Но здесь возникает существенное различие: в классической теории мы
принимаем, что будущее и прошлое отделены друг от друга бесконечно малым
интервалом времени, который можно назвать настоящим мгновением. В теории же
относительности мы видели, что дело обстоит несколько иначе. Будущее
отделено от прошлого конечным интервалом времени, длительность которого
зависит от расстояния до наблюдателя. Какое угодно воздействие может
распространяться только со скоростью, которая меньше или равна скорости
распространения света. Поэтому наблюдатель в данное мгновение не может ни
знать, ни оказать влияние на событие, происшедшее в некоторой удаленной
точке в промежутке между двумя характеристическими моментами времени. Первый
момент -- мгновение,
в которое должен быть послан из места события световой сигнал, который
достигнет наблюдателя в момент наблюдения. Другой момент -- мгновение, в
которое световой сигнал, посланный наблюдателем в момент наблюдения,
достигает места события. Весь конечный интервал времени между обоими этими
мгновениями может быть назван для наблюдателя в данный момент наблюдения
"настоящим". Ибо любое событие, происшедшее в этот интервал времени, не
может в момент выполнения наблюдения ни стать известным наблюдателю, ни
испытать какое-либо воздействие последнего, и именно так было определено
понятие "настоящее". Всякое событие, имеющее место между обоими
характеристическими моментами времени, может быть названо "одновременным с
актом наблюдения".
Использование выражения "может быть названо" уже указывает на
двусмысленность слова "одновременно", объясняющуюся тем, что слово
"одновременно" возникло из опыта повседневной жизни, в пределах которого
скорость света можно считать практически бесконечно большой. На самом же
деле слово "одновременно" может быть определено в физике несколько иначе, и
Эйнштейн использовал в своих работах это второе определение
"одновременности". Если два события в одной и той же точке пространства
происходят одновременно, мы говорим, что они совпадают. Это выражение
совершенно однозначно. Теперь представим себе три точки в пространстве,
лежащие на одной прямой линии таким образом, что средняя точка находится на
одном и том же расстоянии от обеих крайних. Если два события в обеих внешних
точках происходят в такие моменты времени, что световые сигналы, посланные в
момент свершения событий, приходя в среднюю точку, совпадают, то оба события
можно определить как "одновременные". Это определение является в данном
случае более узким, чем первое. Одно из его важнейших следствий состоит в
том, что, когда два события одновременны для одного наблюдателя, они,
возможно, не одновременны для другого наблюдателя; это будет иметь место,
если второй наблюдатель движется относительно первого. Соотношение между
обоими определениями слова "одновременно" можно выразить высказыванием: во
всех случаях, когда два события одновременны в первом смысле, можно найти
также систему отсчета, в которой они одновременны и во втором смысле.
Несколько более наглядно положение вещей в целом можно, пожалуй, изобразить
следующим образом: предположим, что спутник, вращающийся вокруг Земли,
испускает сигнал, который через некоторый малый промежуток времени
принимается станцией наблюдения на Земле. Эта станция наблюдения в ответ на
данный сигнал посылает спутнику команду, которую он принимает через
некоторый малый промежуток времени. Весь интервал времени между посылкой
сигнала и приемом команды можно считать на спутнике, согласно первому
определению, одновременным с моментом приема сигнала на Земле. Если на
спутнике выбирается какое-либо определенное мгновение из этого интервала,
то, хотя это мгновение, вообще говоря, в смысле второго определения, не
"одновременно" с моментом приема сигнала на Земле, всегда существует
система отсчета, в которой эта одновременность имеет место.
Первое определение слова "одновременно" кажется несколько более
соответствующим обычному употреблению этого слова в повседневной жизни, так
как вопрос о том, одновременны ли два процесса, в повседневной жизни
определенно не зависит от системы отсчета. В обоих же релятивистских
определениях понятие одновременности приобрело ту точность, которая
совершенно отсутствовала у него в языке повседневной жизни. В квантовой
теории физики должны были уже заранее осознать, что понятия классической
механики описывают природу недостаточно точно, что квантовые законы
ограничивают их применимость и что поэтому при их использовании необходима
большая осторожность. В теории относительности физики, напротив, пытались
изменить смысл слов классической физики, уточнив эти понятия таким образом,
чтобы они точно соответствовали новой, только что познанной ситуации в
природе.
Структура пространства и времени, выявленная теорией относительности,
находит много проявлений в самых различных разделах физики. Электродинамика
движущихся тел может быть без труда выведена из принципа относительности.
Сам этот принцип может быть сформулирован как весьма общий закон природы,
относящийся не только к электродинамике или механике, но и к любой группе
законов природы: законы должны принимать одну и ту же форму во всех системах
отсчета, отличающихся друг от друга лишь состоянием равномерного и
прямолинейного движения.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67