Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


јбсолютно или относительно?


 

ƒва мор€ка, ƒжо и ћо, после кораблекрушени€ оказались на необитаемом острове. ѕрошло несколько лет. ќднажды ƒжо нашел бутылку, которую выбросили на берег волны. Ёто была одна из новых огромных бутылок из-под Ђ ока-колаї. ƒжо побледнел.

ЂЁй, ћо!ї Ч крикнул он. Ђћы с тобой уменьшились!ї

»з этой шутки можно извлечь серьезный урок: судить о размерах любого объекта нельз€ иначе, как сравнива€ их с размерами чего-либо иного. Ћилипуты считали √улливера великаном. ∆ител€м Ѕробдингнега √улливер казалс€ крошечным. ¬елик биллиардный шар или мал? –азумеетс€, он чрезвычайно велик по сравнению с атомом, но крайне мал по сравнению с «емлей.

∆юль јнри ѕуанкаре, известный французский математик дев€тнадцатого века, предвосхитивший многие положени€ теории относительности, подошел к этому вопросу следующим образом (ученые называют его способ подхода Ђмысленным экспериментомї: это эксперимент, который может быть воображен, но не может быть выполнен в действительности).

ѕредставьте себе, говорит он, что ночью, когда вы крепко спите, все во ¬селенной стало в тыс€чу раз больше, чем прежде. √овор€ все, ѕуанкаре имеет в виду действительно все: электроны, атомы, длины волн света, самих вас, вашу кровать, ваш дом. «емлю, —олнце, звезды. —можете ли вы сказать, когда проснетесь, что произошли какие-то изменени€?

ћожно ли провести такой эксперимент, который доказал бы, что вы изменились в размерах?


 

Ќет, говорит ѕуанкаре, такого эксперимента провести нельз€. ƒействительно, ¬селенна€ оказалась бы такой же, как и прежде. Ѕыло бы бессмысленно даже говорить, что она стала больше. ЂЅольшеї Ч это значит больше относительно чего-то другого.

¬ этом случае чего-то другого нет. —толь же бессмысленно было бы говорить, что вс€ ¬селенна€ уменьшилась в своих размерах.

–азмер, таким образом, относителен. Ќе существует абсолютного способа определени€ размеров какого-либо объекта и нельз€ сказать, что он имеет такие-то и такие-то абсолютные размеры. ќпределить размер можно, использу€ другие мерки, такие, как линейка или метровый стержень. Ќо какова длина метрового стержн€? ƒо 1 €нвар€ 1962 г. метр определ€лс€ как длина определенного платинового бруска, который хранилс€ при посто€нной температуре в подвалах —евра, во ‘ранции. — 1 €нвар€ 1962 г. новым стандартом метра служит длина 1 650 763, 73 длин волн оранжевых лучей определенного типа, испускаемых в вакууме атомом криптона-86.  онечно, если все во ¬селенной, включа€ и длину волны этого излучени€, увеличитс€ или уменьшитс€ в одной и той же пропорции, то никаким экспериментальным способом не удастс€ заметить это изменение.


 

“о же самое справедливо и в отношении интервалов времени. Ђћногої или Ђмалої времени требуетс€ дл€ одного оборота «емли вокруг —олнца? ћаленькому ребенку врем€ от одного Ќового года до другого кажетс€ вечностью. √еологу, привыкшему мыслить периодами в миллионы лет, один год кажетс€ всего лишь одним мгновением. »нтервал времени, подобно рассто€нию в пространстве, невозможно измерить иначе, как сравнива€ его с каким-либо другим отрезком времени. √од определ€етс€ периодом вращени€ «емли вокруг —олнца; день Ч временем, необходимым дл€ одного оборота «емли вокруг своей оси; час Ч временем, за которое совершает один оборот больша€ стрелка часов. ¬сегда один интервал времени измер€етс€ сравнением его с другим.


 

” √. ”эллса есть известный научно-фантастический рассказ под названием ЂЌовый ускорительї.

»з него можно извлечь лишь такой же урок, что и из шутки о двух мор€ках, но только урок этот касаетс€ не пространства, а времени. ќдин ученый открывает способ ускорени€ всех процессов в своем организме. ≈го сердце бьетс€ чаще, его мозг работает быстрее и так далее. ¬ы догадываетесь, что произойдет. ¬се в мире кажетс€ ему замедлившимс€ почти до полной остановки. ”ченый выходит погул€ть и двигаетс€ медленно, чтобы из-за трени€ о воздух не воспламенились его брюки. ”лица полна людей-статуй. ћужчина застыл в тот момент, когда он подмигивал двум проход€щим девушкам. ¬ парке играет оркестр, издава€ низкое, хрип€щее дребезжание.

ѕчела жужжит в воздухе, двига€сь со скоростью улитки.


 

ƒавайте проведем еще один мысленный эксперимент. ѕредположим, что в определенный момент все в космосе начинает двигатьс€ медленнее или быстрее или полностью останавливаетс€ на несколько миллионов лет, приход€ затем снова в движение. ”дастс€ ли заметить это изменение? “акого эксперимента, с помощью которого удалось бы заметить это, не существует. ¬рем€, подобно рассто€нию в пространстве, относительно.

