Всю книгу анализировать мы не будем, это слишком долго (да и не имеет смысла), просто разберём один из характерных примеров, где видна специфика логики автора и сам стиль повествования
Сначала просто процитируем описание мысленного эксперимента, доказывающего справедливость одного из выводов, вытекающих из основных постулатов теории относительности, – это относительность одновременности. (Ох уж эти мысленные эксперименты! Вообще-то, только реальные эксперименты дают гарантию истинности, да и то не всегда, а мысленный эксперимент, это, строго говоря, не эксперимент вовсе, а всего лишь версия, или даже просто предположение.)
Итак, цитируем.
Чтобы наглядно объяснить специальную теорию, Эйнштейн предложил свой знаменитый мысленный эксперимент. Представим себе, сказал он, наблюдателя М, который стоит около железнодорожного полотна. На некотором расстоянии по направлению движения имеется точка Б. На таком же расстоянии против направления движения имеется точка А. Пусть оказалось, что одновременно в точках А и Б вспыхивает молния. Наблюдатель считает, что эти события одновременны, так как он видит обе вспышки в одно и то же мгновение. Поскольку он находится посередине между ними и поскольку свет распространяется с постоянной скоростью, то он заключает, что молния ударила одновременно в этих двух точках.
Теперь предположим, что, когда ударяет молния, вдоль полотна в направлении от А к Б с большой скоростью движется поезд. В тот момент, когда происходят обе вспышки, наблюдатель внутри поезда – назовем его М' – находится как раз напротив наблюдателя М, стоящего около полотна. Поскольку М' движется в направлении к одной вспышке и удаляется от другой, он увидит вспышку в Б раньше, чем в А. Зная, что он находится в движении, он примет в расчет конечность скорости света и также сделает вывод, что вспышки произошли одновременно.
Все очень хорошо. Но согласно двум основным постулатам специальной теории (подтвержденным опытом Майкельсона – Морли) мы можем с таким же правом предположить, что поезд покоится, тогда как Земля быстро бежит назад под его колесами.
С этой точки зрения М', наблюдатель в поезде, придет к заключению, что вспышка в Б действительно произошла раньше, чем в А, – в той последовательности, в какой он их наблюдал. Он знает, что находится посередине между этими вспышками и, поскольку считает себя покоящимся, вынужден заключить, что вспышка, которую он видел первой, произошла раньше, чем та, которую он видел второй.
М, наблюдатель на Земле, вынужден согласиться.
Правда, он видит вспышки как одновременные, но теперь он предполагается движущимся. Когда он примет в расчет скорость света и тот факт, что он движется навстречу вспышке в А и от вспышки в Б, он сделает вывод, что вспышка в Б должна была произойти раньше.
Следовательно, мы вынуждены заключить, что на вопрос, были ли вспышки одновременными, нельзя ответить каким-то абсолютным образом. Ответ зависит от выбора системы отсчета. Конечно, если два события происходят одновременно в одной и той же точке, то можно абсолютно уверенно сказать, что они одновременны. Когда два самолета сталкиваются в воздухе, нет такой системы отсчета, в которой эти самолеты развалились бы неодновременно. Но чем больше расстояние между событиями, тем труднее решить вопрос об их одновременности. Дело не в том, что мы просто не способны узнать истинное положение дела. Не существует реального истинного положения дела. Нет абсолютного времени для Вселенной, которым можно было бы измерить абсолютную одновременность. Абсолютная одновременность событий, происходящих в разных точках пространства, является лишенным смысла понятием.
Согласитесь, изложено красиво, понятно, наглядно. Начинаешь верить в один из главных постулатов теории относительности – постулат об относительности одновременности. (Кстати, там ещё и картинками всё проиллюстрировано, но они сами по себе ничего дополнительно не поясняют, просто изображены наблюдатель, пассажир и молнии. Очевидно, это просто для более комфортного чтения.) С другой стороны, возникает то тревожное чувство, когда начинаешь подозревать, что тебя пытаются обмануть. Давайте сейчас, когда мы знаем суть изложенного выше мысленного эксперимента, ещё раз прочтём и внимательно проанализируем все высказанные утверждения.
2
Прежде всего, при повторном чтении становится непонятным следующая формулировка: «Пусть оказалось, что одновременно в точках А и Б вспыхивает молния. Наблюдатель считает, что эти события одновременны, так как он видит обе вспышки в одно и то же мгновение». При первом чтении всё понятно – вспыхнули две молнии одновременно, таковы первоначально заданные условия задачи. Именно заданные условия. То есть, мы априори достоверно знаем, что вспышки произошли одновременно, это как бы объективная реальность. А дальше?
