Джеймс Глик - Путешествия во времени. История

Мощные идеи Эйнштейна распространились в общедоступной прессе столь же быстро, как и в физических журналах, и нарушили безмятежную поступь философии. Философы были удивлены и оказались в меньшинстве. Бергсон и Эйнштейн спорили публично в Париже и частным образом в письмах, причем казалось, что они говорят на разных языках: один научный, выверенный, конкретный; другой психологичный, текучий, не вызывающий доверия. «„Время вселенной“, открытое Эйнштейном, и „время нашей жизни“, связанное с Бергсоном, двигались по спиралям опасно конфликтующих траекторий, расщепляя столетие на две культуры», — пишет историк науки Джимена Каналес. Мы эйнштейнианцы, когда стремимся к простоте и истине, и бергсонианцы — когда погружаемся в неуверенность и текучесть. Бергсон по-прежнему помещал человеческое сознание в центр времени, тогда как Эйнштейн не видел в науке, полагающейся на часы и свет, места для духа. «Время для меня — это то, что в высшей степени реально и необходимо, — писал Бергсон. — Это необходимое условие действия. Что я говорю? Это само действие». В апреле 1922 г. Эйншейн, выступая перед интеллектуалами во Французском философском обществе, был непреклонен: «Времени, о котором говорят философы, не существует». Судя по всему, Эйнштейн победил.

Что означают заданные им рамки для нашего понимания истинной природы вещей? Биограф Эйнштейна Юрген Неффе рассудительно подводит итог. «Эйнштейн не дал объяснения этим явлениям, — говорит он. — Никто не знает, что на самом деле представляют собой свет и время. Нам не говорят, что это такое. Специальная теория относительности всего лишь устанавливает новое правило измерения мира — идеальный логический конструкт, позволяющий преодолеть прежние противоречия».

Герман Минковский прочел работу Эйнштейна 1905 г. по специальной теории относительности с особым интересом, ведь когда-то в Цюрихе он преподавал Эйнштейну математику. Ему было 44 года, Эйнштейну — 29. Минковский понимал, что Эйнштейн сбросил концепцию времени с ее пьедестала и, мало того, показал, что времени не существует, существуют только времена . Но он считал, что его бывший ученик оставил работу недоделанной — не решился объявить новую истину о природе всей реальности. Поэтому Минковский подготовил лекцию и прочел ее на научной встрече в Кельне 21 сентября 1908 г. Лекция стала знаменитой.

Называлась она Raum und Zeit — «Пространство и время», и миссией автора было объявить обе эти концепции бессмысленными и пустыми. «Взгляды на пространство и время, которые я хочу изложить перед вами, возникли на почве экспериментальной физики, и в этом их сила, — величественно начал он. — Они радикальны. С этого момента пространство само по себе и время само по себе обречены отойти в тень, и только своего рода союз того и другого сохранит независимую реальность ».

Он напомнил слушателям, что пространство обозначается тремя ортогональными координатами x, y, z — длиной, шириной и высотой. Пусть t обозначает время. Взяв кусок мела, сказал он, можно нарисовать на доске четыре оси: «несколько б о льшая степень абстракции, связанная с числом 4, математику не помешает». И так далее. Минковский был возбужден. Это была «новая концепция пространства и времени», объявил он, «первый из всех законов природы». Он назвал свою концепцию «принципом абсолютного мира».

Четыре числа — x, y, z, t — определяют «мировую точку». Вместе все мировые точки, отслеживающие существование объекта от рождения его до смерти, образуют «мировую линию». А как мы назовем всю эту историю целиком?

Множество всех мыслимых систем величин x, y, z, t мы назовем миром.

Die Welt! Мир! Хорошее название. Но сегодня мы просто называем это пространством-временем (континуумом). Если мы не согласны и сопротивляемся этому («Я знаю, время — просто время, / А место — просто место», — сказал Томас Стернз Элиот), то делаем мы это напрасно.

Минковский напрасно начал свою лекцию с заявления, что его выводы основаны на экспериментальной физике. Подлинной темой лекции была сила абстрактной математики и ее способность изменить наши представления о Вселенной. В первую очередь он был геометром. Физик и историк Питер Галисон говорит об этом так: «Там, где Эйнштейн манипулировал часами, стержнями, световыми лучами и поездами, Минковский играл с решетками, поверхностями, кривыми и проекциями». Он мыслил в русле глубочайших визуальных абстракций.

«Отойдут в тень», — сказал Минковский, и это не было просто поэтическим сравнением. Он почти буквально имел в виду то, что говорил. Воспринимаемая нами реальность — это проекция, подобная теням, возникающим на стене Платоновой пещеры [68] Известная аллегория Платона, согласно которой люди живут в пещере и видят лишь тени предметов, создаваемых светом пламени. Люди ошибочно принимают тени предметов за сами предметы (проекцию за истину) и не всегда готовы узнать саму истину. Прим. науч. ред. . Если мир — абсолютный мир — представляет собой четырехмерный континуум, то все, что мы воспринимаем в любой отдельно взятый момент, — всего лишь срез целого. Наше чувство времени — иллюзия. Ничто не уходит, ничто не меняется. Вселенная — реальная Вселенная, скрытая от нашего ограниченного взгляда, — заключает в себе всю полноту этих безвременных, вечных мировых линий. «Я бы с радостью предвосхитил себя, — сказал Минковский в Кельне, — по моему мнению, физические законы могли бы найти самое совершенное свое выражение во взаимоотношениях этих мировых линий». Три месяца спустя он умер от прорвавшегося аппендикса.

Так идея времени как четвертого измерения потихоньку продвигалась вперед. Произошло это не сразу и не в один миг. В 1908 г. Scientific American «просто объяснил» четвертое измерение как гипотетическое пространственное, аналогичное первым трем: «Чтобы попасть в четвертое измерение, нам следовало бы выйти из нашего нынешнего мира». На следующий год журнал спонсировал конкурс эссе на тему «Четвертое измерение», и ни один из победителей или участников не рассмотрел в этом качестве время, проигнорировав и заключения немецкого физика, и произведения английского писателя-фантаста. Пространственно-временной континуум и правда был радикальной идеей. Макс Вин [69] Макс Вин (1866–1938) — немецкий физик, директор Института физики Йенского университета имени Фридриха Шиллера. Вин был изобретателем Löschfunkensender, одного из первых радиопередатчиков, использовавшегося, к примеру, на «Титанике». Кроме того, он занимался изучением абсолютно черных тел — именно тех научных объектов, которые привели к зарождению квантовой физики. , физик-экспериментатор, описывал свою первоначальную реакцию как «легкое содрогание мозга — теперь пространство и время кажутся слепленными воедино в серый печальный хаос». Это оскорбляет здравый смысл. «Ткань пространства есть не ткань времени, — восклицал Владимир Набоков, — но вскормленное релятивистами разномастное четырехмерное посмешище — четвероногое, которому одну из ног заменили на призрак ноги». Замечания этих критиков звучат совсем по-филбински, но даже Эйнштейн не сразу принял предложенный Минковским взгляд: он называл его überflüssige Gelehrsamkeit , чрезмерной ученостью. Но Эйнштейн сменил направление. Когда в 1955 г. умер его друг Бессо, Эйнштейн утешил его родных словами, которые с тех пор многократно цитировались: