Мостик
В этот период совершается ряд удивительных открытий, меняющих представление о бытии. Эйнштейн предлагает новый взгляд на наблюдаемую реальность, принципиально отличный от механистического подхода Ньютона, господствовавшего тогда в мире.
Началось гениальное открытие (им не восхищаться нельзя, оно дух захватывает) с того, что проезжая на автобусе по Берну мимо башни с часами, Эйнштейн подумал: если он будет удаляться от башни со скоростью света, то фотоны, идущие с той же скоростью от башни, не будут его догонять. И дальше он начал развивать это озарение...
Видимая нами картинка — результат попадания фотонов в глаза. При движении со скоростью света мы вообще ничего не увидим. Если движение будет меньше скорости света, например, вы летите со скоростью 290 тыс. км/сек, а за вами свет со скоростью 300 тыс. км/сек, фотоны будут для вас лететь со скоростью не 300 тыс. км/сек, а 10 тыс. км/сек — в 30 раз медленнее. Все для вас, соответственно, пропорционально замедлится в 30 раз.
Это так же просто, как если вы стоите, и на вас едет автомобиль со скоростью 100 км/час — он приближается к вам со скоростью 100 км/час. Но если вы едете впереди со скоростью 90 км/час, автомобиль будет приближаться к вам со скоростью 10 км/час.
Следуя логике идеи Эйнштейна, видимую нами в данный миг картинку (наш мир) можно назвать одним кадром кинопленки, а совокупность всех еще не долетевших до нас фотонов можно назвать кинопленкой. Один кадр пленки — образуемая фотонами одна волна, один миг. Кадры-миги последовательно летят на нас порциями-квантами, как волны у Планка. Накатывая один за другим, они образуют картинку, называемую реальность.
Если наблюдатель будет убегать от волн со скоростью света, фотоны до него не будут успевать доходить. Так как картинку, который мы называем реальностью и которую видим, создают фотоны, наблюдатель, движущийся быстрее фотонов, ничего не увидит.
Из этого факта Эйнштейн выдвинул гипотезу, что скорость света — это фундаментальное свойство нашего бытия. Ничто в мире не может двигаться быстрее. Это была его прорывная идея-озарение. Все остальные идеи были до Эйнштейна. Например, основные положения этой теории Пуанкаре изложил еще за год до публикации Эйнштейна. Но, опасаясь за свой имидж, не решился заявить их новым взглядом. Он представил их научному сообществу как умозрительную абстракцию, фокус и игру ума, в ключе типа — не подумайте, что я это серьезно. Это я так, вообще...
Такая ситуация наблюдается у всех, кто выдвигал гениальные идеи. Они настолько выходили за рамки привычного, что сами первооткрыватели не могли в них поверить. Они или выбирают молчание, как это сделал Гаусс, когда пришел к идее неевклидовой геометрии, или говорят с кучей оговорок, типа, не примите несусветную чушь за мое мнение. Я на это как на абстракцию смотрю, как в высшей математике на летающих крокодилов. Коперник видел в гелиоцентрической теории математическую абстракцию, так как мысли не мог допустить, что его разум и глаза могут видеть истину против Библии. Планк говорил о квантовой (порционной) природе всякого волнового излучения не как о реальности, а как о допустимой фантазии. Минковский говорил о расширяющейся Вселенной в том же духе, типа, не подумайте, что я сошел с ума. Я это просто в виде фантазии говорю. Пуанкаре высказывал мысли, впоследствии изложенные Эйнштейном, тоже как шутку и фокус для развлечения, типа вот до чего можно прийти в своих умозаключениях. Поэтому всем надо придерживаться здравого смысла и согласовывать свои идеи с реальностью. Иначе можно так далеко зайти, что все берега из виду потерять.
Будущее всегда неприлично. Причем, настолько неприлично, что приличные люди не могут позволить себе говорить о нем как о реальности. Ну действительно, как до эпохи Просвещения можно было предположить, что Солнце крутится вокруг Земли. Бред же...