А дальше рассматриваем, как эти одновременные события воспринимаются разными людьми в разных условиях. Оказывается, по-разному. И что? Кто-то воспринял как одновременность, кто-то как неодновременность… Это понятно и совсем не удивительно. Но у автора конечный вывод таков, что сама по себе одновременность относительна, что если два события разделены пространством, то нельзя утверждать, одновременно они произошли или нет. Понятно было бы, если бы речь шла лишь о том, что наблюдатель может ошибиться, может субъективно воспринять события не так, как они произошли в действительности. Но автор делает другой вывод: «…Следовательно, мы вынуждены заключить, что на вопрос, были ли вспышки одновременными, нельзя ответить каким-то абсолютным образом».
Но ведь если мы не можем «каким-то абсолютным образом» утверждать, что вспышки произошли одновременно, то и задавать такое условие в задаче нельзя.
Ладно, в конце концов, автор мог просто не очень корректно сформулировать свою мысль, попробуем уточнить, переформулировать, чтоб всё было корректно.
А «корректно» это, примерно, так. На платформе возле железнодорожного полотна стоит наблюдатель М. На некотором расстоянии по направлению движения имеется точка Б. На таком же расстоянии против направления движения имеется точка А. Наблюдателю известно, что он находится ровно посередине между этими двумя точками. В какой-то момент времени он видит, что аккурат в точку А и в точку Б одновременно ударили две молнии. То есть, он субъективно воспринял, что вспышки произошли одновременно. Теперь ему надо определить, так ли это на самом деле. Он знает, что свет распространяется с постоянной скоростью, а так как до точек А и Б расстояние одинаково, то и свет от молний прошёл эти расстояния за одинаковое время. И наблюдатель делает однозначный вывод: молнии вспыхнули одновременно, просто чуть раньше того момента, как он их увидел. Вопрос: он прав или нет?
На первый взгляд может показаться, что данная формулировка принципиально не отличается от формулировки автора. Но это в корне не так. Здесь мы не задаём условия, что вспышки произошли одновременно, здесь мы утверждаем только, что наблюдатель субъективно воспринял эти явления как одновременно произошедшие, но была ли эта одновременность на самом деле, мы не знаем. Мы только приводим субъективное восприятие событий наблюдателем и его логику, по которой он пришёл к выводу, что вспышки произошли одновременно. А если потом окажется, что эта одновременность относительна, то никакого противоречия в таком изложении не будет.
Точно такие же рассуждения можно провести и в отношении пассажира поезда. То есть, не задавать заранее условие, что вспышки произошли одновременно, а привести его логику, по которой он пришёл к выводу об их одновременности. А логика здесь тоже проста, хоть несколько длиннее и зануднее, чем в случае с неподвижным наблюдателем.
В общем, сначала он увидел свет от точки Б. Но он знает, что скорость света конечна, и посчитал, сколько времени потребовалось свету, чтоб дойти до него. А ещё он знает, с какой скоростью он сам движется, и посчитал, какое расстояние он проехал с момента вспышки, до момента, когда он увидел её. Оказалось, что он в момент вспышки был ровно посередине между точками А и Б. Потом он увидел вспышку от точки А, и тоже посчитал, сколько времени потребовалось свету, чтобы преодолеть расстояние от точки А до него. Но, опять же, он знает, что он движется, посчитал, какой путь он проделал за время распространения света, и определил, что он в это время был ровно посередине между А и Б. Вывод: обе вспышки вспыхнули именно в тот момент, когда он был ровно посередине между точками А и Б, то есть вспыхнули они одновременно.
Итак, изначально нам известно только, каким образом это событие было воспринято наблюдателями и их логика, по которой они пришли к выводу об одновременности вспышек. Все условия заданы вполне корректно.
Кто-то скажет, что это занудство, и в принципе не так уж важно, как всё сформулировано, главное, сам сюжет понятен. Нет, это не занудство просто такая формулировка, которую мы сейчас сделали, при дальнейших разъяснениях резко затруднила бы «логическое жульничество», о котором мы будем говорить ниже. По крайней мере, мы обратили внимание, что пассажир в тот момент, когда увидел вспышку от точки Б, был к этой точке ближе, чем к точке А, но никак не посередине между ними. А это, как мы увидим далее, очень важно.
