Альберт Эйнштейн: творец и бунтарь - [26]

и В и дадим их капитанам новое задание. Предположим, что на борту этих кораблей установлено по две пары точнейших часов а₁, а₂, b₁ и b₂ так, как это изображено на рисунке. Для удобства условимся, что длина кораблей составляет миллионы км — тогда мы сможем говорить о минутах, а не о миллиардных долях секунды.

А посылает импульс света от а₁ к а₂, откуда свет немедленно отражается назад к а₁. Свет покидает а₁, когда стрелки часов а₁ показывают полдень, и достигает а₂, когда стрелки а₂ показывают 3 минуты первого. Из этого мы не можем с уверенностью заключить, что свету понадобилось 3 минуты, чтобы пройти путь от а₁ до а₂: а вдруг, к примеру, работник, устанавливавший часы, нечаянно передвинул стрелки? Как же сделать так, чтобы часы а₂ шли синхронно с часами а₁? Давайте рассмотрим этот дважды пройденный путь. Предположим, что свет покидает а₁, когда стрелки этих часов показывают полдень, достигает а₂, когда а₂ показывают 3 минуты первого, и возвращается к а₁, когда на а₁ — 4 минуты первого. Мы немедленно заподозрили бы что-то неладное. Часы утверждают, что свету понадобилось 3 минуты, чтобы пройти расстояние от а₁ до а₂, и всего 1 минута на обратный путь от а₂ к а₁. Тогда мы поступим самым простым и очевидным образом: передвинем минутную стрелку а₂ на одно деление назад. Проведем эксперимент вновь — часы покажут, что свету понадобится 2 минуты на путь от а₁ до а₂ и 2 минуты на обратный путь от а₂ до а₁. Поскольку мы уже убедились, что нам и на пути туда, и на пути обратно нужна одна и та же скорость света с, мы согласились бы с Эйнштейном, что ход часов а₁ и а₂ синхронизирован. И если чуть позднее что-либо приключится в а₁, когда стрелки а₁ будут показывать 4:30, а еще что-нибудь произойдет в а₂, когда на а₂ будет также 4:30, мы согласимся с Эйнштейном, что эти два не связанных между собой события произошли одновременно.

Вполне возможно, что все это покажется довольно-таки бесцельным и, уж во всяком случае, вполне очевидным, так что упоминавшаяся уже зевота может напасть на вас именно здесь. Но, как уже говорилось, красота рассуждений Эйнштейна в том, что он оперирует понятиями, кажущаяся приемлемость которых обманчива. Пока мы вежливо сдерживаем зевки, незаметно для самих себя мы оказываемся перед ошеломляющими по своей неожиданности следствиями из принятых допущений.

В то время как А синхронизирует ход своих часов а₁ и а₂, следуя указанному Эйнштейном методу, В наблюдает за ним в крайнем изумлении. Ведь А движется относительно В влево со скоростью 17 000 км в секунду. Таким образом, хотя А утверждает, что его световой импульс проходит равные расстояния туда и обратно,

для В эти расстояния очевидным образом неравны.

Что же должен подумать В? К какому выводу он должен прийти? Вот к какому: поскольку расстояния туда и обратно неравны, то тот факт, что свет проходит эти пути за равные промежутки времени согласно часам а₁ и а₂, является для В доказательством асинхронного хода этих часов.

Естественно, когда В сообщает об этом А, тот приходит в замешательство и просит В синхронизировать ход часов b₁ и b₂ по уже известному методу Эйнштейна. В так и делает, и теперь уже А берет немедленный реванш. Ведь В движется относительно А вправо со скоростью 17 000 км в секунду, и, хотя В утверждает, что его световой импульс проходит равные расстояния туда и обратно, для А эти расстояния очевидным образом неравны.

Итак, А говорит, что часы а₁ и а₂ идут синхронно, а В считает, что это не так. В то же время В утверждает, что часы b₁ и b₂ синхронны, но А это отрицает. Значит, если А скажет, что события, которые имеют место в а₁ и а₂, происходят одновременно, В будет это оспаривать. И соответственно наоборот.

На чьей же мы стороне: на стороне А или на стороне Первый постулат Эйнштейна, т. е. принцип относительности, ставит А и В в равные условия. Таким образом, мы должны вместе с Эйнштейном прийти к выводу, что правы оба.

И тут гениальный ученый делает решающий ход. Для Эйнштейна расхождение в мнениях между А и В не малосерьезный спор из-за пустяков, а нечто характерное для самого понятия «время». На наших глазах вдребезги разбито ньютоновское представление об универсальном времени и соответственно об универсальной одновременности событий, так хорошо укладывавшееся в рамки здравого смысла. Согласно Эйнштейну, природа времени такова, что одновременность не связанных между собой событий относительна. События, одновременные с точки зрения А, вообще говоря, не одновременны для В. Точно так же события, представляющиеся одновременными В, вообще говоря, не одновременны для А. Как бы ни шокировал нас этот вывод, придется с ним примириться, как, впрочем, и со многими последующими потрясениями. Ведь время относится к фундаментальным понятиям, и коренное изменение нашего представления о нем разрушает все здание теоретической физики, как карточный домик. И в этом крахе не уцелеет почти ничего.

Возьмем, к примеру, другую незыблемую основу теоретической физики — понятие длины. Представим себе стержень, который движется мимо наблюдателей А и В. Для того чтобы измерить длину этого стержня,