Предчувствия и свершения. Книга 2. Призраки

В свою очередь путешественник на основе измерений получит тот же конечный результат, несмотря на существенное различие во время отдельных этапов. Его приборы тоже зафиксируют отставание часов, остававшихся на Земле в то время, когда он летит с выключенными двигателями к звездам и обратно. Однако его приборы зафиксируют и чрезвычайное ускорение хода земных часов, когда двигатели будут тормозить и разгонять его корабль в глубинах космического пространства. Его объяснение будет таким: когда пришла пора возвращаться, я включил двигатели. Создаваемое ими ускорение эквивалентно однородному полю тяготения. В районе моего корабля потенциал этого поля был не очень большим. Конечно, при этом я испытывал перегрузки, так же как в течение старта и финиша. Но они были не очень велики и практически не влияли на ход моих часов. Приборы показали мне, что во время этого маневра потенциал того же поля тяжести был там, у тебя, чрезвычайно большим. Поэтому твои часы спешили как сумасшедшие, а электрокардиограф показывал, что твое сердце стрекочет с необычайной скоростью. Я должен был бы опасаться за твое здоровье, если бы не знал, что это просто эффект теории тяготения, общей теории относительности. Ведь гравитационный потенциал, в котором ты находился, определялся не столько той перегрузкой, которую я должен был испытать, чтобы остаться, в покое, сколько расстоянием между нами, а оно было огромным. Именно поэтому во время старта и финиша, когда мы были близко друг от друга, я не наблюдал ничего особенного ни на твоих часах, ни на твоей электрокардиограмме. Итак, заключит путешественник, мои часы шли нормально, но они отстали от твоих потому, что твои часы очень спешили, когда я разворачивал свой корабль. Оба они зафиксируют одно и то же: часы, совершившие путешествие, отстали от покоившихся часов.

Психологическое воздействие парадокса близнецов связано с тем, что при его обсуждении зачастую подменяют физическую теорию относительности вульгарными положениями философского релятивизма, провозглашающего, что «все в мире относительно». Физическая теория относительности не имеет ничего общего с такими высказываниями. Более того, общая теория относительности, основывающаяся на объективном факте относительности движения, относительности скорости и на абсолютном характере ускорения, которое эквивалентно соответствующему полю тяготения, позволяет получить математические формулы, дающие возможность вычисления всех эффектов: в том числе они позволяют во всех деталях проследить за тем, как происходит отставание часов близнеца-путешественника. Нужно привыкнуть к тому, что показания приборов на Земле и в ракете различаются между собой, а расчеты, выполненные на основе этих показаний, приводят к совпадающим окончательным результатам.

Специальная теория относительности, сохранившая привилегированную роль движения по инерции, не позволяет провести вычисления, необходимые для разъяснения парадокса близнецов, но она легко объясняет, почему некоторые элементарные частицы, время жизни которых (то есть время их существования от момента возникновения до момента распада) очень мало, могут, родившись под воздействием космических частиц на верхние слои атмосферы, достичь поверхности Земли. Эти частицы летят почти со скоростью света, так что время их жизни, измеренное по земным часам, в десятки раз длиннее, чем их собственное время жизни. Специальная теория относительности достаточна для понимания этого опыта, потому что частицы здесь движутся по инерции прямолинейно и равномерно.

Общая теория относительности показала, что законы природы могут и должны быть сформулированы так, чтобы оставаться справедливыми при любых движениях. Соответствующие уравнения не должны менять своего вида при переходе от одной системы к другой, движущейся произвольным образом. На примере с часами близнецов мы видим: несмотря на то, что один и тот же процесс описывается в различных системах по-разному, результаты получаются одинаковыми. Именно в этом состоит преимущество и сила обшей теории относительности. Она дает правильные результаты, не зависящие от того, где находится и как движется наблюдатель. Он должен, конечно, пользоваться правильными приборами и правильной теорией.

Например, изучая Солнечную систему, он может представить себя находящимся в центре Солнца и не участвующим в его вращении вокруг оси. Тогда его модель Солнечной системы совпадает с системой Коперника. В наши дни никому не придет в голову возвращаться к системе Тихо Браге или к системе Птолемея, хотя теория относительности показывает, как, путем математических преобразований, можно было бы осуществлять такой переход. Сложность и громоздкость геоцентрического описания являются одним из доказательств того, что такие системы весьма далеки от реальной действительности, хотя, применяя их для вычислений, тоже можно получать правильные результаты. Здесь еще раз следует вспомнить мысль Ломоносова о простоте природы и необходимости отказываться от усложнений при ее описании, если можно описать ее просто.