Очевидное? Нет, еще неизведанное…

Нам придется принять на веру, что анализ постулатов Эйнштейна приводит к выводу, что существует максимальная скорость, с которой распространяется любое взаимодействие (любой сигнал); причем она равна скорости света в вакууме. Принцип постоянства скорости света, как оказывается, скрывал значительно более общий закон природы.

Автор снова настаивает, что это исключительно, неповторимо важное место.

Вообще говоря, предположение, что есть максимальная скорость передачи взаимодействия, пожалуй, более естественно, чем гипотеза физики классической: имеются взаимодействия, распространяющиеся с бесконечной скоростью.

Не будем детально рассматривать, как именно из принципа постоянства скорости света вытекает обобщенный принцип — «существует предельная скорость распространения взаимодействий (скорость передачи информации)». Поверим, что это правильно, и перейдем к анализу одного из основных понятий теории — к понятию одновременности двух событий.

Одновременность.

Позвольте прежде всего напомнить, как решали вопрос в классической физике. До Эйнштейна вообще никто не задумывался над понятием одновременности. Считалось, что это самоочевидно. Конечно, в классической физике использовали совершенно определенное понятие одновременности удаленных событий, но давали его бессознательно, интуитивно обобщая опыт.

В III главе мы выяснили точку зрения классической физики на одновременность. Вот что было сказано:

«Два события, такие, что любое из них, вообще говоря, может явиться причиной или следствием другого, одновременны в том единственном случае, когда ни одно из них не может быть причиной или следствием другого».

Легко увидеть, что классическое понятие одновременности продиктовано принципом причинности. Несколько труднее заметить, что, давая определение, мы молчаливо использовали важнейшую гипотезу: «Максимальная скорость распространения взаимодействия (скорость передачи информации) бесконечна».

Воспоминание об определении понятия одновременности.

Чуть дальше мы увидим, что только в этом случае наше определение однозначно. А раньше уже упоминалось, что, принимая, будто существует бесконечная скорость передачи информации, мы приходим к заключению: если два события одновременны в одной системе отсчета, то они одновременны и в любой другой.

И в этом смысле одновременность событий в классической физике — понятие абсолютное^[63].

В доэйнштейновской физике имелась даже модель взаимодействий с бесконечной скоростью — абсолютно твердое тело.

Абсолютно твердое тело перемещается в пространстве как единое целое и потому передает информацию мгновенно.

Если у такого тела стронуть с места точку A, то в тот же момент стронется точка B.

А то, что понятие абсолютно твердого тела принципиально недопустимая идеализация реальных физических тел, никто не подозревал. Это стало ясно только после Эйнштейна^[64].

Но едва лишь мы отказываемся от существования сигналов с бесконечной скоростью, как классическое представление об одновременности двух событий, происшедших в разных точках пространства, оказывается несостоятельным. Покажем это.

Пусть максимальная скорость распространения взаимодействия, во-первых, конечна, во-вторых, одинакова в любой инерциальной системе и равна скорости распространения фронта световой волны в вакууме.

Рассмотрим два события, A и B, использовав для определенности какую-нибудь конкретную систему отсчета.

Для удобства будем считать, что по всем своим физическим проявлениям события A и B абсолютно тождественны. Например, A и B — две совершенно идентичные вспышки света. (Эта оговорка делается только для некоторого уточнения смысла дальнейших фраз и принципиально не имеет никакого значения.)

Несколько строго сформулированных понятий.

Пусть вспышка A произошла в точке с координатами x_A; y_A; z_A

в момент времени t_A, а вспышка B в точке x_B; y_B; z_B в момент t_B. Расстояние между этими точками

Чтобы слегка упростить анализ, положим, что в нашей системе отсчета вспышка A произошла раньше B и, следовательно, t_B больше t_A. Минимальное время, за которое сигнал о событии

A пробежит из точки (x_A; y_A; z_A) в точку (x_B; y_B; z_B), равно:

t_инф = r_AB/c

.

Если t_B – t_A > t_инф, то имеется принципиальная возможность, находясь в точке (x_B; y_B; z_B), узнать, что произошла вспышка A до того, как произошла вспышка B. В этом случае A и B могут быть причинно связаны: событие B может явиться следствием события A.