скачать книгу бесплатно
Человек из будущего
Борис Иванович Мальчиков
Юное любознательное существо, ребенок. Созерцает окружающий мир восторженным взором, который так велик и загадочен. Удивление вызывает то, что для взрослого серая обыденность не достойная внимания. Но у кого получить ответы на возникшие вопросы, как не у взрослых. Детская наивность ребенка сначала их забавляет, а потом удивляет своей логичной целесообразностью и заставляет искать ответы, воскрешая в них забытое чувство восторженного восприятия окружающего.
Борис Мальчиков
Человек из будущего
Из мира тонких образов и мнений
В мир грубый масс, времен и длин
Пришла душа – природы гений,
Одевшись в тельце маленькой Полин.
Начало весны
Начало весны. Ярко светило солнце, приятно согревая кожу щеки, глаза щурятся, прикрывая себя от жгучих стрел светила. Огромные сугробы на обочине дорог сильно изъедены его лучами. А причудливый рисунок этих проталин чернен, как серебро, придорожной грязью. С крыш капала капель, и на тротуарах появились лужицы, превращаясь по ночам в коварные скользкие ловушки для прохожих. По утрам рядом с ними можно было изучать ненормативную лексику горожан. Слышны пока еще робкие голоса местных пернатых, и от этого на душе становится как-то спокойней. Не хочется никуда бежать, расталкивая прохожих локтями, врываться в уже закрывающуюся дверь вагона метро, извиняясь за отдавленную кому-то ногу. Хочется, остановившись, вздохнуть всей грудью такой густой и пряный воздух наклюнувшегося пробуждения природы.
Из дома вышли двое. Один уже седой, пожилой, упитанный, прихрамывающий на обе ноги мужчина и с ним очаровательное создание, блондиночка, в высшей степени подвижная девочка лет пяти. От подъезда они направились к мусорным контейнерам, чтобы оставить там свой полиэтиленовый пакет с домашними непотребностями и отправиться на прогулку в ближайший парк. Мужчина, видимо дед девочки, положил пакет в контейнер, остановившись, посмотрел на небо и сказал:
– Самое время для прогулки. Сегодня тепло.
– Да, – подтвердила девочка и добавила: – Здесь так пахнет весной.
После этой нехитрой, но так нужной в хозяйстве процедуры они направились к парку. Дед взял внучку за руку, и они неспешно, обходя лужи, направились к своей цели. По дороге о чем-то беседовали, видимо обсуждая недавно просмотренный мультфильм, девочка иногда сильно жестикулировала и звонко смеялась. Закончив обсуждение, они зашагали молча. Ребенок, казалось, над чем-то задумался. Но вот его осанка выпрямилась, и как будто невзначай она говорит:
– Знаешь, дед, вот идем мы с тобой, толстый и умный, и нам хорошо.
Дед остановился, вопросительно подняв брови, посмотрел на спутницу и спросил:
– Что ты имеешь в виду, Полина?
– Да ничего особенного, – ответила та. – Просто я подумала, что со стороны мы с тобой хорошо смотримся. Такой сплав опыта и любознательности.
– Ты так думаешь? – спросил дед. – Может быть. – И они зашагали дальше.
– Дед, недавно с мамой мы были в московском планетарии, – сообщила девочка.
– Ну и как там тебе? Понравилось? – спросил мужчина. – Я ведь там тоже в детстве был, но это было давно. С тех пор его долго ремонтировали, и сейчас он, видимо, совсем другой.
– Не знаю, какой он был раньше, – ответила девочка. – Но нынешний мне понравился. Эти звезды, Солнце, планеты, Земля. Прямо захватывает дух! Все это огромное и далекое, а кажется таким близким.
– Ты знаешь, Полина, в детстве у меня были такие же ощущения. Я думал, что смогу походить по Марсу, да и звезды не казались недоступными. Сейчас же все не так. Полагаю, что это свойство юности – не знать о пределах достижимого. Кто-то может считать это недостатком, а я же думаю, что в этом огромная сила и мощь. Знающий свои границы никогда за них не шагнет.
– Дед, ты говоришь о чем-то непонятном. Для меня это звучит загадочно. Объясни.
– Я бы и попробовал, только мне кажется, что это пойдет тебе только во вред. Пусть понимание придет к тебе через твой собственный опыт. Иначе ненароком я могу загасить огонек твоего любопытства к окружающему. Расскажи лучше, о чем тебе рассказывали в планетарии.
