часть третья УДИВЛЕНИЕ ТЯГОТЕНИЮ

Глава 17. КАК ИЗГОТОВИТЬ ТЯЖЕСТЬ

Вы не забыли, от какого удивления мы намеревались убежать в начале этой книжки? От удивления падению. Падению ядер, пуль, пушинок. Нам очень хотелось понять внутреннюю сущность земного тяготения: как это оно действует через пустоту, почему одинаково ускоряет тела разного веса? Мы, кажется, довольно скоро поняли, что задача не из легких. На вопрос «Почему тяготение действует через пустоту?» ответа не нашлось. На вопрос «Почему тополиная пушинка и пушечное ядро в безвоздушной среде получают от тяготения равные ускорения?» ответ был добыт, но не очень вразумительный. Пришлось допустить, что во всяком теле существуют две массы — тяжелая и инертная и что они с беспредельной, абсолютной точностью одинаковы.

Равенство тяжелой и инертной масс выглядело в физике Ньютона чистой случайностью. Отсюда следовал неправдоподобный вывод: космический порядок звездных и планетных движений, весь гармоничный хоровод светил держится на совпадении! Удивительно! Просто невероятно!

Дабы убежать от этого удивления, мы углубились в физику. Разобрались в странностях распространения света, через серию промежуточных удивлений проникли в мир Эйнштейна, дошли до относительности времени, расстояний, до великого закона эквивалентности массы и энергии. По ходу дела мы без стеснения пользовались, если было нужно, равенством тяжелой и инертной масс. Но этим вносили, как по аналогичному поводу выражался Эйнштейн, натяжку в рассуждении, ибо старое сомнение отнюдь не было разрешено. Все разговоры о том, что энергия имеет вес, вытекают из замены инертной массы на тяжелую. А это и есть натяжка.

И вот я с радостью сообщаю вам: настало время избавиться от недоумений по поводу «случайного» равенства тяжелой и инертной масс. Мы уже почти готовы к обсуждению внутренней сущности тяготения, готовы к заключительному этапу бегства от удивления одинаковой быстроте падения мельничных жерновов и тополиных пушинок. И даже от удивления «действию без прикосновения».

Все эти простые и вместе с тем фантастически сложные загадки решаются в тонкой и глубокой области современного физического знания, которая именуется общей теорией относительности. Она охватила универсальным принципом относительности не только равномерные и прямолинейные, но и ускоренные движения, и гравитационные явления. В ней признаются законными, годными для физики, все системы отсчета, а не только инерциальные.

Общая теория, опубликованная Эйнштейном в 1916 году, сразу привлекла к себе пристальное внимание. Ее широта и смелость поразили физиков еще больше, чем парадоксальная новизна частной теории[12]. Поныне существует мнение, что общая теория обогнала естественный прогресс науки (об этом говорил и сам Эйнштейн). Поныне вокруг нее не смолкают споры, строятся разные толкования ее идей.

Сотые Олимпийские игры будут в 2292 году. Это я рассчитал точно по календарю. Но где их проведут? Тут — целая проблема. Очень может быть, что по этому вопросу в организационном комитете произойдет оживленная дискуссия, а то и перепалка.

Обитатели Земли захотят, чтобы игры состоялись на Земле. Жители Луны предложат, естественно, Луну; марсиане — Марс, венериане — Венеру и т. д. К тому времени люди или созданные ими роботы (не уступающие, быть может, человеку в спортивном мастерстве) поселятся на многих планетах Солнечной системы, и всякий будет звать к себе олимпийских гостей, потому что, я думаю, настанет эра всеобщего гостеприимства. И еще потому, что на родной планете бегать, прыгать и играть в разные подвижные игры удобнее, чем на чужой— хотя бы из-за привычной силы тяжести. Лунному жителю на Земле в шесть раз труднее двигаться, чем у себя дома.

Как же решится спор? Как помирить противоречия и соблюсти равноправие участников? Где состоятся игры?

Из сегодняшней старины, за 325 лет до Олимпиады № 100, я решусь дать совет членам подготовительного комитета: лучше всего, уважаемые прапрапраправнуки, если вы организуете игры на нейтральной территории, свободной от вещества, — где-нибудь в космосе, причем подальше от планет и Солнца.

Я слышу из будущего сердитое возражение:

Но в космосе нет тяжести! Как же без тяжести прыгать, бегать, поднимать штанги?

Тяжесть можно изготовить, уверяю вас. Любую, и сильную и слабую, на всякий вкус, по потребностям каждого спортсмена — и селенита, и марсианина, и землянина.

Как это «изготовить»? Что еще за тяжесть без земного, лунного, солнечного притяжения? Подделку, наверное, предлагаете?

Никакую не подделку. Не суррогат, не фальсификацию, а самую настоящую тяжесть. На следующих страницах я берусь убедить вас, что это вполне возможно, и объясню, какие потребуются технические средства.

Ну ладно, объясняйте, — говорят мне прапрапраправнуки, члены подготовительного комитета сотых Олимпийских игр.