Что такое теория относительности
Занимайте свободное, двадцать восьмое. Спасибо, мужчины! Ага, артисты. Я их как увидела, сразу узнала. Вот здесь, ну как его, пёс Барбос. Вот, а вот здесь тоже какой-то смешной. Смешной!
Будьте осторожны, поезд следующий, машут станово. Простите, ошибся. Нет, не ошибся. Здравствуйте! Здравствуйте! Вы едете с нами, наверное? Располагайтесь, пожалуйста. Спасибо. Далеко едете? До Новосибирска? О, значит, с нами до конца. Здравствуйте! Здравствуйте! Здравствуйте! Ну вот, едем вместе до самого Новосибирска. Очень рад, очень приятно. Прошу вас, спасибо. Как сказал старик Эйнштейн, всё на свете относительно.
Давайте, ерзно, беспокойте никогда. Я ничего подобного не говорил! То есть, как не говорил, а теории относительности. Вы с ним? Не спорьте, он едет сниматься в роли молодого гениального физика, тем более вам следовало бы знать, что такое теория относительности. А кто её знает? 5 с по человек во всём мире? 5,5 млн, вы хотите сказать, если не больше? И в том числе? Разумеется. Вы? Да, и в том числе. Разумеется, я да. 5,5 млн притворяется, что понимает, боится прослыть дураками, а я прямо говорю: я не знаю, очень плохо.
Нашли чем хвастать? А вы просветите нас правильно! Расскажите. ВС равно, делать нечего. Тьфу, далёкой. Домино, нет! А вы в этом фильме, наверно, академик играете? Нет, не доверили, академиком я в роли сторожа играю. Ну, мне всё равно интересно, ну правда! Расскажите!
Как-нибудь другой раз. А мне что? Объясняй, что не объясняй, у меня к точным наукам никакой склонности нет. У вас нет интереса? А не склонности? Вы не правы, интерес есть, но только я заранее знаю, что я ничего не пойму. Напрасно! Понять можно, ВС, если захотеть и не бояться думать. Так вот, я хочу понять! Объясните, пожалуйста, что это такое, теория относительности.
Хорошо, вот сейчас поезд. Пойдёт. Если вы этого действительно хотите, я попробую вам кое-что объяснить. А поезд уже пошёл? А вы потрите это окно. Обман зрения. Это товарный идёт, но полное впечатление… Совершенно верно, но только это не обман зрения. Мы действительно движемся мимо товарного поезда. Да-да-да, это также верно, как то, что он движется относительно нас.
Ах, вот что такое теория относительности? Нет, это знает любой восьмиклассник! Во всяком случае, должен знать. Жени относительно? Так, а не может ли ваш восьмиклассник объяснить нам, что это значит? Может! Вот посмотрите. Мы уже едем, а что изменилось в вагоне? Вроде бы ничего. Конечно, мы говорим, что поезд поехал, только потому, что меняется фон за окном. Мы движемся относительно станции, но и станция точно также меняется относительно нас. Равноправны? Это вы наш вагон назвали системой? Да, вагон, дорога, платформа, всё что угодно. А он только система Станиславского знает.
Выходит, системой может быть любой пешеход! Конечно, кстати, с какой скоростью вы ходите? Ну, скажем, 5 км в час. Вас устроит? Вполне. А теперь вообразите, что мы едем с вами в прозрачном вагоне, вы идёте по вагону со скоростью 5 км в час. Скорость поезда 60 км. Скорость вы приближаетесь к нам... Ну, разумеется, 5 км, скорость поезда здесь ни при чём! Верно? Ну а к людям, которые стоят на платформе? Тоже ясно: 5 плюс скорость поезда 60, 65 км в час. Точно. Так значит, относительно нас 5 км в час, а относительно платформы 65.
С какой же скоростью вы двигались на самом деле? Нелепый вопрос! Здесь 5 км в час, там 65. И то и другое на самом деле отлично! И то и другое на самом деле. Пожалуйста, запомните эту блестящую формулировку, она нам ещё пригодится. Итак, движение, относительное, скорость тоже. Вы согласны? Допустим. И что же это есть? Теория начинается с удивительной загадки света. Вы помните, какая скорость света? Да, что-то очень много — 300000 км в секунду! Чудовищно, действительно трудно себе представить, но ещё удивительнее то, что это предельная скорость. Она не бывает ни больше, ни меньше.