– Ну, что рассказывали? Да много говорили, только я не все поняла и не все запомнила. Однако некоторые эпизоды все-таки отложились, видимо потому, что они необычны. Вот говорили о том, что свет в космосе распространяется так быстро, как ничто другое в природе. При этом скорость неизменна в любом месте Вселенной. Вселенная так велика, что даже свет от звезд доходит до нас через тысячи лет. Это что получается, что звезды, которые мы видим на небе, это – мультфильм, пролежавший в архиве тысячу лет? Как-то странно все, как будто это не реальная жизнь, а как в компьютере. Говорили еще об одном замечательном старичке по имени Альберт и фамилия у него вроде как Эпштейн или Кронштейн. Точно не запомнила. Может быть, ты знаешь?
– Полин, знаю. Это наверняка Эйнштейн.
– Точно! Именно он. Так вот, якобы он был великим ученым, который изменил представления людей об окружающем мире. Он объяснил им, что космическое пространство совершенно пусто, в нем ничего нет, ну просто совсем ничего и даже воздуха. И вот именно в нем и движется свет, который якобы ведет себя как волна на поверхности пруда, то как камушек, пущенный из рогатки. В зависимости от того, как мы на это посмотрим. Если он летит в космосе, то он камушек, так как волна там, где ничего нет, невозможна, а вот когда пролезает через щель, он уже волна, потому что в одну щель проходит, а поверни ее под углом, он и пролезть не может. Такое наблюдается у поперечной волны на поверхности воды. Ведет себя как сестра Энька, когда она то хомячок, то лисичка. Так мало того, он якобы знает, как эту пустоту можно искривить, чтобы тела друг к другу притягивались. Энька свои игрушки давно исковеркала, но они, я точно знаю, не притягиваются. Пуще того, он искривляет время. В этот момент, дед, я вспомнила наше посещение с тобой выставки Дали, там была картина со стекающим с веток циферблатом часов. Видимо, это что-то похожее, иначе это я себе не могу представить. И, мол, именно по этой причине, отправляясь с возвратом к далекой звезде, я могу стать моложе Эньки. Ну, насмешил дядька. Представь себе, дед, сестра ходит в школу, а я в ползунках, хотя на три года старше. В этот момент я себя почувствовала Алисой в Стране чудес. Я тогда спросила экскурсовода, не сказочник ли дядя Альберт, ну как Перро, Андерсен или братья Гримм. А он вроде бы обиделся и сказал, что я еще глупенькая, чтобы понимать такое. Ответ показался уклончивым, да и не слыву я глупее других. Не знаешь, как ответить, так и скажи, а то сразу «глупенькая». Сам дурак!
– Ты что, так ему и сказала?
– Да конечно нет, это я сейчас так подумала. Ну, если что-то кажется странным и ты не понимаешь, что же, спросить нельзя? Вот тогда точно станешь глупым. Планетарий мне так и не ответил. Дед, может, ты что сможешь прояснить?
– Полин, что смогу, отвечу сразу, а что нет, буду выяснять и отвечу позже.
– Дед, мне так подходит. А знаешь почему? Потому что мне это показалось очень интересным, тут все похоже на сказку с кривыми зеркалами, волшебной палочкой, сапогами-скороходами и Бабой-ягой.
– Что же, спрашивай. Попробую не упасть в твоих глазах.
– Берегись, дед! Сейчас такого понаспрашиваю.
– Я весь дрожу от нетерпения и страха. Ну, давай же!
– С чего начать-то? Вот и не знаю. Дай чуть подумать.
Девочка задумалась, поскребла затылок, устремила взгляд куда-то вверх, ища подсказку где-то там. Потом медленно начала говорить:
– Когда экскурсовод не проявил особого желания отвечать на мои, по его мнению, глупые вопросы, я стала внимательней рассматривать экспонаты. На многих из них были надписи. И вот один из них привлек мое внимание. Боюсь, что я не приведу содержание дословно, но как поняла, расскажу, а отсюда и пойдут вопросы. Заголовок к нему был короток. И несмотря на это, малопонятен. А звучал он так: «Постулаты СТО». Интересно, правда, не название, а то, что стояло ниже, но все-таки неплохо было бы знать, о чем это?
– Полин, это совсем просто. Если все вопросы будут такими, я не упаду в твоих глазах. Слово ПОСТУЛАТ означает краеугольное, базовое утверждение, которое не подвергается сомнению. СТО означает – специальная теория относительности, теория дяди Альберта.
– Вот теперь мне окончательно понятно, ведь интуитивно я подозревала что-то похожее. А вот теперь о самих, все время выскакивает из головы слово, вот только говорила и забыла. Дед, помоги.