У молодого Эйнштейна не было имиджа, его вообще никто не знал. Так что терять ему было нечего, кроме своей безвестности. Он заявил новую теорию отражением реальности, а не отвлеченной от реальности абстракцией, как это делал Пуанкаре.
Вне всяких сомнений, озарение ученого о природе наблюдения, о связи видимого мира со скоростью света — это насколько гениально, настолько и очевидно. Взяв за точку отсчета скорость света как предел, он на этом фундаменте собрал разрозненные по научному сообществу идеи и соединил их как пазлы в целостную картину. Далее оформил их в язык математики, и в мир пришла знаменитая теория относительности — сначала специальная, потом общая, перевернувшая взгляд на реальность.
Сейчас по научному сообществу так же разбросана, например, информация, которой достаточно для излечения рака. Но ее некому собрать. Нужен Эйнштейн, которого осенит центральная идея, и он на ее основании соберет фрагменты в единую картинку.
Сам Эйнштейн не видел в своей теории ничего заумного. Он писал некому Уилсу: «Этот вопрос не имеет никакого отношения к поверхностным суждениям, что "все относительно"... это, между прочим, не философская теория, а чисто физическая"». В том же письме на упреки, что его теория слишком сложна для понимания, он продолжает: «Чушь о том, что моя теория чрезвычайно сложна для понимания, есть полнейшая бессмыслица, распространяемая поверхностными журналистами».
Но идея не была осмыслена в философском смысле ни самим Эйнштейном, ни его последователями точно так же, как, например, идея Планка о квантовой природе излучения не осмыслил ни сам Планк, ни последующие ученые.
В этих идеях ученые увидели способ объехать яму на пути. Как только объехали, поехали дальше. Куда дальше — такого вопроса перед наукой никогда не стояло. Дальше — просто развиваться, расширять область знания и увеличивать границу незнания. А куда, зачем, чего в итоге хотим достигнуть — этого никогда не было. Научное знание в этом плане было не как летящая вперед стрела, а как увеличивающееся в своих размерах пятно.
Если бы Эйнштейн или Планк искали ответы на онтологические вопросы, они бы иначе смотрели на свои идеи. Но они искали решение конкретных задач. Эйнштейн искал, как объединить теории Максвелла и Ньютона. Планк решал ультрафиолетовую катастрофу. Онтологического масштаба они не касались. Когда решение нашли, вместе с ученым сообществом полезли вверх по стволу, к веточкам. И никто вниз — к корням.
Эйнштейн понимал время свойством пространства, физической сущностью, которая может растягиваться, как резинка. Популяризаторы ухватились за парадоксальность заявления и породили кучу измышлений, именуемых сегодня научной фантастикой.
В некотором смысле время — действительно свойство пространства, но не так, как понимал Эйнштейн. Время — это движение. Обосновывается утверждение довольно простым примером: если все в мире замрет, время исчезнет. Если представить часы в этом неподвижном мире, тикающие миллион лет, миллион лет пройдет для часов. Для застывшего мира пройдет нуль времени. Движение происходит в пространстве, и потому является одним из свойств пространства. Но если время — это выражение движения, оно не самостоятельная сущность в той же мере, в какой и движение. Как метры и километры измеряют пространство/длину, так секунды и минуты измеряют время/движение.
Измышления, основанные на понимании времени как самостоятельной сущности, вели к парадоксам. Например, парадокс близнецов. Его суть: берем двух тридцатилетних близнецов. Одного сажаем в ракету и с околосветовой скоростью отправляем в путешествие, из которого он возвращается через 50 лет. Другой остается на Земле. Так как космонавт летит с высокой скоростью, для него время, по Эйнштейну, замедляется. Когда он вернется на Землю, его брат будет стариком, а путешественник почти не изменится.
Но если все относительно, с одинаковым успехом можно считать, что поезд движется относительно вокзала, а можно считать, что вокзал движется относительно поезда. Можно считать, что ракета улетает от Земли, а можно считать, что Земля улетает от ракеты. И тогда при встрече братьев стариком будет не кто на Земле, а тот, кто в улетел.
