Сергей Сергеев – Пространство и время глазами дилетанта (страница 11)

В общем, по сюжету в купе поезда, идущего в Новосибирск, одна из героинь фильма – молодая женщина-физик объясняет своим попутчикам-актёрам, едущим на съёмки фильма, что такое теория относительности.

Как это ни прискорбно, но если обратить внимание не на художественные достоинства фильма, а на суть объяснений женщины-физика, то впечатление заметно омрачается. Единственное утешение (вернее, оправдание для фильма) здесь лишь в том, что современные ролики на эту тему, при всей их красочности и компьютерных изощрениях, практически повторяют те же самые объяснения и ничем не отличаются в лучшую сторону.

В фильме практически сразу же появляются эпизоды, как бы случайно наводящие нас на размышления об относительности разных явлений нашей жизни: то два пассажира заспорили, какая спичка левая, а какая правая (относительно каждого из них «левое» и «правое» находится с разных сторон), то одному из пассажиров показалось, что их поезд тронулся, хотя тронулся соседний поезд. Потом разговор плавно перешёл на теорию относительности Эйнштейна, и тут выяснилось, что женщина-физик прекрасно разбирается в этой теории, а все остальные в этом вопросе полные профаны, но очень хотят разобраться, что же это такое.

И тут сразу же происходит диалог, вроде бы, ничего не значащий, но на нём следует заострить особое внимание. Герой Вицина говорит о теории относительности: «А кто её знает? Пять с половиной человек во всём мире». А на замечание женщины-физика, что не пять с половиной человек, а пять с половиной миллионов, он отвечает: «Пять с половиной миллионов притворяются, что понимают, боятся прослыть дураками».

Обратим внимание на очень важную деталь. Герой Вицина просто повторил распространённый миф о том, что эта теория немыслимо сложна для понимания обычного человека, и что понять её могут лишь избранные. Но он не заострил внимания на самом главном, – а в чём же именно эта сложность?

Сложность-то не в самой теории, а в алогичных, противоречащих здравому смыслу изначальных утверждениях, базовых постулатах, на которых она строится. Если бы кто-то вразумительно объяснил весь этот (извините за резкость) идиотизм именно изначальных утверждений, показал бы их внутреннюю логику, то в остальном какие тут сложности?

Вообще-то, нередко попадаются утверждения, что сначала надо глубоко изучить теорию относительности, и потом всё прояснится. Но такой подход абсурден в принципе: нельзя же, например, сначала «глубоко изучить» математику, а уж потом начать разбираться с базовыми понятиями – сложением, вычитанием, умножением, делением.

О странности базовых постулатов мы уже говорили выше, – это, прежде всего, постулат о постоянстве скорости света относительно любой системы отсчёта и способность времени ускоряться-замедляться. Если просто тупо принять эти постулаты за истину, не обращая внимания на всю их абсурдность, то дальнейшие выкладки просты и понятны, никаких сложностей в теории относительности нет. А если, всё же, не «тупо принять», а пытаться найти в этих постулатах здравый смысл, то все сложности начинаются именно здесь, а не в самой теории.

Кстати, после видеороликов или статей объясняющих постулаты теории относительности, иногда бывают интересные комментарии типа: «Все камни мягкие, просто когда к ним прикасаются, они напрягаются». Или «Все люди имеют одинаковый вес, просто сила гравитации под ними разная». Это, конечно, сарказм, но, заметим, что даже эти «постулаты», придуманные специально абсурдными, и даже изощрённо абсурдными, тем не менее, имеют какую-то логику. А у постулатов теории относительности даже такой логики нет. Они явно более алогичны и абсурдны.

Возможно, всё сказанное здесь о постулатах теории относительности, что называется, режет слух от бесцеремонности и грубости. Но уж очень нервирует многих (и меня в том числе) устоявшаяся манера объяснения теории относительности, когда самые главные понятия, на которых всё базируется, практически совсем не объясняются, а вот на разглагольствования об удивительных явлениях, возникающих благодаря этим, прямо скажем, абсурдным и противоречивым постулатам, времени не жалеют.

К сожалению, такое положение дел это уже какая-то традиция. Возьмём что-нибудь современное, например, замечательный канал Дмитрия Побединского. Как он красочно, понятно и чётко объясняет буквально все вопросы физики и других наук! Какие уместные шутки, какие наглядные мультипликации, – просто заслушаешься и засмотришься. Но вот как только дело коснулось объяснения теории относительности, – всё, начались стандартно-скупые объяснения базовых постулатов и красочное, многословное описание всего того, что из них следует. Прямо заговор какой-то! А ведь так не хватает хотя бы одного ролика, посвящённого, например, только понятию «время», причём, чтоб не общие отговорки в стиле, что это четвёртая координата в едином пространстве-времени, а чтоб было что-то внятное, с объяснениями, как оно в принципе может ускоряться или замедляться. Ну, или ролик о скорости света, которая, оказывается, каким-то загадочным образом не зависит от системы отсчёта.

2

Но вернёмся к нашим героям. Тут придётся немного позанудствовать, без этого не получится: ведь женщина-физик постоянно выдаёт перлы, вызывающие массу вопросов, которые она, почему-то, не затрагивает.

В общем, приводится классический пример, иллюстрируемый наглядной мультипликацией, в котором пассажир идёт по вагону со скоростью пять километров в час, вагон едет со скоростью шестьдесят километров в час, и, соответственно, этот пассажир относительно платформы движется со скоростью шестьдесят пять километров в час. Здесь всё понятно, всё логично. И подчёркивается, что все эти скорости «на самом деле». Тоже логично, но, как окажется далее, здесь есть небольшая хитринка, которую мы рассмотрим чуть позже.

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.