– Видимо, ты имеешь в виду ПОСТУЛАТЫ.
– Точно. Дед, ты такой умный. Ну, так вот. Первый из них гласил: «Принцип относительности. Никакие опыты внутри инерционной системы отсчета не позволяют обнаружить, покоится ли эта система или движется равномерно и прямолинейно. Второй: Скорость света не зависит от скорости движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех инерциальных системах отсчета». Только вот мне нужно еще разъяснить, что есть инерциальная система отсчета.
– То, что ты озвучила, похоже на правду. Точных формулировок я, конечно, тоже не помню, но смысл того, что я знаю по этой теме, передан правильно. А инерциальная система отсчета – это та, относительно которой ты отсчитываешь свое движение. Ну, например, относительно земли или движущегося поезда. А она в свою очередь движется равномерно и прямолинейно.
– Значит, все-таки я не совсем глупая. Так вот, если внутри глухого вагона мы едем вместе с Энькой, то каждый из нас вправе себя считать как едущим, так и стоящим. И получается, что, сидя на одном стуле, я, например, еду, а Энька нет, в зависимости от того, кто из нас что про себя решит. В этом, что ли, и есть относительность?
– Исходя из того, что я знаю, ДА. Именно так и надо понимать относительность.
– Согласись, дед, выглядит как-то странно. Вслушайся! Сидим на одном стуле, один едет, а другой нет, а можем оба и ехать, но в разные стороны. Тебя ничего не коробит? Мне как-то не по себе.
– В твоих рассуждениях что-то есть, но я никогда над этим не задумывался и поэтому повременю с ответом.
– А, дед, вот ты и попался! Думал, вопросы будут только легкие?
– Поль, ты уж не припирай меня к стенке, дай время подумать.
– Да, ладно, я пошутила. Не в том задача, чтобы выяснять, кто глупей, а разобраться. Ты думай над первым вопросом, а я тебе задам второй. Отвечать-то ты будешь, может, не сегодня, обдумай сразу оба. Мы с Энькой взялись играть в вагоне в салочки, но салить мы будем не друг друга, а мишень на противоположной стороне глухо закрытого вагона. Выигрывает тот, кто первый ее коснется лучом от своего фонаря. Сидим все на том же стуле, на кнопки фонаря нажимаем одновременно.
– Ну, и в чем вопрос? Из вас никто не выиграет, вы будете салить мишень одновременно.
– Нет, дед, погоди. Так бы все и было, если б не относительность. Смотри. Я про себя думаю, что еду в направлении противоположной стенки вагона, а Энька никуда не собиралась ехать. Мы одновременно нажимаем на кнопки фонарей. Противоположная стенка в моем движении удаляется от того места, где была нажата кнопка, и путь преодоления моего света окажется длиннее, чем до неподвижной Энькиной стенки, и она выигрывает. Ну не обидно ли? Но если подумать, то не все потеряно. А давай-ка я решу про себя, что еду в противоположном направлении и тогда уже выиграю я. Класс!!! Что на это скажешь? Алисе в Стране чудес такое и не снилось.
– Ну, Полька, ты и даешь! Я опять в раздумье. Жди ответа, я буду разбираться.