ћногие другие пон€ти€, известные из повседневной жизни, относительны. –ассмотрим пон€ти€ Ђвверхї и Ђвнизї. ¬ прошлые века люд€м было нелегко пон€ть, почему человек на противоположной стороне «емли висит вниз головой и вс€ кровь не приливает ему к голове. ƒети и теперь сталкиваютс€ с такой трудностью, узнав впервые, что «емл€ кругла€.

≈сли бы «емл€ была сделана из прозрачного стекла и вы смогли бы взгл€нуть в телескоп пр€мо сквозь нее, вы действительно увидели бы людей, сто€щих вниз головой, ногами на стекле. “о есть, они казались бы сто€щими вниз головой по отношению к вам.

–азумеетс€, вы казались бы сто€щими вниз головой по отношению к ним. Ќа «емле направление Ђвверхї Ч это направление от центра «емли. Ќаправление Ђвнизї Ч к центру «емли. ¬ межзвездном пространстве нет абсолютного верха и низа, поскольку там нет планеты, котора€ могла бы служить Ђсистемой отсчетаї.

ѕредставим себе космический корабль в форме огромного бублика, движущийс€ в солнечной системе. ќн вращаетс€, так что центробежна€ сила создает искусственное гравитационное поле. Ќаход€сь внутри корабл€, космонавты могут ходить по наружной стенке этого бублика как по полу. ƒл€ них Ђвнизї Ч это от центра корабл€, Ђвверхї Ч к центру, т. е. пр€мо противоположно тому, что имеет место на вращающейс€ планете.


 

“аким образом, вы видите, что во ¬селенной нет абсолютного Ђверхаї и Ђнизаї. ¬верх и вниз Ч это направлени€ по отношению к направлению действи€ гравитационного пол€. Ѕыло бы бессмысленно говорить, что, пока вы спали, вс€ ¬селенна€ перевернулась вверх ногами, поскольку нет ничего, что могло бы служить системой отсчета при решении вопроса о том, какое положение зан€ла ¬селенна€.


 

ƒругой тип изменени€, которое также относительно, Ч это изменение объекта при его зеркальном отражении. ≈сли заглавную букву R напечатать наоборот, как я, то вы сразу же увидите, что это зеркальное отражение буквы R. Ќо если вс€ ¬селенна€ (включа€ вас) внезапно станет зеркально отраженной, то у вас не будет способа обнаружить подобное изменение.  онечно, если бы только один человек превратилс€ в свое зеркальное отражение (об этом √. ”эллс также написал рассказ под названием Ђ–ассказ ѕлэттнераї), а ¬селенна€ осталась бы прежней, то ему показалось бы, что все стало наоборот. „тобы прочесть книгу, он должен был бы подносить ее к зеркалу, подобно јлисе в «азеркалье,[1] ухитр€вшейс€ читать напечатанную зеркально отраженными буквами поэму ЂJabberwockyї, держа ее перед зеркалом. Ќо если бы все стало наоборот, то никаким экспериментом не удалось бы обнаружить это изменение. Ѕыло бы так же бессмысленно говорить, что имело место подобное обращение, как сказать, что ¬селенна€ перевернулась или удвоилась в размерах.

јбсолютно ли движение? —уществует ли какой-либо класс экспериментов, который с определенностью показал бы, движетс€ объект или покоитс€?

явл€етс€ движение еще одной относительной категорией, судить о которой можно, только сопоставл€€ местоположение одного предмета с местоположением другого? »ли же движению присуще нечто своеобразное, что делает его отличным от относительных категорий, рассмотренных выше?

ќстановитесь и внимательно подумайте над этим некоторое врем€, прежде чем переходить к следующей главе. ќтвеча€ именно на такие вопросы, Ёйнштейн развил свою знаменитую теорию относительности. ≈го теори€ так революционна, так противоречит Ђздравому смыслуї, что даже сегодн€ имеютс€ тыс€чи ученых (в том числе и физиков), дл€ которых понимание ее основных положений сопр€жено с такими же трудност€ми, с какими сталкиваетс€ ребенок, пыта€сь пон€ть, почему люди в южном полушарии не падают с «емли.

≈сли вы молоды, то имеете большие преимущества перед этими учеными. ¬ вашем мозгу еще не выработались те глубокие колеи, по которым мысль так часто бывает вынуждена двигатьс€. Ќо, каким бы ни был ваш возраст, если вы готовы поупражн€ть свои умственные силы, то нет причин, которые помешали бы вам научитьс€ чувствовать себ€ как дома в этом новом странном мире относительности.



<== предыдуща€ лекци€ | следующа€ лекци€ ==>
ј. ». Ѕј«№. ѕредисловие к русскому изданию | Ёксперимент ћайкельсонаЧћорли
ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-07; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1281 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ќаглость Ц это ругатьс€ с преподавателем по поводу четверки, хот€ перед экзаменом уверен, что не знаешь даже на два. © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

841 - | 623 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.015 с.