Постулаты теории относительности, в особенности специальной теории относительности (СТО) имеют много не совпадающих по смыслу толкований, но в большинстве своем с мистическим уклоном и навязыванием мнения, что действительность является не такой, какой может казаться "на первый взгляд". Но в очередной раз просматривая книгу Ли Смолина "Неприятности с физикой: взлет теории струн, упадок науки и что за этим следует", неожиданно и впервые нахожу здесь фрагмент, касающийся теории относительности, изложенный крупнейшим физиком не мистическим языком.
"Второй постулат СТО, который говорит, что скорость света универсальна, оказывается почти противоречащим сам себе. Почему? Рассмотрим отдельный протон, отслеживаемый двумя наблюдателями. Предположим, что два наблюдателя двигаются по отношению друг к другу. Если они измеряют скорость этого отдельного протона, мы обычно ожидали бы, что они получат различные ответы, поскольку так ведут себя нормальные объекты. Если я вижу автобус, обгоняющий меня, что выглядит для меня, как будто он едет со скоростью 10 километров в час, поскольку я нахожусь в автомобиле, с визгом несущемся по автостраде при 140 километрах в час, наблюдатель, стоящий на обочине дороги, будет видеть автобус, двигающийся со скоростью 150 км/час. Но если я наблюдаю фотон при тех же условиях, СТО говорит, что придорожный наблюдатель измерит ту же самую скорость фотона, которую он имеет и по моему мнению.
Так почему здесь нет противоречия? Ключ в том, что мы не измеряем скорость непосредственно. Скорость есть отношение: Это определенное расстояние, отнесенное к определенному времени. Центральное прозрение Эйнштейна в том, что различные наблюдатели измеряют фотон, имеющий одну и ту же скорость, даже если они двигаются по отношению друг к другу, поскольку они различным образом измеряют пространство и время. Их измерения времени и расстояния изменяются от одного к другому таким образом, что одна скорость, а именно, световая, является универсальной".
Ну, сказать "оказывается почти противоречащим" это примерно так же корректно как сказать "оказывается почти беременным". Но важно другое. В этом фрагменте речь не идет, как обычно бывает при изложении ТО, об искривляющемся пространстве, замедляющемся времени и о прочей такого рода ерунде. Речь идет о том, что измерения времени и расстояния зависят от условий измерения таким образом, что результаты измерений выглядят парадоксальными. И это, в первую очередь, относится к исходным положениям и к постулатам теории относительности – к СТО. Таким образом, реальность не подменяется мистификацией, а говорится о том, что результаты наблюдений поступают к нам в искаженном виде.
Неожиданность здесь в том, что и сам Эйнштейн, и, тем более, апологеты его теории настаивают не на том, что искажение информации из-за несовершенства средств наблюдения приводят к кажущимся парадоксам, а на том, что наблюдаемые или даже просто воображаемые в мысленных экспериментах парадоксы составляют саму реальность, заложенные в постулаты теории относительности, понять которую якобы недоступно обычному человеческому уму.
Неожиданность также и в том, что до этого, в этой же книге, Ли Смолин афишировал и прославлял взгляды Альберта Эйнштейна до вызова, у меня, легкой тошноты. А тут вдруг высказался о постулатах теории относительности по сути в совершенно ином ключе. Но сам-то Эйнштейн закладывал в свою теорию парадоксы не как результаты измерений, а как виртуальную реальность, которой он через математически проведенные постулаты своей теории относительности подменял реальный мир. В каких-то моментах эта виртуальная реальность пересекалась с реальным миром, в каких-то нет, но все это вуалировалось запутанным математическим аппаратом, втиснутой в него неевклидовой геометрией и прочими надругательствами над здравым смыслом, выдаваемыми интерпретаторами теории относительности не за специфику математических манипуляций и соответствующей им "терминологии", а за природу вещей.
Озадаченный тем, что о ТО все же можно говорить человеческим языком, я обратился за подтверждением этого обстоятельства в интернет. Увы, в наличии есть либо безудержная критика теории относительности, либо безусловная поддержка всех ее постулатов и парадоксов. Компромиссных вариантов, как у Ли Смолина, я не нашел.
Я еще раз повторюсь и скажу о том, о чем не раз уже говорил в своих статьях, в том числе и по части постулатов теории относительности. Я могу согласиться с тем, что фокусник или иллюзионист может показать круг таким образом, что он будет воспринят как квадрат, но я не соглашусь с утверждением, что круг это и в самом деле квадрат. Я могу согласиться с тем, что путем математических манипуляций можно "доказать" что круг есть квадрат, но я не соглашусь с утверждением, что круг это и в самом деле квадрат. Я могу согласиться с тем, что путем словесной эквилибристики тоже можно "доказать" что круг есть квадрат – например просто назвав круг квадратом и сделав то же самое через десяток словесных ходов, – но я все равно не соглашусь с утверждением, что круг это и в самом деле квадрат. Потому что в моем внутреннем представлении круг записан как круг, а не как квадрат.