Спустя два дня дед обращается к внучке:
– Полин, сейчас попытаюсь ответить на твои недавние вопросы. Но сначала небольшая предыстория. Перво-наперво я решил проверить твои на память приведенные формулировки. Мало ли, не кроются ли здесь какие-либо подвохи? В первом постулате ты пропустила фразу: «Все законы природы инвариантны по отношению к переходу от одной инерционной системы отсчета к другой». Думаю, следует растолковать смысл слова ИНВАРИАНТНЫ. Это означает одинаковость законов природы. Во втором постулате ты пропустила слова В ВАКУУМЕ. Должно звучать «скорость света в вакууме…». Ну а теперь к сути твоих вопросов. По поводу стула, который по воле желаний сидельцев, без приложения каких-либо внешних усилий может то ли двигаться, то ли стоять неподвижно. Как ты намекала: «По щучьему велению, по твоему хотению». Ты знаешь, а ты права в своем вопросе. В формулировке постулата отсутствует указание, относительно чего определяется движение или покой. А в этом случае говорить о движении вообще бессмысленно. Движение всегда предполагает, относительно какого предмета происходит или отсутствует движение. Именно поэтому и получается, что сидя на одном стуле можно ехать в разные стороны. Абсурдность формулировки немедленно приводит к абсурдности выводов из нее. Но вот вопрос уже у меня. Как так получилось, что по такой важной в физике теме вот уже больше ста лет никто, кроме тебя, конечно, не углядел такой существенной детали? В чем причина? Я далек от мысли, что причина – это глупость. Предполагаю, что на каком-то из этапов научных исследований просто потеряли какую-то деталь. Какую же? Если вспомнить в каких условиях рождалась теория, то на ум придет такой компонент материального бытия прошлого, как ЭФИР. Тогда его присутствие почти никем не оспаривалось. Эта таинственная среда предполагалась чем-то совершенно неподвижным и беспрепятственно проникающим даже в твердые тела. И считалось, что она может быть тем абсолютным предметом для отсчета движения. То есть имелось в виду, что движение может быть абсолютным и не нужно называть предмет отсчета. Но к моменту формулировки известных постулатов, как говорят, «экспериментально» было «доказано» отсутствие такого ЭФИРА. Предмет отсчета растворился в научном сознании, а формулировка о движении осталась прежней. И теперь мы наблюдаем УЛЫБКУ ЧЕШИРСКОГО КОТА при его полном отсутствии. Твоя тонкая женская интуиция правильно тебе подсказала сказочность ситуации. Получилось так. Сначала считалось вполне возможным говорить об абсолютном движении, даже не называя предмет отсчета, ну а когда его изъяли из научного оборота и заменили термином ВАКУУМ, посчитали, видимо, его идентичным прежним понятиям, и формулировка осталась без изменений. Однако ВАКУУМ совсем не похож на ЭФИР. Если ЭФИР обладал хоть какими-то свойствами материальности: неподвижность и проницаемость, то ВАКУУМ – это абсолютная пустота, с единственной задачей быть вместилищем всего материального. Таково мое мнение по рассматриваемому вопросу, но тут же добавлю, оно может не совпадать с точкой зрения официальной науки. Как мог, ответил на первый твой вопрос. Ответ на второй, полагаю, следует из ответа на первый. Абсурдность ситуации в приведенном тобой примере с игрой в салочки следует из некорректности (ошибочности) все той же формулировки о движении.
– Дед, не знаю, что тебе на это скажут академики, но мне все понятно. Жаль только одно, ты не оставил места чуду в обыденной жизни, и сказка опять вернулась в мир фантазий. Грустно! Надеясь вернуть ситуацию, я подумаю и задам новые вопросы.
– Полина, у меня есть одно замечание к рассматриваемой ситуации. Ты понимаешь хоть, что роль глупенькой девочки тебе уже мала? Ты в очереди на получение звания «Идиотки», ведь так, как ты, не думает никто. Выстоять одной против всех нереально.
– Звучит хоть и смешно, но угрожающе. Дед, пока ты со мной, мне ничего не страшно.
Спустя день.
– Дед, я обещала задать тебе вопросы, но это оказалось не так просто. Чтобы спрашивать, я должна кое-что уточнить. Интересными для вопросов показались обсуждавшиеся экскурсоводом в планетарии такие темы, как: сокращение длины предметов вдоль направления движения; замедление течения времени и относительность одновременности. Все они производят какое-то странное впечатление, так как здорово расходятся с моим опытом. Ничего подобного в обыденной жизни наблюдать не приходилось. Что ты на это скажешь?
– Ну что, я соглашусь с твоими сомнениями. Все, что ты перечислила, я тоже слышал, но в отличие от тебя не задавался вопросами.
– Вот! Тогда я задам первый вопрос: «А с чего вдруг дядя Альберт решил, что длина предметов сокращается? Их что, что-либо сжимает?» Второй вопрос: «Время замедляется из-за изменения свойств пружины?» Третий вопрос: «Правда ли то, что два мячика с точки зрения одних разлетятся в разные стороны после столкновения, а у других это не будет связано с ударом».
– Попробую ответить сразу хотя бы на первый вопрос. Суть этого явления до конца мне не ясна, но я знаю, что говорят об этом специалисты. А они говорят: «Для того чтобы связать движение предметов в разных системах отсчета, нужно провести некое преобразование координат, вследствие которого неподвижный наблюдатель и должен фиксировать сокращение длины. При этом никаких усилий к предмету не прилагается, а просто каким-то образом меняется само пространство, как бы деформируется. Так объясняют ситуацию те, кто утверждает, что понимает это. Для меня, правда, это не звучит абсолютно убедительно.