Вот чем трагедия! Непонятно! Если лампа приближается ко мне, то к скорости с приви, тончайшие опыты показали, что это не так — скорость света всегда одинакова и не зависит от того, движется источник света или нет. Если даже вообразить, что наш вагон мчится почти со световой скоростью, то и тогда свет от него побежит не быстрее, чем от неподвижного прожектора на платформе. Значит, один фонарь стоит на платформе, а другой учится вместе с вагоном, и оба луча пойдут с одинаковой скоростью? Да, и оба придут одновременно! Да, это действительно странно. Но знаете, я не вижу в этом особой трагедии.
Вот как! Ну что ж. Кстати, а что это значит? Одновременно? Одновременно это одновременно. Ну, это значит в один и тот же миг, допустим. А что та тот же миг? Знаете, это уже несерьёзно. Нет, серьёзно, вы это сейчас сами увидите! Вообразите, что в нашем вагоне передняя и задняя двери открываются автоматически по световому сигналу. Свет зажигается точно посередине вагона. Какая дверь откроется раньше? Ну, это ясно, они откроются одновременно! Почему? Очень просто! Двери одинаково отстоят от источника света, а скорость света, как вы сами сказали, во всех направлениях одинаково.
Блестя! С точки зрения пассажиров этого поезда, совершенно пра… Ну а что сказали бы дачники, которые стоят на платформе? Ха, какие умные дачники? Ну, допустим, умные дачники! Сказали бы то же самое? Нет, вот как раз умные дачники сказали бы совсем другое: скорость света, сказали бы дачники, не зависит от скорости поезда! Значит, и с нашей точки зрения лучи пойдут с одинаковой скоростью к обеим дверям, но задняя дверь идёт навстречу сигнала, а передняя уходит от света и поэтому откроется позже.
Не уловил? Ещё раз, пожалуйста! Пожалуйста! Скорость света не зависит от скорости поезда, значит, для дачников, как и для нас, оба луча идут с одинаковой скоростью, но передняя дверь уходит от света, а задняя идёт навстречу лучу. Шире откроется задняя дверь, а потом передней! Чёрт! И что, действительно так? Выходят, события одновременные для одних людей могут быть не одновременными для других? Совершенно верно! Вы, ВС, поняли? Нет, я ничего не понял! Это бред какой-то! Простите, нет, у вас желающих в шашки! Шашки есть, вот у нас, мастер смекалки З, в конце вагона!
Для того чтобы достичь передней стенки, луч должен пройти путь, равный длине вагона с нашей точки зрения. Ну да, с точки зрения людей, находящихся внутри вагона. А для начальника станции, скажем, для начальника станции, передняя стенка уходит от света, и чтобы достичь её, луч должен проделать больший путь! Я верно говорю? Верно! Значит, с нашей точки зрения, свет пролетел один путь, а с позиции начальника станции другой? Я ничего не путаю? Нет, ВС!
Что вы говорите? Совершенно верно! Но рассуждая таким образом, мы же приходим к полной чепухе! Например, пожалуйста: скорость света одинакова — одинакова! А пути разные — разные! Вдобавок! Вот именно, как вот вам и трагедия! У нас есть единственный выход — признать, что время в поезде, на платформе, течёт по-разному. То есть, вы хотите сказать, что с момента, когда зажёгся свет до того, как открылась передняя дверь вагона, по моим часам прошло одно время, а по часам начальника станции —... Уро! Именно так! В поезде время течёт медленнее, чем там, снаружи. Значит, пока я ехал в поезде, мои прекрасные часы системы МЛ должны были, по-вашему, отстать? Они отстали за сутки на миллионную долю секунды из-за этого весь разговор! Ну, какая же это разница?
Миллионная доля секунды, это же… Но вот в том-то и дело! Мы движемся слишком медленно, а чтобы ваши часы заметно отстали, надо мчаться с невероятной скоростью, близкой к скорости света! А вы знаете, я это, кажется, понял! Конечно, каждый культурный человек должен это понять! А вы считаете, что до сих пор я был не культурным? Но в этой области… Извините меня! Да! Ну вот, видите, культура тоже понятие относительное! Правильно, только к теории относительности это уже никакого отношения не имеет. Прошу вас, спасибо!
