Следовательно, если путешествующий на световом луче воспринимает себя проходящим определенное расстояние с определенной скоростью (в своей системе координат), то с точки зрения наблюдателя на астероиде и расстояние, и время будут другими. А тем же самым в обеих реальностях останется взаимоотношение между ними, определяемое скоростью света. Соотношение между расстоянием и временем всегда будет одинаковым для обоих.
Характеристики времени, пространства и материальных объектов меняются, для того чтобы скорость света оставалась постоянной
Заимствуя стратегию Эйнштейна о четырехмерном пространстве с трехмерной аналогией, мы можем соотнести теорию относительности с явлением перспективы в визуальном восприятии мира. Западноевропейское Возрождение в живописи во многом является результатом открытия перспективы. Если вы смотрите на один и тот же объект под разными углами зрения, вам будет казаться, что размеры его изменяются. Если взглянуть на здание с фронтона, стороны его станут несколько короче, и это зависит от вашего угла зрения. Если на то же самое здание посмотреть сбоку, уменьшится его передняя часть.
Леонардо да Винчи, человек, представлявший собой квинтэссенцию Возрождения, считал, что понимание чего-либо или кого-либо возможно только в том случае, если вы будете смотреть на этот объект, по крайней мере, с трех перспектив.
Представьте себе двух неподвижных наблюдателей, застывших в трехмерном пространстве. Они никогда не меняют своей точки зрения. Если они посмотрят на такой же неподвижный объект, то каждый увидит его по-своему, в зависимости от собственной системы координат, хотя на самом деле объект не меняется. Если перспективы наблюдателей никогда не изменятся, они никогда не узнают, что длина объекта кому-то представляется иной, отличной от их собственной.
Нечто подобное происходит и в нашем четырехмерном мире, где время является одним из измерений. Измерение скорости света в разных системах координат в пространстве и во времени подобно наблюдению за объектом с разных перспектив. Свет распространяется всегда с одинаковой скоростью в своей системе отсчета и изменится не больше, чем деревянный брус, если вы глядите на него с разных точек зрения. Его размер меняется только в глазах наблюдающего.
Результатом такого понимания пространства стало осознание того, что Земля не является центром солнечной системы и Солнце и другие планеты действительно вращаются во Вселенной. Теория относительности расширила это понимание до более глубокого уровня реальности. Вселенная наша не заключена в единый огромный контейнер, определяющий абсолютное пространство и время; нет единственной “Божьей шкатулки”, которая служила бы абсолютной системой координат для всех явлений во Вселенной. И, конечно, мы не можем полагать, что вся остальная Вселенная движется относительно нас. Чтобы объять множество перспектив и реальностей, нам нужно расширить свою модель Вселенной.
Другая аналогия неизменности скорости света может быть выведена из следующего исследования: как бы мы увидели трехмерный объект “глазами” двухмерных существ из плоского мира? Представьте на минуту, что вы – одно из таких существ, и внезапно через ваш мир проплывает пузырь. Что вы увидите?
Если вы находитесь достаточно далеко от места “вторжения”, то обнаружите кривую линию, которая сначала будет расти, потом уменьшаться, а потом и вовсе исчезнет. Но если пузырь проплывет прямо над вами, то со всех сторон вас внезапно закроет еще более широкий круг, затем он начнет сжиматься и исчезнет.
Если пузырь остановится, дальний наблюдатель сможет изучить его, обойти вокруг, пробраться внутрь и, в конце концов, заключить, что объект представляет собой особого размера круг. Если пузырь вновь задвигается, наши “двухмерные” наблюдатели внезапно увидят “магическое” превращение круга: он будет то увеличиваться, то уменьшаться. Оба будут убеждены, что наблюдаемое явление – круг, меняющий свой размер относительно них. А возможно, они доберутся и до другого уровня понимания, осознав при этом, что круг на самом деле был сферой, всегда остающейся неизменной – они просто видели ее разные аспекты.
Но даже с двухмерной системы координат, которая является постоянной, несмотря на угол или место пересечения сферой их плоского мира, то, что зримо, представляет собой круг, выраженный математической формулой 2pR, где. (– константа, определяющая круг и сферу, R – радиус.
Аналогично, если мы попытаемся измерить четырехмерный мир мерками трехмерного пространства, то увидим что-то похожее на ломтики четырехмерной “сферы”. Всю сферу нам не увидеть, но скорость света “с” подобна “p“ в двухмерном мире. Она дает нам ключевую информацию, необходимую для построения четырехмерной реальности, которую мы пытаемся воспринять. В итоге, хотя природа реальности и относительна для каждого человека, ни реальность, ни ее восприятие нами, не произвольны. Вспомним все тех же путешествующих в пространстве наездника на световом луче и путника на астероиде. Оба они по-разному воспринимали скорость и расстояния, преодолеваемые при передвижениях, однако
Для Эйнштейна реальность определяется не изображением, а светом, его рождающим.
Эйнштейн верил, что скорость распространения света по Вселенной и есть самый абсолютный и конкретный организующий принцип. И взаимоотношения, определяемые скоростью света, более реальны и постоянны, чем действительные физические измерения или выражение событий во времени и пространстве – то есть, это взаимоотношение более постоянно и реально, чем материальные объекты.
Исаак Ньютон описал все природные явления как события, происходящие в абсолютном пространстве и времени.
Эйнштейн описал время и пространство как события, происходящие в пределах света.
Стратегия, стоящая за теорией относительности
Теория относительности – один из основных вкладов Эйнштейна в развитие человечества. Она интересна и чарующа сама по себе, но содержание ее – не самое важное в этом исследовании. Нас привлекает стоящий за ней мыслительный процесс.
Легко по-разному увидеть много уровней в макростратегии мыслительного процесса, ведущего к теории относительности. Визуальные и кинестетические ощущения двух наблюдателей со светового луча и астероида, прохожего и пассажира поезда или трамвая, – все это элементы, вовлеченные в “комбинаторную игру”. Восприятия как движущихся, так и неподвижных наблюдателей изменчивы и относительны. С более высокого уровня “визуального” обзора взаимоотношения между этими элементами стабильны и достаточно хорошо определены для соединения с логической, вербальной и математической моделями.
Чтобы изобразить себя на луче света на уровне микростратегии, нужен очень отличающийся от математических символов тип мышления. В действительности Эйнштейн не изобретал уравнения для описания реальности, он использовал уже существующий в области чистой математики язык – уравнение для выражения виденного и ощущаемого в своем воображении.
Для того чтобы придумывать образы, подобные эйнштейновским, не требуются усиленные занятия физикой. Нужно лишь живое, активное воображение, организующее и объединяющее опыты в особую стратегию. Любой подросток (а именно подростком был Эйнштейн, когда возник первый образ) или даже ребенок, никогда не изучавший физику, может придумать подобное. Для Эйнштейна такое визуальное фантазирование было существенным элементом науки. Это позволяет нам оперировать на таком уровне восприятия, где возможен синтез и объединение концепций или систем, кажущихся противоположными или антагонистическими. На этом уровне бессознательно идентифицируются потенциально ограничивающие положения.