– Дед, а у меня прямо на ходу возник вопрос к знатокам. То, что они говорят, относится к ситуации, когда они сами неподвижны, а кто-то где-то движется, и они оценивают длину тех предметов. Но ведь в связи с прямолинейностью и равномерностью движения обоих кто-то может посчитать движение в противоположном порядке. Тот, кто стоял, теперь движется, а кто двигался, теперь стоит. И никто не сможет его обвинить во лжи. В этом случае сократятся в длине уже другие предметы. Так какие предметы все же сокращаются? Не является ли это сокращение мнимым, происходящим не в реальном пространстве, а в воображении наблюдателя? Ну как, например, кажется же людям, что отстоящий далеко дом по высоте меньше их собственного мизинца.
– Как мне кажется, в твоих словах больше интуитивной истины, чем в словах знатоков. Но они могут возразить. Одно дело ощущения наблюдателя, а другое математический расчет. Именно он дает сокращение длины.
– А разве в моем примере нельзя посчитать кажущуюся высоту?
– Полин, да ты права, можно. Карта противника бита. Похоже, по первому вопросу ты выиграла у знатоков. По поводу второго и третьего вопросов я, пожалуй, возьму тайм-аут. Однако полагаю, что изменение хода времени не будет связано со свойствами пружины, скорее с деформацией времени как характеристики движения. И там также актуальным будет твое замечание относительно порядка выбора неподвижного тела и мнимости самой деформации. Правда, это не так очевидно, как с линейными размерами. Я возьмусь за литературу, а ты подумай над другими вопросами. Ты меня увлекла такой далекой от реальной жизни темой. А с другой стороны, что мне делать на пенсии? Ты меня втянула в некую игру со знатоками. На этом, конечно, не заработаешь, но развлечься и проверить свою логику можно.
Три дня спустя.
– Полин, попытаюсь выполнить свое обещание и ответить на не отвеченные с прошлого раза вопросы. Итак, по поводу замедления времени в двигающихся объектах. В интернет-литературе объясняется так: Для измерения времени в таком объекте берут пучок света, который мечется между двумя плоскопараллельными зеркалами. Время пробега от одного зеркала до другого и обратно принимается за эталон времени и им измеряют расстояние между двумя событиями. Если объект не движется, то свет, дойдя до противоположного зеркала, вернется назад в ту же точку. Зная расстояние между зеркалами и скорость света, а она всегда постоянна, можно определить время. В движущемся объекте дело обстоит несколько иначе. Описывается при этом только случай, когда свет в часах движется перпендикулярно направлению движения. В этом случае свет, вылетев от одного зеркала, в противоположное не попадет, из-за того, что оно за время движения пучка сдвинется в направлении движения. Чтобы попасть, его нужно направить под некоторым углом. То же самое произойдет на обратном пути. Таким образом, свет вынужден будет пройти большее, чем в неподвижном объекте, расстояние. Этот промежуток времени берется за эталон, и так как он больше, то все померенное им будет иметь меньшее численное значение. Это и называют сокращением времени. Но вот на что я обратил внимание. Зеркальные часы должны быть расположены только поперек движения. Почему именно так и нельзя их расположить вдоль движения? В этом случае, правда, не будет наблюдаться изменения эталона. Тут у меня возникает вопрос. Часы что, сломанные? Поставишь – они показывают одно время, положишь – другое. В детстве у меня был такой будильник. Лежа он работал, стоя вообще прекращал ходить. Но не о таких же часах, видимо, идет речь. Я уже и не говорю о выборе самого состояния движения, о чем мы говорили прошлый раз. Так что вероятность мнимости явления при таких обстоятельствах здорово возрастает. Со слов знатоков, замедление времени подтверждается, якобы, реальными экспериментами. Так некоторые элементарные частицы (те, из которых состоит материя) живут дольше на больших скоростях, в системах спутниковой навигации учитывается разница бортового и земного времени. Это действительно так, но эти эффекты могут быть объяснены и другим способом. Так что искривление времени также у нас с тобой подпадает под подозрение. А вот относительно мячей можно сказать определенно, что описанная тобой ситуация невозможна. Дело в том, что относительность одновременности рассматривается только для событий, разнесенных в пространстве, а у тебя другой случай. Но ты права в том, что знатоки, описывая это явление, забывают сделать уточнения и неискушенный слушатель может это понять так, как это поняла ты. При этом следует сказать, что относительность одновременности даже для разнесенных событий при этом проистекает из явления деформации времени, в чем мы с тобой сомневаемся. Так что, Поля, в моих ответах больше вопросов, чем ответов. А вот почему, попробуем со временем разобраться.