Для чистоты образа представьте, во Вселенной есть только планета Земля, и больше ничего нет. И вот с планеты в бесконечное пустое пространство улетает ракета. Вы видите, что есть две точки, планета и объект, и между ними растет расстояние. В этой ситуации нет шанса сказать, что от чего улетает, ракета от Земли, или Земля от ракеты. На каких же основаниях утверждать, что на одной точке время пойдет быстрее, а на другой медленнее?
Эйнштейн «решил» проблему своим авторитетом. Он сказал, что близнец в ракете не будет стареть, а оставшийся на Земле близнец будет. Но позвольте, если движение относительно, то почему? Потому что... Примерно так аргументировал гений свой ответ.
По Эйнштейну, материальный объект с ненулевой массой невозможно разогнать до скорости света — для этого потребуется бесконечная энергия. Но если все относительно, я могу считать, что это фотоны стоят на месте, а я удаляюсь от них со скоростью света. И тогда я в данный момент лечу относительно фотонов, а не фотоны относительно меня.
Чтобы яснее представить мысль, вообразим два объекта: вы и один фотон. И больше ничего в мире нет. При взгляде со стороны будет видно, как между объектами растет дистанция. Но кто удаляется, фотон от вас или вы от него? Если все относительно, оба утверждения правомочны. Но если так, можно сказать, что вы летите со скоростью света. И тогда получается, материальный объект может двигаться с этой скоростью.
Таких парадоксов множество. Ни на один нет непротиворечивого ответа. На фоне этого факта остается только сказать, что есть мнения, ценные не сами по себе, а стоящими за ними авторитетами. Эйнштейн представляет собой такого авторитета.
Если опустить человеческие ограничения восприятия, и представить, что близнецы могут видеть за миллиарды километров так же хорошо, как на расстоянии вытянутой руки, при расхождении с околосветовой скоростью они увидят друг друга в замедленном режиме. А при сближении увидят в режиме ускоренной съемки — время ускорится.
Первый вариант с замедлением времени вписывается в теорию Эйнштейна. Второй, с ускорением, не вписывается. Он предполагает, что при движении навстречу фотонам картинка будет доходить быстрее. Но по Эйнштейну ничто не может двигаться быстрее. Если две ракеты удаляются друг от друга со скоростью света, расстояние между ними растет не 600 тыс. км. в секунду, а по 300 тыс. км/сек. Если одна большая ракета летит со скоростью света относительно неподвижного внешнего объекта, а внутри нее маленькая ракета летит со скоростью света, маленькая внутри большой будет двигаться относительно внешнего объекта с той же скоростью, как если бы она стояла. По Эйнштейну, пространство не даст ей двигаться быстрее — оно будет сокращаться или вытягиваться.
Это утверждение не вписывается в рамки логики и природу вещей. Разум протестует, что маленькая ракета, не важно, летит она или стоит внутри большой, все равно движется с одинаковой скоростью. Или тогда получается, что стояние и движение равны.
Утверждение, что скорость выше света невозможна, противоречит аспектному эксперименту, названному в честь своего изобретателя, француза Аспе. Суть эксперимента: связанные элементарные частицы нанизаны на воображаемую ось, как горошины на спицу. Если крутануть одну частицу по часовой стрелке, вторая закрутится в против часовой. Эффект не зависит от расстояния между частицами. Будь она хоть на миллиарды километров разнесены, все равно мгновенно отреагируют друг на друга. Это значит, действия от одного объекта к другому передается со скоростью выше скорости света. Информация между объектами идет с бесконечной скоростью — мгновенно.
Мгновенно — это не значит очень быстро. Это значит за нуль времени. И развивая эту мысль, это значит, вместо движения есть исчезновение в одном месте и появление в тот же миг в другом. И это совсем не физика, если скорость может быть бесконечной.
Утверждение, что скорость может быть бесконечной — это предположение. Двести лет назад скорость света считалась бесконечной, потому что не было точных приборов ее измерить. Но утверждение, что скорость может быть выше света — это не предположение, а факт. Убедительные эксперименты, исключающие лазейки, относительно недавно были проведены, в 2010 году на Канарских островах. Результаты не вписываются в теорию Эйнштейна, заявляющую невозможность скорости выше фотонов физической константой.
Предполагается, что скорость гравитации выше скорости света. Если представить, что Солнце вмиг исчезло, Земля сойдет со своей орбиты не через восемь минут, а сразу. Это значит, скорость гравитации выше скорости света. Пока не придумано эксперимента, позволяющего сказать, какова скорость гравитации, выше скорости света или нет.
Эксперимент с гравитацией — теоретизирование. Аспектный эксперимент — факт. И если скорость действительно может быть бесконечной, из этого следует, что Вселенная — единое целое. Атомы, из которых состоим мы, и атомы, из которых состоят звезды, связаны между собой. И тогда получается, что астрология — не суеверие, как утверждают религии и атеизм, а иное выражение аспектного эксперимента. Звезды реально влияют на нас, потому что атомы, из которых состоим мы, и которые образуют звезды — связаны.
Объяснить мгновенное взаимодействие в рамках теории относительности нельзя. На сегодня это большая проблема физики. Эйнштейн понимал реальность набором островков материи, между которыми пустота. Похоже, он неправ. Все есть неразрывный континуум.
Задолго до этих экспериментов Макс Планк говорил в предположительной форме, что: «существует некая «матрица», в которой берут свое начало новые звезды, ДНК и даже сама жизнь». Ему вторит коллега Эйнштейна, Дэвид Бом, который говорит, что: «Вселенная со всеми своими элементами, включая нас самих, в действительности является гигантской целостной системой, в которой все взаимозависимо, что далеко не всегда очевидно. Все, что доступно осязанию и существует в мире обособленно — скалы, океаны, леса, животные и люди, — представляет собой видимый уровень мироздания. Однако все эти вещи и явления только кажутся обособленными, в действительности же они связаны между собой на глубинном уровне высшей целостности — скрытого порядка, который просто не доступен нашим органам восприятия. Мир подобен гигантской космической голограмме».
Астрофизик Фред Хойл, автор термина «Большой взрыв», говорил: «Современные исследования довольно убедительно свидетельствуют, что условия нашей повседневной жизни не могли бы существовать в отрыве от далеких частей Вселенной. Если бы эти части каким-то чудесным образом были изъяты из нашего мира, то все наши представления о пространстве и геометрии моментально утратили бы свой смысл. Наши повседневные впечатления до самых мельчайших деталей настолько тесно связаны с крупномасштабной характеристикой Вселенной, что сложно даже представить себе, что одно может быть отделено от другого».
Задолго до них идею голографической Вселенной высказывал монах Кампанелла. Он пишет, что всякое знание есть знание наших собственных состояний. И так как сущность всех вещей одна, нам достаточно постичь свою сущность, чтобы познать Вселенную. Это очень сильное заявление, и оно мне очень близко. Я не вижу в нем изъянов. И вижу, куда можно расширяться, о чем поговорим подробно, когда дойдем до моего взгляда на мир.
Думаю, ограничение движения скоростью света правильно понимать не свойством бытия, а границей нашего восприятия. Движение быстрее света невозможно не в том смысле, что оно абсолютно невозможно, а в том, что человек при такой скорости ни одним из своих чувств ничего не сможет зафиксировать — наш мир исчезнет. Предел света — предел возможностей человека. Но это говорит о границе человека, а не скорости.
Если кино идет со скоростью 24 кадра в секунду, мы видим подвижную картинку. Увеличивая или уменьшая скорость кадров, мы будем соответственно получать ускоренное или замедленное движение. Если скорость будет ниже минимума, мы не увидим движения. Будем видеть неподвижные картинки, вяло сменяющие друг друга. Если скорость будет выше максимума восприятия, например, тысяча кадров в секунду, мы вообще не увидим никаких картинок. Увидим смазанный хаос — пятно на экране.
Аналогично и с фотонами: если они будут двигаться сильно ниже скорости света, мы увидим сильно замедленный мир. Если будут двигатсья выше скорости света, человек не сможет ничего зафиксировать. Для него исчезнет понятие «внешний мир».
Эйнштейн не развивает мысли, как будет меняться мировосприятие наблюдателя, движущегося с околосветовой скоростью навстречу волне фотонов. Что наблюдатель увидит, если с такой скоростью будет двигаться по ходу движения волны.
Современная физика предлагает понимать наблюдаемую картинку, которую мы зовем внешним миром или объективной реальностью, результатом движения фотонов на наблюдателя со всех сторон. Есть более простое объяснение видимой картинки, с которым ознакомимся, когда я перейду к изложению своего понимания мира. Пока же продолжу.
По мысли Эйнштейна, пространство и время суть одно. Если время может сжиматься и разжиматься, пространство тоже может сжиматься и разжиматься. Такие качества могут быть только у конечного объекта. Из этого Эйнштейн делает заключение, что Вселенная конечна. Он оценил ее радиус в несколько сотен миллионов световых лет.
Из математических выкладок получается, что Вселенная представляет собой замкнутое само на себя пространство — трехмерную гиперсферу. Что это такое — помыслить нельзя. Чтобы лучше понимать тему, напомню, что сфера определяется как совокупность равноудаленных от центра точек. В пространствах разной мерности будут разные сферы. На одномерном пространстве, на линии, сферой будут две лежащие на ней точки, равноудаленные от третьей. В двумерном пространстве, на плоскости, сферой будут равноудаленные от центра точки, образующие круг. В трехмерном пространстве равноудаленные от центра точки образуют поверхность шара. Как можно заметить, мерность сферы на ступень ниже мерности пространства. Шар находится в трехмерном пространстве, но поверхность шара двухмерная — плоскость. Круг находится в двухмерном пространстве, но образующая круг линия одномерная. Точки на линии находятся в одномерном пространстве, но сами точки — нулевая мерность.
Трехмерная сфера возможна только в четырехмерном пространстве. Чтобы мыслить трехмерную сферу, прежде нужно помыслить четырехмерное пространство. Если хотите попробовать, для направления держите в голове, что бесконечно много точек образуют линию; много линий образуют плоскость; много плоскостей образуют объем. Бесконечное множество объемов — это и есть четырехмерное пространство. Сумма равноудаленных от некого центра точек в таком пространстве будет трехмерной сферой.
Чтобы в будущем не запутаться, скажу, что наш мир четырехмерный. Но четвертое измерение — не время/пространство, как считается со времен торжества идей Эйнштейна. Что есть четвертое измерение — про то другая глава. Пока же, чтобы понимать, что я вкладываю в понятие трехмерной сферы, игнорируйте, что у нас время считается четвертым измерением. Считайте, что оно не является отдельным измерением, а включено в трехмерный мир. Тогда можно понять (но не представить) понятие «трехмерная сфера».
Трехмерная сфера в четырехмерном пространстве — математическая абстракция, заявляемая формой Вселенной. Создана она ровно для того, для чего в науке создаются абстракции — чтобы сделать из нее мостик и перейти через пропасть, дна которой не удалось осветить. Непостижимая трехмерная сфера полюбилась ученым, потому что она пусть и абстрактная, но величина. А величину если даже и представить нельзя, можно в формулы уместить. Это намного удобнее бесконечности, которая не лезет ни в какие формулы и ломает всякую логику и здравый смысл.
На период написания теории относительности Эйнштейн понимал Вселенную точно так же, как и средневековые ученые после крушения религии — ВСЕМ. Ничего, кроме неподвижной и вечной Вселенной, нельзя было даже представить. Когда Эйнштейн определял Вселенную конечной величиной, этим он говорил, что существование — конечная величина. У существования есть границы — вот что он говорил.