Э.Ф. Тейлор, Дж.А. Уилер - Физика пространства-времени (1120533), страница 60
Текст из файла (страница 60)
Дла меня служат подтеер>вдеваем то, что я, помввтса, сидя е своей каюте, часто ве вог донять, идет ваш корабль влв стоит ва иесте; случалось, я думал, что оп вдет е одну атарову, тогда как ны давгалвсь е противоположную... Принцип относительности Галилея В атой первоначальной формулировке хотя и прост, но не настолько, насколько мог бы быть. В чем состоит его простота? Физические процессы выглядят одинаково з разномерно движутцемся корабле и з корабле, стоящем на месте. Равномерное относительное движение кораблей ие сказывается на ааконах движения, описываемых в каждом из них.
В каждом корабле мы видим, что изолированиое тело совершает равномерное прямолинейное движение В горизонтальном направлении и подвержено равноускоренному движению В Вертикальном направлении. Ядро, падающее вертикально Вниа на одном корабле, при наблюдении с другого корабля описывает параболическую кривую; ядро, падающее вертикально вниз иа этом зтороы корабле, также Описывает параболическую кривую, если его наблюдать с первого корабля. Простота принципа относительности Галилея кроется во вааимной эквизалентиостп двух находящихся на Земле систем отсчета и в симметрии между ними. В каком же смысле эта простота не так велика, как она могла бы быть> Распространение рассуждений Галилея с обычного корабля на космический Системы отсчета в определении Галилея еще не являются инерциальными.
Чтобы получить последние, требуется лишь небольшая аамена понятий— переход От морского корабля к космическому. Тогда совершенно одинаковыми станоиятся зсе направления — вверх и вниа, па восток и на запад, на север и на юг. Тело, не подвергающееся воздействию сил, не испытывает ускорения, и его движение будет равномерным как с точки арения одного космического корабля, так и другого. Сегодня под галилеевым принципом относительности понимают именно это тождество выражений закона свободного дзи>кения зо всех ияерцпальяых системах отсчета.
Как бы Галилей ни изощрял свою фантази>о, он пе мог в $632 г. предложить своим читателям поместиться з космическом корабле. И все же он смог бы описать ту ббльшую простоту фиаических явлений,. которая проявляется при наблюдении с таких преимущественных позиций. Р и с. 134. Майор Эдвард Уайт пе испытывает никакого ускорения относительно космического корабля, в котором находится майор Джеймс Маидивптт, кроме тех момептов, когда ои выбрасывает струю кислорода ив двигателя, находящегося о его правой руке В 100 милях внизу видна Калифорния. Полет космического корабля «Д»кемин»г 3»вЂ” 7 июни 1965 г. 3.
ФИЗИКА ИСКРИВЛЕННОГО ПРОСТРЛНСТВА-ВРЕМЕНИ Р ы с. 135. «Наделекыыы созыаыыем» космыческый корабль. Любое ыарушевве его свободного движения, вапример встреча с газовым облаком слеза, сзяззыо с взмеыеыыем «коросты. Парящий з середиые космического корабля маленький саугыык — «созыаыяе» вЂ” защыщеы от столкыовзывя с газовым облакоы. Оы продолжает свое движение по-прежыеыу. Наблюдая зто «созыаыве» с помощью чузстаытельыых датчиков (схематически ызобрз|кеыыых здесь з виде коытзктыых переключателей), космический корабль получает ыыформапыю о то»ь что оы движется ыызче, чем требует этого внутренний спутник.
Потрезожеыыый переключатель арызодыт з действие ыротвзоположыую ему корректырующую ракету кзк раз ыз тот срок, в течение которого оыа првзодыт дзыжеыые корабля з согласие с его «созыаыыем». Бутыли, капли воды и все прочие пробные объекты сохраияют состояпие покоя или движения с постоянной скоростью. Отсутствие ускорения всех соседних объектов относительно космического корабля было бы понятно галилеям всех эпох. Кто выразил ясиее, чем Галилей, совпадение величины ускореыия всех соседних объектов относительно Земли? И разве смог бы удивить Галилея тот факт, что астронавт может парить рядо»| со свои»| космическим кораблем (рис. 134)? Исследования последнего времени придали новый драматизм галилеевскому принципу уииверсальпости свободного падевия, ие изменив самого принципа.
