Очевидное? Нет, еще неизведанное…

Об одновременности необходимо говорить и потому (и это вторая причина), что по поводу содержания понятия одновременности в теории Эйнштейна разгорелось много споров; причем, не поняв, в чем дело, некоторые авторы полагают, что эйнштейновская трактовка одновременности противоречит диалектическому материализму. В зависимости от своих взглядов они, соответственно, приветствуют или отвергают эйнштейновские представления о физической структуре его теории, и в частности, о понятии одновременности.

И поскольку зашел вопрос об одновременности, приходится коснуться философской стороны проблемы, хотя автор очень ясно сознает, как мало он компетентен в философии.

Замечания о существе дела с точки зрения философа.

Все, что сказано об одновременности, лишний раз иллюстрирует справедливость методологических установок материалистической философии.

Для материалиста ясно, что априорным понятиям нет места в физике.

Поэтому понятие одновременности необходимо определить.

Реальная действительность диктует нам содержание этого понятия.

Относительность одновременности и соответственно времени не смущают материалиста.

Материалист не навязывает своих представлений природе.

Наоборот, изучение реальной действительности приводит ученого к формулировке тех или иных понятий, отражающих эту действительность.

Вот, собственно, и все.

При всем желании невозможно усмотреть ни малейшего противоречия между постановкой вопроса об одновременности в теории Эйнштейна и положениями диалектического материализма.

В заключение позвольте высказать замечание общего характера. Методическое значение теории Эйнштейна прежде всего в том, что она ясно показала: часто в науке декларируем понятия, лишенные всякого содержания (например, «абсолютное пространство» Ньютона). Другая сторона той же медали проявляется в широком использовании «самоочевидных» (априорных) понятий (например, одновременность, длина, время в классической физике).

Казалось бы, после Эйнштейна в физике не должно остаться места подобным взглядам. Но, как ни парадоксально, основные споры, которые ведутся вокруг трактовки теории относительности, возникают именно в результате необдуманного употребления слов без ясного понимания их содержания.

Глава XIII,

_{очень сухо сообщающая читателю, что такое «интервал» и преобразование Лоренца. Прочитав эту главу до конца, можно также узнать, как своеобразна в теории Эйнштейна формула для сложения скоростей}

Эйнштейн

(«удивительные» выводы теории)

Несколько упрощая, можно заявить: вся математическая сторона теории Эйнштейна основана на одном факте — инвариантности интервала.

Что такое «интервал» и его «инвариантность», сейчас скажем. Правда, в нашей беседе значение понятия интервала не будет раскрыто, и, уверяя читателя, что это очень важно, автор напоминает человека, демонстрирующего фотографию тигра, чтобы доказать, какой это страшный зверь. У собеседника же всегда останется смутное подозрение, что перед ним просто увеличенный портрет котенка. Тем не менее от соблазна продемонстрировать фото все же трудно удержаться…

Инвариантность интервала и чуть-чуть математики.

Пусть произошли два каких-то события А и В.

Пусть координаты этих событий, измеренные в определенной инерциальной системе отсчета K, — x_A; y_A; z_A и

x_B; y_B; z_B.

Пусть, наконец, определенные в той же инерциальной системе моменты времени, когда случились эти события, — t_A и t_B.

Тогда интервал между этими событиями определяется соотношением:

S²_AB = c²(t_B – t_A)² – (x_B – x_A)² – (y_B – y_A)² – (z_B

 – z_A)².

И эта величина обладает замечательным свойством.

Допустим, что наши события А и В рассматривают из другой инерциальной системы отсчета K¹. Обозначим координаты событий в этой новой системе x¹_A; y¹_A; z¹_A и x¹_B; y¹_B; z¹_B, а моменты времени, когда произошли события, — t¹_A и t¹_B. Для наглядности снова представим некую многострадальную железную дорогу — такую, что система отсчета, связанная с полотном дороги, инерциальна. Допустим, это система

К. (Если вспомнить, что система отсчета «Земля», строго говоря, неинерциальная, наш рельсовый путь придется проложить где-то в космосе.)

Пусть по дороге равномерно и прямолинейно идет поезд. Тогда система отсчета, связанная с поездом, тоже инерциальна. Это система K¹. Где-то на небосклоне вспыхнули две звезды — это события А и В.

Если наблюдатели на полотне дороги и в поезде отметят координаты событий и моменты, когда они произошли, то окажется, что

S_AB = S¹_AB или c²(t_B – t_A)² – (x_B – x_A)² – (y_B – y_A)² – (z_B – z_A)²

 = c²(t¹_B – t¹_A)² – (x¹_B – x¹_A)² – (y¹_B – y¹_A)² – (z¹_B – z¹_A)².

Интервал между событиями неизменен при переходе от одной инерциальной системы к другой. Иначе говоря — интервал инвариантен.