Куда летит время. Увлекательное исследование о природе времени

ДАННЫЕ РАСЧЕТА ВРЕМЕНИ У ДВУХ РАЗНЫХ НАБЛЮДАТЕЛЕЙ НИКОГДА НЕ СОВПАДАЮТ В ТОЧНОСТИ; КАЖДОМУ ЧЕЛОВЕКУ СВОЙСТВЕННА СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ ОШИБКА НАБЛЮДАТЕЛЯ

Ранее определение местного времени по звездному транзиту требовало колоссальных затрат труда. С приближением нужного момента астроном бросал беглый взгляд на часы, отмечал время с точностью до секунд и уставлялся в телескоп. Поле обзора было расчерчено на ряды вертикальных линий, отделенные друг от друга равными промежутками, для нанесения которых обычно использовалась паутина. Через некоторое время в поле зрения вплывала звезда – яркая светящаяся точка, сверкающая серебром, окруженная цветным гало. Отсчитывая секунды вслух, прислушиваясь к тиканью часов, а иногда к ударам метронома, астроном отмечал точное время прохождения звезды через каждую черту, уделяя особое внимание линии, расположенной посередине, которая изображала меридиан. Методология наблюдения предписывала визуально фиксировать местонахождение звезды по тактам часов дважды – непосредственно перед прохождением линии и сразу после прохождения, документировать обе позиции и сравнивать их между собой, высчитывая разницу в десятых долях секунды, которая равнялась точному времени пересечения меридиана. Данные о времени прохождения звезд по меридианам по дням и неделям можно было сравнивать между собой. Поскольку движение звезд подчинено строгому распорядку, ответственность за любое отклонение от предполагаемого графика возлагалась на часы, которые в таких случаях настраивали заново.

Погрешность измерений при подобной технике регулировки времени достигала двух десятых секунды, но в самой основе метода была допущена системная ошибка. В телескопах разных обсерваторий использовались линзы разной прозрачности. Более того, далеко не в каждой обсерватории часы отбивали такт с одинаковым постоянством, к тому же степень шумоизоляции и вибрационной защиты также не была приведена к единому стандарту. Звезда могла оказаться непривычно яркой или тусклой; мерцать в невидимых воздушных потоках, а в решающий момент и вовсе скрыться за тучами. Самой коварной оказалась погрешность, обусловленная влиянием человеческого фактора, известная в астрономии под названием «систематическая ошибка наблюдателя». В 1795 году королевский астроном Гринвичской обсерватории объявил, что рассчитал своего ассистента по той причине, что показатели времени прохождения звезд по меридиану, зарегистрированные ассистентом, всякий раз на секунду отставали от тех, которые регистрировал он сам: «Мой ассистент следовал собственной методике подсчета, бессистемной и запутанной». Однако в скором времени выяснилось, что данные расчета времени у двух разных наблюдателей никогда не совпадают в точности; каждому человеку свойственна систематическая ошибка наблюдателя. На протяжении последующих пятидесяти лет европейские астрономы только и делали, что измеряли величину погрешности своих наблюдений и сравнивали результаты между собой, безуспешно пытаясь нащупать причину ошибки.

А корень зла следовало искать в самой физиологии человека – «неудачной характеристике нервной системы астронома», как заключил Хирш в 1862 году. Через десять лет в ходе экспериментов немецкого физика и физиолога Германа Гельмгольца было установлено, что процессы восприятия, мышления и действия протекают не одномоментно; скорость человеческой мысли имеет пределы. Подвергая различные части тела добровольца слабому воздействию электротока, Гельмгольц определил продолжительность времени, которое требовалось организму для генерации ответа на раздражитель, который испытуемый отмечал кивком головы. Хотя скорость реакции варьировала в широких пределах, однако в свете обобщенных данных расчетов Гельмгольца стало ясно, что нервные импульсы человека распространяются со скоростью около 36 метров в секунду, что намного меньше результата в 14 миллионов километров в секунду, полученного другими исследователями. Гельмгольц сравнивал человеческие нервы с телеграфными кабелями, «пересылающими сообщения с далеких окраин в центр управления страной». Передача данных занимает некоторое время, которое расходуется на осознание раздражителя и генерацию ответа, а между делом – заодно и на «восприятие мозгом полученной информации и волевое побуждение», как писал Гельмгольц. По его оценкам, фаза восприятия и волевого побуждения длится около 0,1 секунды.