Артур Кларк - Черты будущего
Однако, может быть, управление скоростью нашего движения в будущее все же достижимо несколько иным способом при условии, что мы четко разграничим субъективное и объективное понятия времени. Для человеческого разума время в только что рассмотренных нами пределах может либо тянуться медленно, либо нестись быстро в зависимости от душевного состояния человека. Это и есть субъективное представление о времени. Объективное же время измеряется такими бесстрастными устройствами, как часы, вибрирующие кристаллы, колеблющиеся атомы. До начала нынешнего века ученые непоколебимо верили, что объективное время движется с постоянной, неизменной скоростью. Одним из сильнейших потрясений, вызванных теорией относительности, было открытие, что это положение попросту не соответствует действительности.
Любопытно отметить, что древним египтянам было бы легко воспринять относительность времени. В их первых примитивных солнечных часах циферблаты были поделены на равные секторы. В результате длительность «часа» у них на протяжении дня неизбежно менялась. Египтяне настолько свыклись с представлением об изменчивости времени, что, создав несколько столетий спустя водяные часы, которые «шли» с постоянной скоростью, они приложили величайшие усилия, чтобы подогнать их ход к показаниям солнечных часов! «В течении воды, — говорит Рудольф Тил в своей книге „И был свет“, — они нашли прямой образ равномерно текущего времени. Однако они с изумительным мастерством и изобретательностью искусственно внесли неравномерность в естественно равномерный ход явления природы, чтобы заставить время течь именно так, как им казалось единственно правильным, — в соответствии с непостоянством их солнечных часов».
Изменчивость течения времени — естественный и неизбежный вывод из открытия Эйнштейна, показавшего, что время и пространство нельзя рассматривать раздельно, что это лишь разные аспекты единого целого, которое он назвал «пространство — время». Вопреки распространенному мнению рассуждения, приводящие к такому заключению, вовсе не так уж головоломны и сложны математически, чтобы непосвященный человек не мог их постичь. В действительности они настолько элементарны, что просто ошеломляют своей простотой. (Интересно, сколько раз Эйнштейна приводило в ярость восклицание: «Только-то и всего?») Объяснить теорию относительности — это примерно то же самое, что убедить древнего египтянина в том, что водяные часы лучше примитивных солнечных, или доказать средневековому монаху, что люди вовсе не должны сваливаться с противоположной стороны шарообразной Земли. Нужно только разрушить предвзятые представления — все остальное уже не составит труда.
Я не собираюсь объяснять здесь, что такое теория относительности, поскольку в любой публичной библиотеке найдется вполне достаточно популярных книг, посвященных этой теме. (Одна из лучших книг такого рода — недавно переизданная через тридцать пять лет после ее написания книга Клемента Дьюрелла «Азбука теории относительности»[32].) Однако здесь я приведу аналогию, которая, надеюсь, может оказаться полезной для уяснения сущности теории относительности.
В обыденной жизни мы привыкли делить пространство на три измерения или направления, которые мы называем: «вперед», «вбок» и «вверх». Одно из этих направлений не совсем равноценно двум другим, в чем легко может убедиться всякий, кто вздумает шагнуть в воздух из окна десятого этажа, направления же «вперед» и «вбок» совершенно произвольны (относительны). Они зависят только от положения наблюдателя; если он повернется, они будут поворачиваться вместе с ним.
Вникнув в дело несколько глубже, мы увидим, что даже то направление, которое мы называем «вверх», вовсе не так уж абсолютно, как обычно считают. Оно непрерывно изменяется при движении по поверхности Земли; это обстоятельство причиняло немало неприятностей древним богословам, пытавшимся определить, где находится царствие небесное. Впрочем, даже в одном и том же месте направление «вверх» может быть различным. Когда вы сидите в салоне взлетающего реактивного самолета, то чувствуете, что во время разгона по взлетной полосе вертикаль наклоняется. Если бы ваше кресло могло вращаться, оно бы изменило свое положение в соответствии с новой системой координатных осей. Ваши «вверх» и «вперед» уже не будут точно такими, как у человека, который сидит в зале аэропорта; вы оба находитесь в одной и той же области пространства, но расчленяете его несколько по-разному. Какая-то доля того, что для него является горизонтальным, уже отнесена вами к вертикальному измерению.