Аналогично, в моем внутреннем представлении время – это воображаемая длительность некоторого воображаемого процесса. Вне моего воображения такое время не существует. Но его можно смоделировать посредством реальных часов, ход которых можно принять за эталон. Реальные часы – это физический объект и их ход может зависеть от разных факторов: от силы тяжести, связанной с расстояние от земли, от скорости движения часов и, возможно, от других факторов, например от скорости вращения часов. И вот здесь есть языковый выбор о чем и как следует говорить. В том числе и в части постулатов теории относительности. Это вопрос договоренности относительно смысла, вкладываемого в слова. Так, если у меня и у наблюдателя, находящегося в других условиях, например я у подножия, а он на вершине горы, есть одинаковые часы, то в этом случае у нас есть выбор: считать эталоном какие-то одни часы или считать, что у каждого из нас, у меня и наблюдателя, свой эталон. Соответственно с той или иной договоренностью можно говорить о едином для меня и наблюдателя времени или о том, что у нас разные времена. Это именно вопрос соглашения о смысле употребляемого слова "время" или вопрос использования связанного с этим смыслом конкретного языка, а не вопрос чего-то еще. Если у меня и у наблюдателя разные эталоны, то у нас и разный используемый язык. Мир и его свойства можно описывать и на том, и на другом языках.
В каких-то случаях удобнее использовать один выбранный язык, в каких-то – другой. Это касается и используемых в теории относительности постулатах. Например, в математических построениях ТО можно использовать тот язык, который придает этим построениям компактность и красоту. А при переходе к реальному общению с нормальными согражданами (не физиками) лучше пользоваться одним с ними языком. Иначе получаются такие фокусы, как время может замедляться и ускоряться, причем это зависит и от высоты нахождения наблюдателя относительно Земли. Более того, сила тяжести хотя и очень слабо, но меняется по высоте даже в пределе роста одного человека. Если это связывать с течением времени, то оно медленнее течет в ногах стоящего человек и быстрее в его голове. Если такое время считать не условным, а обладающим признаками прошлого и настоящего, то получается, что ноги упомянутого землянина существуют в прошлом, голова в будущем, и лишь средняя часть упомянутого присутствует в настоящем. И снова тогда надо выбирать: считать ли, что прошлое, настоящее и будущее присутствуют разом или они, как обычно, следуют одно за другим. Если брать за основу последнее, то ноги описываемого человека находятся в прошлом, которого уже нет, а голова в будущем, которого еще нет. Таким образом, человек исчезает из нашего бытия. А что же тогда остается? Остается наше сознание, которое порождает видимость описываемого человека, да и вообще всего мира, которого на самом деле вне сознания нет. Такой, вот, получается самый махровый идеализм, если не аккуратно пользоваться не согласованным с согражданами языком.
Все доказательства справедливости парадоксов теории относительности, основанные на ее исходных положениях и постулатах, если они действительно выглядят как доказательства, сводятся к подмене используемого языка. В моем языке, время – это единый эталон, и здесь не может быть неодновременности одновременных событий, описываемых при интерпретации парадоксов ТО. Но на моем языке можно говорить о неодновременности поступления разным наблюдателям сообщений о событиях, произошедшим одновременно.
Где-то физики, приверженцы теории относительности, недопонимают таких очень простых вещей в силу того, что мозги у них так слегка повернуты – в сторону Эйнштейна и его эзотерических постулатов. А где-то очень уж хочется им мнить себя кастой, интеллектуально возвышающейся над сообществом обычных людей. Этот феномен снобизма, явного и скрытого, очень хорошо описан у Ли Смолина применительно к сообществу физиков приверженцев умозрительной теории струн.
Те, кто уже профессионально занимается построениями таких умозрительных конструкций, переходят в свой виртуальный мир и пользуются отвечающим этому виртуальному миру языком. Этот виртуальный внутренний мир есть мир, с которым они взаимодействуют постоянно. Этот мир находит мощное подкрепление и отображение в виде математических построений. В силу привычности для них этого мира, им даже трудно себе представить, что это мир мистификаций, а не реальный мир. В особенности, когда мистификации строятся таким образом, что в них, в силу искусно подобранных виртуальных "постулатов", есть частичные совпадения с миром реальным.
Таким образом, постулаты теории относительности можно видеть в разных ракурсах. Ли Смолин в этом отношении просветил нас. Или хотя бы тех из нас, кто готов был его доводы понять. В общем, как сказал мудрый Козьма Прутков: "Если на клетке слона видишь надпись буйвол, не верь глазам своим". Я думаю, что мудрейший из философов предвидел в этом афоризме и теорию относительности, как и ее невообразимые постулаты.