Стало быть, время относительно — вот всё что мы можем узнать из этой знаменитой теории? Нет, не всё! Начальник станции заметил бы ещё одну странную вещь: с нарастанием скорости длина поезда стала бы уменьшаться. То есть? Как уменьшаться? Вот так! По его мнению, стал бы короче! А мы бы тоже это заметили? Нет, для нас длина поезда осталась бы прежней! Ну вот, опять чертовщина какая-то!
А какой он на самом деле? Вы же сами сказали, что это глупый вопрос! Я сказал нелепый! Неважно, я не обиделась! Что сейчас на самом деле утро или вечер? Вечер! А у кубинцев утро! Ну и что? У нас зима, а в Новой Зеландии лето! От вас, товарищ, находится слева, а от меня справа! С нашей точки зрения длина поезда одна, а с точки зрения стрелочника — другая! И всё это на самом деле? Да! И всё-таки это очень трудно охватить умом!
Дедушкам наших прадедушек тоже было ужасно трудно. Они, например, тоже не могли охватить умом, что Земля — это ведь с точки зрения северян в Южном полушарии все ходят вот так — вверх ногами! А с точки зрения австралийцев мы ходим не с головой! Так где же на самом деле верх? Там, очевидно, в каждой точке пространства есть собственный верх! Верно? Пожалуйста! Ну вот, а в каждой физической системе есть собственные размеры и своё время!
А мы не замечаем этого! Потому что… медленно… Так. Ну, допустим, наш поезд помчался с немыслимой скоростью. Что мы увидим? Тогда ничего особенного! С нашей точки зрения в вагоне бы ничего не изменилось! А что увидят дачники на платформе? Они не успеют ничего разглядеть, верно? Но давайте представим себе, что у людей, которые проводили нас в это невероятное путешествие, есть фантастический телевизор. Он показывает в полном соответствии с формулами Штейна при скорости поезда в 280.000 км в секунду всё, что находится в нём, сократилось бы с точки зрения телезрителей в три раза!
А наши часы шли бы в три раза медленнее, и в час — один день нашей жизни телезрители наблюдали бы целых 3 дня! Значит, у них прошло бы 3 дня, а у нас только день! У них 3 года, а у нас только год! Вы знаете, мне нравится такой повесть! Вы рано радуетесь! Да, нам ещё далеко до такой скорости! Это верно, конечно, но сейчас я имела в виду другое — дело в том, что вы могли бы и не садиться в этот поезд!
С таким же успехом можно было остаться в Москве. Не понимаю, как же так! Очень просто: в вагоне ваши часы отстали от московских, верно? Ну вот, а в Москве они точно также отстанут от наших вагонных часов и каждый день вашей городской жизни мы наблюдали бы в поезде в течение дней! У нас прошло бы 3 дня, а у вас только день, у нас — 3 года, а у вас только год, у нас — 30 лет, а у вас только 10 и так далее!
Вы что-нибудь поняли? Ведь с этой сумасшедшей скоростью мчится поезд, а не Москва! А какая разница? Равномерные, прямолинейные, движение относительно. Мы удаляемся от Москвы! Но ведь и Москва точно также удаляется от нас! А законы природы везде одинаковы! Не согласен? Я на ВС согласен! Скоро выяснится, что мы вообще едем в другую сторону! Позвольте, но как же тогда говорят, что будущий космонавт вернётся на землю молодым, а встречать его будут бородатые внуки?
Ускорение менять направление полёта, а ускорение не относительно, оно абсолютно! Поэтому молодым останется тот, кто его испытает! Ну, в общем, всё это красивая теория, не имеющая никакого практического значения. Вы не правы вдвойне! Во-первых, мы должны ясно представлять себя, как устроен мир! А во-вторых… Впрочем, вот посмотрите, синхрофазотрон — это грандиозная вещь! Так вот, эту вещь инженеры рассчитывали и строили.
По формулам теории относительности частицы материи разгоняются здесь почти до скорости света, и всё, что вам кажется просто игрой ума, происходит на самом деле! Меняется время и размеры части, и масса, о которой я вам не говорила. Но кото тоже зависит от скорости! Так почему же выли, когда я сказал, что всё в мире относительно? Да потому что это неверно! Всё в мире подчинено абсолютным законам природы, и теория относительности отражает эти законы.
Скажите, это случайно не вы? Нет, случайно не я! А можно мне попросить у вас эту страничку, пожалуйста? Я только с автографом! Пожалуйста! Чай пить будете? Будем, будем! Что, чай принесли? Да. Вы, кажется, хотели рассказать что-то о теории относительности? Что же это такое? E.