Аркадий Лукьянов - Историко-критическое введение в философию естествознания

"1. Введение местного объективного времени, связывающего последовательность опытов во времени с показаниями "часов", т.е. с замкнутой системой периодических событий.

2. Введение понятия объективного времени для событий во всём пространстве; только благодаря этому понятию идея местного времени расширяется, становясь идеей о времени в физике" (Там же. - С. 207).

При этом нам следует учитывать то обстоятельство, что "понятие периодического процесса предшествует понятию времени" (если, конечно, заняться исследованием происхождения понятия времени). Кроме того, до Эйнштейна физики пренебрегали существующим различием между "одновременно увиденным" и "одновременно наступившим", так что стиралась всякая разница между местным временем и временем. Господствовавшая иллюзия, что с позиций опыта "смысл одновременности пространственно разделённых событий ... ясен, априори, происходила от того, что в нашем повседневном опыте мы могли пренебрегать временем распространения света" (Там же).

Известно, что уже в статье "К электродинамике движущихся тел" (1905) Эйнштейн сформулировал следующие принципы:

"1. Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того, к которой из двух координатных систем, движущихся относительно друг друга равномерно и прямолинейно, эти изменения состояния относятся.

2. Каждый луч света движется в "покоящейся" системе координат с определённой скоростью V, независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом" (Там же. - Т. 1. - М.: Наука, 1965. - С. 10).

Правильное понимание этих постулатов, из которых нельзя вырвать не только ни одного слова, но и ни одного знака, приводит нас к тому выводу, что понятие одновременности утратило своё абсолютное значение в том плане, что два события, "одновременные при наблюдении из одной координатной системы, уже не воспринимаются как одновременные при рассмотрении из системы, движущейся относительно данной системы" (Там же. - С. 13).

Из закона постоянства скорости света для всех инерциальных систем отсчёта вытекает, что "пространственные координаты х1, х2, х3 и время х4 должны преобразовываться согласно "преобразованиям Лоренца", которые характеризуются инвариантностью выражения:

ds2 = dx12 + dx22 + dx32 - dx42 ,

если единица времени выбрана так, что скорость света с = 1.

Благодаря такому приёму время утратило свой абсолютный характер и стало рассматриваться как алгебраически подобное (почти) пространственным координатам. Абсолютный характер времени, и в частности, одновременности, был опровергнут, и четырёхмерное описание было ведено как единственно разумное" (Там же. - Т. IV. - С. 214). Величину ds мы называем "расстоянием" между двумя событиями или точками четырёхмерного пространственно-временного континуума.

К этому хотелось бы добавить следующее. Скорость света с - одна из величин, входящих в физические уравнения в качестве "универсальной постоянной". Но если взять за единицу времени вместо секунды то время, за которое свет проходит 1 см, то с больше не будет входить в уравнения. В этом смысле можно сказать, что постоянная с является лишь кажущейся универсальной постоянной. Однако "таких произвольных постоянных не существует. Иначе говоря, природа устроена так, что её законы в большей мере определяются уже чисто логическими требованиями настолько, что в выражения этих законов входят только постоянные, допускающие теоретическое определение (т.е. такие постоянные, что их численных значений нельзя менять, не разрушая теории)" (Там же. - С. 281).

Из специальной теории относительности (СТО) следуют новые пространственно-временные представления, такие, например, как относительность длин и промежутков времени, относительность одновременности событий.

Тот факт, что СТО представляет собой лишь первый шаг в необходимом развитии, стал ясен Эйнштейну после того, как он попытался представить в рамках этой теории и тяготение. Однако в дальнейшем он убедился в том, что в рамках СТО нет места для удовлетворительной теории тяготения.

И вот однажды, когда он ехал в лифте и задался вопросом, а что произойдёт, если лифт вдруг оборвётся, ему пришла в голову следующая мысль: "факт равенства инертной и весомой массы или, иначе, тот факт, что ускорение свободного падения не зависит от природы падающего вещества, допускает и иное выражение. Его можно выразить так: в поле тяготения (малой пространственной протяжённости) всё происходит так, как в пространстве без тяготения, если в нём вместо "инерциальной" системы отсчёта ввести систему ускоренную относительно неё" (См.: Там же.