Пространство и время глазами дилетанта - Сергей Сергеевич Сергеев
Далее женщина-физик подводит итог всему сказанному до этого момента: «Итак, движение относительно, скорость тоже». (Давайте обратим внимание эти её слова.) Потом она переходит к главному: «А теория относительности начинается с удивительной загадки света». Отмечает, что скорость света огромна, 300000 километров в секунду, и далее: «…но ещё удивительнее, что это предельная скорость, она не может быть не больше, не меньше…».
Гениально! Да, эта простая формулировка по-своему гениальна: сказано вроде бы правильно и ёмко, но так расплывчато и уклончиво, что просто вообще ни о чём. Переведём эту фразу на человеческий язык.
В этом моменте женщина-физик должна, по идее, просто объяснить, что скорость света не только постоянна, в смысле неизменности её величины, а ещё и абсолютна, то есть имеет удивительную особенность быть постоянной относительно любой инерциальной системы отсчёта. (Вообще-то, именно в этом и кроется эта «удивительная загадка света», но от объяснения именно этого нюанса женщина-физик как-то уклонилась.) А ещё эта скорость предельна и её нельзя превысить. А масса движущегося тела при приближении к скорости света будет стремиться к бесконечности. Всё. Что-нибудь в самих этих формулировках не ясно? В самих формулировках всё ясно, теперь требуются разъяснения, как такое вообще возможно. Но, похоже, именно разъяснений женщине-физику и не хотелось.
Действительно, представим, что она после своего резюме («Итак, движение относительно, скорость тоже») вот так прямо заявила, что скорость света вовсе не относительна, а абсолютна, то сразу появится множество недоумённых вопросов. Естественный вопрос: а к чему тогда все эти предыдущие словеса об относительности движения и скорости? Как они связаны с независимостью скорости света от системы отсчёта? И как вообще представить себе именно абсолютную скорость, то есть, чтоб что-то двигалось с постоянной скоростью относительно чего угодно? Ерунда какая-то, нестыковка и противоречие здравому смыслу.
Но женщина-физик все эти вопросы обошла хитро сформулированной фразой. А в чём, собственно, смысл этой фразы, есть здесь что-то внятное? Хорошо, вот услышали мы, что скорость света «это предельная скорость, она не может быть не больше, не меньше». И как это понимать? Предельная скорость это уже по самому определению максимальная скорость, то есть такая скорость, которую нельзя превысить. И это, естественно, какая-то конкретная величина, которая, само собой, «не может быть не больше, не меньше». «Не больше», потому что она максимальная, а «не меньше», потому что если скорость меньше максимальной, то она уже не максимальная. Пять не может быть больше или меньше пяти, а триста тысяч не может быть больше или меньше трёхсот тысяч.
А почему она не уточнила, что эта скорость предельна для любых движущихся объектов? Такое уточнение было бы логично для нормального объяснения. А то ведь можно понять так, что эта скорость предельна только для самого света. Ну, да ладно.
Вообще, если уж разговор идёт в таком ключе, то очень логично было бы вернуться к примеру про идущего по движущемуся вагону пассажира. Только заменить пассажира лучом света. Принципиальная разница здесь не в том, что скорости пассажира и света не соизмеримы, а в том, что скорость света будет одинакова как относительно движущегося вагона, так и относительно земли, а также относительно вообще чего угодно. И вообще, надо бы делать упор не на постоянстве скорости света, а о её абсолютности, именно это положение является ключевым моментом. По идее, надо бы немного «помурыжить» этот момент, делая дополнительные объяснения и давая возможность осмыслить всё это, ведь для человека, ничего не знающего о теории относительности, такие утверждения выглядит очень странно.
И что, учёная женщина как-то объяснила эти странности? Объяснила, что не надо путать постоянство скорости и абсолютность скорости? Нет, конечно. Кроме упомянутой мутной фразы никаких объяснений на эту тему не прозвучало. Проще говоря, она замяла эту тему, «проскользнула» мимо неё, пресекая возникновение неудобных вопросов. Но! Но в дальнейших своих разглагольствованиях она ведёт себя так, как будто всё это уже было объяснено, и вопросов здесь не осталось. А действительно, ведь говорилось же про постоянство скорости света, пусть и не упоминалось про его постоянство относительно любой системы отсчёта, но ведь говорилось! Скорость света постоянна. Всё правильно, просто она «забыла» уточнить некоторые нюансы.
А как же насчёт классического примера про пассажира, идущего по движущемуся вагону и имеющего разную скорость относительно разных систем отсчёта? Для чего вообще всё это было рассмотрено, если к теории относительности здесь ничего не имеет отношения? Всё просто: это обычные манипуляции фокусника для отвлечения внимания от главного действа. Дело в том, что во всех этих объяснениях часто применяется слово «относительно», да ещё применительно к событиям в вагоне, которые рассматриваются и «изнутри», и «снаружи». А в дальнейшем, по сюжету, когда будут рассматриваться особенности именно теории относительности, тоже будут рассматриваться события, связанные с вагоном. К этому моменту мозги слушателей уже будут заморочены и понятием «относительность», и постоянством скорости света, и вагоном, в котором с точки зрения пассажиров происходит одно, а с точки зрения дачников на платформе совсем другое. В общем, различные хитрости в этих объяснениях продуманы как у хорошего фокусника.
Но и это ещё не всё. Здесь, если объяснять нормально, без фокусов, имея целью действительно что-то объяснить, а не запудрить мозги для дальнейших манипуляций, надо бы обратить внимание и ещё на один нюанс. На то, что скорость распространения любых волн постоянна относительно среды, в которой эти волны распространяются, и не зависит от движения источника волн. Простой пример: когда мы садимся в лодку в тихий летний вечер, то от лодки по зеркальной глади воды начинают распространяться волны, и их скорость постоянна. Когда мы начинаем грести, то волны не ускоряют своё распространение, их скорость не суммируется со скоростью лодки. А если рассмотреть движение катера, скорость которого выше скорости волн, то волны не распространяются впереди него, он не может «подтолкнуть» их, чтоб они распространялись быстрее. Точно такое же положение и с распространением других волн, например, звуковых: их скорость не зависят от скорости источника звука. Сверхзвуковой истребитель может лететь быстрее звука, но заставить звуковые волны распространяться быстрее, чем «положено» невозможно. Это знает каждый школьник старших классов. Но женщина-физик этого не знает. Или хитрит? Скорее, последнее.
3
Один из пассажиров, услышав, что скорость света «не может быть не больше, не меньше», говорит: «Непонятно. Если лампа приближается ко мне [берёт со стола лампу и подносит её к себе],