Ролл, Кротков и Дикке ') доказали равеиство величины ускорения для алюмипия и золота с отпосительвой точностью 10 ". «Наделенный сознанием» космический корабль, Что управляет его сознанием? Мартин Шварц|пильд предложил коыструкцк|о «наделенного сознанием» космического корабля, обеспечивающую одипаковый характер его двв»кеипя как при палкчии сопротивления со стороны разреженных газов или ') Р. С. 11 о 1 1, ((.
К г о 1 1| о т, )(. Н. () 1 с 1| е, Аппо)з о1 1»Ьуз(сз, 26, 442 (1964). ИСААК НЬЮТОН Вуясторп, 22 декабря 1642 г.— Кенсингтон (Ло>сдонЬ 20 марта 122> в, «Бестрепетный ума посланец одинокий, Скиталец вечный в странных океанах думе, Воде«ар>п. « « « «Ие знаю, каким представляет себе меня мир, но самому себе я кажусь просто ребенком, который играет на морском берегу и забавляется, отысьнван лучше обкатанные намешки или более красивые, чем обычно, ракушки, в то время как великий океан истины де>кит передо мной, еп>е девственно непознанвьпгз.
Ньютон, «Почему я называю его вол>пебникоь>? — Потому, что оя видел во Вселенной и всгн, что в ней есть. загадку — секрет, которьш можно прочесть, сслп старательно поразмыслить над некоторь>мя фактами, некоторыми таинственными ключами, которые дает нам Бог к разгадке мира, дозволив братству посвящонных поиск некоего философического сокровища. Он верил, что найти эти ключи к истине можно отчасти в свцдетельстве небес и строении элементов (что п приводит к ложной мысли, будто он был натурфилософом-экспери- меятаторомЬ но отчасти и э иавестяых писаниях и традициях, пришедших к нам от собратьев по неразрывной цепи, начяная с первого таинственного откровения в Вавилоне.
Он видел во Вселенной зашифрованное послание Всемогущего, подобное той криптограмме, в которой он сообщал Лейбницу свое открытно математического анализа. И он верил, что только сама мысль и концентрация ума смогут раскрыть эту загадку для посвященныхе. Кейнс, э. Фвзикл искРЫВленнОГО ПРОстРлнстВл.ВРеминВ Р в с. 136. В яьютояовской ыехэяяке развые частяцы, двяжущкеся с рззлячяымв скоростяыв, о«влопаются от ядеальяо прямого пути с одвям я тем жэ ускоревкеы. В атом смысле эе существует пркяцяпвальвого равлвчвя между задеваем снаряда в дввжевкеы спутника. На этом рясувке Ньютова, опубляковаявом в 1686 г., пушка достзточво большой ыощяоств, устаяовлеэяая эа верпшке горы, горкзовтальво выпускает свои снаряды.
Самый ыощвый выстрел запускает тогда ва орбиту спутввк. Две вяэшвве крявые в«обращают другие воэможвые орбиты спугэвков. Нвгде, кроме кыкгя А. Койре (А1ехапг(эг К о у г 4, А Во«яшек!агу Н1э!огу о1 !Ье РгоЫеш о1 Ра!1 1гош Кер1ег го Нею!оп, Тгаоээс!!опэ о1 !Ье Ашемсэп РЬ(1оеорЬ!с«1 Яос!е!у, 45, рагС 4 (1955)1, ие расскаэаяо с таким стремлением к замечательэой докуыеятальпоств, как Ньюгоэ лишь аостевэиэо пришел к решеввю задача о свободяоы падении. Рвсувок взят вэ кякгя Ньютона, )Чете«ов э Рг!Вс!р!э РЫ1оэорЬ!эе Вагш«11« РНпс!р!а Мэ!Ьешанса. 1оэерЬ Вмеэ)ег, Ьовйоп, 1и1у 5, 1686; моттовсквй перевод ее ва авглвйскяй язык, иересмотреыяый к отредэктвровэвпый Флорианом Каджоря, был опублкковап в двух токах (()в!«егэ!«у о1 Са1Иогп!а Ргеэз, Вэгйэ1эу, 1962). (Веревок нэ русский язык сы. в Собраяпэ трудов акад.
А. Н. Крылова, т. 7, Иэд-во АН СССР, М.— Л., 1936; И. Н ь ю т о в, Матеыэтвческке качала ватурэльвой фклософяв.— Прим. варею.) солнечного ветра, так и при движении в абсолютном вакууме. Роль «соэнанияэ выполняет второй корабль (спутник), парящий внутри первого, болыпего корабля (рис. 135). Пока космический корабль совершает свободное движение, спутник не испытывает ускорения относительно него, но когда такое ускорение возникает, вся ответственность за появление ускорения лежит на космическом корабле, и последний с помощью небольших ракет кратковременно ускоряется, делает рывок и вновь приводится в соответствие со своим внутренним «сознаниемж Хотя на корабль может влиять сопротивление внешней среды, оно преодолевается мощностью ракет.
Космический корабль тогда сохраняет такое движение, какое имело бы место при одновременном отсутствии как внешнего сопротивления, так и влияния двигателей. Когда космический корабль со своим «сознанием» выходит в пустоту, он летит по идеальному пути без помощи ракет и чувствительных датчиков. Посмотрите, какая замечательная гармония! Внутренний спутник не видит внешкего мира.
Он не осязает, не чувствует, не видит корабля, окружающего его со всех сторон. И тем не Нексе он добросовестно идет в пространстве-времени тем же путем, что и корабль. Более того, его абсолютная добросовестность не вависит от того, из чего он сделан, будь то алюминий или золото. Откуда же такие «сознания», независимо от своего химического состава и конструкции вообще, черпают все данные о верном пути? Где источник, управлягощий массой в ее движении? гвлвит»пня к»к явлвнив локлльноа 23? «Там же, где масса,— локальао»,— отвечает Эйнштейн. «Источник действует аа расстоянии»,— отвечает Ньютон. Эйаштейн утверждает, что спутник получает информацию самым простым из воаможвых способом.
Он реагирует на структуру пространства- времени в непосредственной близости от аего самого. Он движется по прямой в своей локальной инерциальной системе отсчета. Невозможно вообразить более простого и более прямолиаейного движеаия. Ньютон утверждает, что информацию о том, как ему двигаться, спутник получает аа расстоянии, через «силу тяготеаия». Двигаться — но относительно чего? Относительно идеальной, богом данной и неизменной евклидовой системы отсчета, заполняющей все пространство и охватывающей все времена! Ньютон говорит, что спутник двигался бы по идеальной прямой в атой глобальной системе отсчета, если бы его не отклоняла Земля.
Но как увидеть эту идеальаую прямую? Какая жалость — не существует ничего, абсолютно ничего, что двигалось бы когда-нибудь по этой идеальной прямой. Эта прямая — плод чистейшего воображения. И тем не менее, как утверждает Ньютон, ее определение просто: спутник любой природы, двигающийся с любой скоростью, отклоняется от этой идеальной прямой с одним и тем же ускорением (рис. 136). ч»изина ироста, лишь если ее рассматривать локально Эйнштейн говорит: Взгляните в лицо фактам. Никакого фона в виде идеальной евклидовой системы отсчета, охватывающей все пространство, не существует. И ее незачем постулировать, ведь, согласно самому Ньютону, никакая частица, включая даже луч света, никогда ае двигается по прямой линии в атой идеальной системе отсчета.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