Примерно так же и наблюдатели, движущиеся с различными скоростями, разделяют пространство — время в несколько различных пропорциях: один, если говорить упрощенно, получает немного больше времени и немного меньше пространства, чем другой, хотя общая сумма всегда остается неизменной. (Сложение времени и пространства выглядит как сложение, скажем, яблок с апельсинами, но мы не будем обременять себя рассмотрением несложного математического трюка, с помощью которого это проделывается.) Таким образом, скорость течения времени в любой системе, например внутри космического корабля, зависит от скорости, с которой эта система движется, а также от напряжения гравитационных полей, которое воздействует на нее.
При обычных скоростях и в обычных гравитационных полях искажение хода времени совершенно ничтожно. Даже в искусственном спутнике Земли, вращающемся вокруг планеты со скоростью около 29 000 километров в час, часы отставали бы всего на одну секунду за три миллиарда секунд. Космонавт, совершивший один оборот вокруг Земли, состарится на одну миллионную долю секунды меньше, чем его товарищ, оставшийся на Земле; другие последствия полета, пожалуй, с лихвой перекроют этот выигрыш.
Лишь в 1959 году удалось продемонстрировать невообразимо крохотное замедление времени при умеренных скоростях земных тел. Для этого непригодны ни одни часы, созданные человеком; лишь благодаря блестящему методу, который разработал немецкий физик Мёссбауэр, теперь мы можем применить колебания атомов для измерения времени с точностью значительно выше одной триллионной. Обратите внимание, не одной миллионной, а одной триллионной.
Давайте вдумаемся, что означает сказанное выше: ведь это новая победа над временем — победа в области его измерения, о которой создатели первых солнечных и водяных часов не могли и мыслить. Часы, идущие с точностью до одной триллионной, — а доктор Мёссбауэр, в сущности, именно такие часы и дал нам — отстали бы за 30 тысяч лет всего на одну секунду, всего на один миг за бездну времени, отделяющую первых пещерных художников из Ласко от первых земных поселенцев на Марсе. Подобная точность в измерении расстояний позволила бы нам заметить изменение диаметра земного шара на величину, равную поперечнику бактерии.
При обычных скоростях замедление времени исчезающе мало, однако при очень высоких скоростях оно становится значительным, а при скоростях, приближающихся к скорости света, — очень большим. В космическом корабле, движущемся со скоростью, равной 0,87 скорости света, или 260 тысячам километров в секунду, время протекало бы вдвое медленнее, чем на Земле. А при скорости, равной 0,995 скорости света, замедление было бы десятикратным: месяц в космическом корабле почти равнялся бы году на Земле. (Специалисты по теории относительности, я надеюсь, простят мне некоторые чрезмерные упрощения, а также допущения, подразумевающиеся в этих утверждениях; всех остальных я прошу просто не обращать внимания на сказанное в скобках.)
Важно подчеркнуть, что при этом космические путешественники не располагали бы абсолютно никакими способами узнать, что с ними происходит нечто необычное. Все, что находится на борту космического корабля, выглядело бы совершенно нормально; оно и было бы таким в действительности. И только вернувшись на Землю, путешественники узнали бы, что там прошло гораздо больше времени, чем на их быстролетном космическом корабле. В этом и заключается так называемый парадокс времени, который позволяет человеку, по крайней мере в принципе, вернуться на Землю через столетия или даже через тысячелетия после отлета, состарившись всего на несколько лет. Однако для того, кто знаком с теорией относительности, здесь нет никакого парадокса; это всего лишь естественное следствие структуры пространства и времени.
Основное практическое применение эффект замедления течения времени найдет при полетах к звездам, если они когда-нибудь будут осуществлены. Хотя такие полеты могут длиться столетия, астронавты этого не почувствуют. Но неизбежным побочным результатом дальнего космического путешествия явится путешествие в будущее, разумеется, безвозвратное. Межзвездный путешественник может вернуться на родную Землю, но он никогда не вернется в свою эпоху.
