Пространство, время и относительность - Неванлинна Р.
Скачать (прямая ссылка):
Однако течение времени имеет одно важное дополнительное свойство. А именно на геометрической прямой понятия «слева» и «справа» не имеют абсолютного значения; их можно переменить местами, и такая перемена не будет влиять на топологические свойства прямой (в данном случае — на свойства порядка). Иначе обстоит дело со временем. Моменты времени располагаются в естественном порядке, от прошлого к будущему. Следовательно, пара точек, образуемая двумя моментами времени («отрезок времени»), имеет характер вектора, его направление определяется началь-
117
ГЛ. II. ВРЕМЯ
ной и конечной точками (более ранним и более поздним моментами времени). Таким образом, событие представляет собой направленный, необратимый процесс.
Классическая физика без какого бы то ни было критического анализа обобщает структуру воспринимаемого нами характера течения времени на все целое, образуемое физическими событиями. Отдельное такое событие E0, наблюдаемое, например, в каком-нибудь месте этой комнаты, делит (в смысле последовательности во времени) все другие физические события, где бы они ни происходили, на три класса: на события Е, одновременные с Eо, на события, более ранние, чем E0, и на события, более поздние, чем Ед.
Это обобщение, расширяющее субъективно воспринимаемое время в универсальное представление о времени, напоминает соответствующий процесс, ведущий к образованию понятия пространства. В этом последнем процессе наши эмпирические восприятия геометрического характера приводят от понятия ближайшей пространственной окрестности к глобальному евклидову понятию пространства. «Естественность» представления об абсолютном времени также легко объяснить, если рассматривать это представление как результат принципов, управляющих образованием общих понятий (§ 5 гл. I). Ниже мы вернемся к этому вопросу.
Критическое изучение основ геометрии привело в конце концов к отказу от евклидовой теории пространства как в отношении ее эмпирической доказуемости, так и в отношении ее логической единственности. Полную ясность в этот вопрос удалось внести только в конце прошлого столетия. На понятие пространства стали смотреть совсем по-иному, с гораздо более общей точки зрения и более абстрактно, чем это делалось раньше. В результате евклидова геометрия стала частным и предельным случаем более общих концепций пространства.
Несколько позднее аналогичный кризис пережило представление об абсолютном времени. Критика Эйнштейна показала, что понятие универсального времени
118
§ .3. ПРОСТРАНСТВЕННО СОВПАДАЮЩИЕ СОБЫТИЯ
не является единственно возможным ни в эмпирическом, ни в логическом отношении. Понятие времени, подобно понятию «места», также может быть релятиви-зировано. Это означает, что последовательность событий E во времени может определяться только относительно заданной пространственно-временной системы, из которой события наблюдаются. Следовательно, последовательность во времени зависит от выбора систем координат, в частности, от «подвижности» или «неподвижности» одной из них относительно другой.
Только отказавшись от понятия абсолютного времени и введя «относительное время», Эйнштейн сумел построить свои специальную и общую теории относительности, внесшие переворот в понимание физической картины мира. Поэтому, прежде чем излагать эти теории, необходимо дать ясное представление об эмпирическом и логическом фундаментах физического понятия времени.
Этой задачей сейчас мы и займемся. Прежде всего мы попытаемся разъяснить общие основы нашего естественного восприятия времени в той мере, в какой это необходимо для понимания возможности релятивизации времени. Только затем, в главе III, мы перейдем к изложению тех особых обстоятельств, которыми руководствовался Эйнштейн, определяя место и время событий относительно различных физических пространственно-временных систем, движущихся одна относительно дру* гой.
§ 3. Расположение во времени событий, происходящих в одном и том же месте
Вообразим, что собравшиеся в этой аудитории совместно наблюдают происходящие здесь события.
Я стучу рукой по столу. Это есть физическое событие, которое мы воспринимаем «здесь» и «теперь», т. е. в определенном месте пространства и в определенный момент времени. Для пространственной и временной локализации такого рода событий отождествим два «совпадающих» события, т. е. два события, происходящие
119
ГЛ. !I. ВРЕМЯ
одновременно в одном и том же месте пространства '). При этом мы до известной степени идеализируем конкретные ситуации, соответствующие отдельным событиям, делая это с целью точного определения положения наблюдаемого события в пространстве и времени. Возможность такого определения положения в пространстве была уже разъяснена в § 3 гл. I. Неопределенное понятие конкретной точки уточняется путем перехода к представлению идеальной точки. Аналогичным образом, понятие «теперь», которое в нашем переживании всегда связано с небольшим интервалом времени («пороговым интервалом»), освобождается от этой неопределенности путем перехода к представлению о вполне определенном моменте времени — идеальной временной точке («в точности теперь»). Именно в таком смысле следует понимать слова о совпадающих, тождественных событиях.
